RUDN Journal of MedicineRUDN Journal of MedicineВестник Российского университета дружбы народов. Серия: Медицина2313-02452313-0261Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)2502810.22363/2313-0245-2020-24-4-338-344CLINICAL PHYSIOLOGHYКЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯResearch ArticleEffect of supraspinal influences on the manifestation of presynaptic inhibition Ia afferents in different types of muscle contraction in humansЭффект супраспинальных влияний на проявление пресинаптического торможения Ia афферентов при разных типах мышечного сокращения у человека2076-9689BogdanovS. M.БогдановС. М.and-chelnokov@yandex.ru7541-0760GladchenkoD. A.ГладченкоД. А.and-chelnokov@yandex.ru6287-8630RoshchinaL. V.РощинаЛ. В.and-chelnokov@yandex.ru4706-8513ChelnokovA. A.ЧелноковА. А.and-chelnokov@yandex.ruVelikie Luki State Academy of Physical Education and SportsВеликолукская государственная академия физической культуры и спорта15122020244EXPERIMENTAL AND CLINICAL PHYSIOLOGYЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ И КЛИНИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ33834423112020Copyright ©; 2020, Bogdanov S.M., Gladchenko D.A., Roshchina L.V., Chelnokov A.A.Copyright ©; 2020, Богданов С.М., Гладченко Д.А., Рощина Л.В., Челноков А.А.2020Bogdanov S.M., Gladchenko D.A., Roshchina L.V., Chelnokov A.A.Богданов С.М., Гладченко Д.А., Рощина Л.В., Челноков А.А.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.rudn.ru/medicine/article/view/25028

Relevance. Тhe biological role of presynaptic inhibition is to regulate excessive skeletal muscle tone, which prevents the execution of arbitrary muscle contractions. In the modern literature, there is information devoted mainly to the study of various types of spinal inhibition in the isometric type of contraction. The aim: determining the role of supraspinal influences from brain stem structures on the activity of presynaptic inhibition when performing various types and sizes of muscle contractions in humans. Materials and methods: 20-22 year-old healthy men (n=6) took part in the research. Presynaptic inhibition was registered at rest; at rest in combination with the performance of Jendrassik maneuver; when performing concentric, eccentric, isometric contractions of 50 % and 100 % of the individual maximum without and against the background of Jendrassik maneuver. Results: During the execution of concentric, eccentric and isometric contractions of different sizes, the severity of presynaptic inhibition decreases in comparison with rest, both without taking Jendrassik maneuver, and against the background of its execution. With an increase in the strength of concentric, eccentric, and isometric contractions from 50 % to 100 % of the individual maximum, the severity of presynaptic inhibition progressively decreased under the same experimental conditions. Without taking Jendrassik maneuver, the greatest severity of presynaptic inhibition was observed with concentric and isometric contractions of 50 % and 100 % of the MVC, and against the background of taking Jendrassik maneuver - with an isometric type of reduction of 50 % and 100 % of the MVC. Conclusion. Supraspinal descending effects caused by the Jendrassik maneuver modulate the state of presynaptic inhibition Ia of the afferents of the flexor muscle of the foot, depending on the type and strength of muscle contraction.

Актуальность. Биологическая роль пресинаптического торможения заключается в регуляции чрезмерного возбуждения скелетных мышц, препятствующего реализации произвольного мышечного сокращения. В современной литературе имеются сведения, посвященные в основном изучению различных видов спинального торможения при изометрическом типе сокращения. Цель исследования : определение роли супраспинальных влияний от стволовых структур головного мозга на активность пресинаптического торможения при выполнении различных по типу и величине мышечных сокращений у человека. Материалы и методы : в исследовании участвовали 6 добровольцев мужского пола в возрасте 20-22 лет. Регистрация пресинаптического торможения осуществлялась в состоянии покоя; при выполнении приема Ендрассика в покое; при выполнении концентрического, эксцентрического, изометрического сокращений в 50 % и 100 % от индивидуального максимума на фоне приема Ендрассика и без него. Результаты: во время выполнения различных по типу и величине мышечных сокращений выраженность пресинаптического торможения ослабевала по сравнению с покоем как без приема Ендрассика, так и на фоне его выполнения. С увеличением силы концентрических, эксцентрических и изометрических сокращений от 50 % до 100 % индивидуального максимума выраженность пресинаптического торможения прогрессивно уменьшалась в тех же экспериментальных условиях. Без приема Ендрассика самый большой эффект пресинаптического торможения регистрировался при концентрических и изометрических сокращениях в 50 % и 100 % от МПС, а на фоне выполнения приема Ендрассика - при изометрическом типе сокращения в 50 % и 100 % от МПС. Таким образом, супраспинальные нисходящие влияния, вызываемые приемом Ендрассика, модулируют состояние пресинаптического торможения первичных афферентов в зависимости от типа и силы мышечного сокращения.

presynaptic inhibitionH-reflexconcentric contractioneccentric contractionisometric contractionJendrassik maneuvermaximum voluntary contraction (MVC)пресинаптическое торможениеН-рефлексконцентрическое сокращениеэксцентрическое сокращениеизометрическое сокращениеприем Ендрассикамаксимальное произвольное сокращение (МПС)Bikmullina R.H., Rozental’ A.N., Pleshchinskij I.N. Tormoznye sistemy spinnogo mozga v kontrole vzaimodejstvij funkcional’no sopryazhyonnyh myshc. Fiziologiya cheloveka. 2007;33(1):119– 130. (In Russ).Бикмуллина Р.Х., Розенталь А.Н., Плещинский И.Н. Тормозные системы спинного мозга в контроле взаимодействий функционально сопряженных мышц. Физиология человека. 2007. Том 33. № 1. С. 119-130.Chelnokov A.A., Gladchenko D.A., Fedorov S.A., Gorodnichev R.M. Vozrastnye osobennosti spinal’nogo tormozheniya skeletnyh myshc u lic muzhskogo pola v regulyacii proizvol’nyh dvizhenij. Fiziologiya cheloveka. 2017;43(1)35–44. (In Russ).Челноков А.А., Гладченко Д.А., Федоров С.А., Городничев Р.М. Возрастные особенности спинального торможения скелетных мышц у лиц мужского пола в регуляции произвольных движений. Физиология человека. 2017. Т. 43. № 1. С. 35-44.Pierrot-Deseilligny E., Burke D. The Circuitry of the Human Spinal Cord: Spinal and Corticospinal Mechanisms of Movement. United States: Cambridge University Press. 2012. 606 p.Pierrot-Deseilligny E., Burke D. The Circuitry of the Human Spinal Cord: Spinal and Corticospinal Mechanisms of Movement. - United States: Cambridge University Press. 2012. 606 р.Moreno-López Y., Olivares-Moreno R., Cordero-Erausquin M., Rojas-Piloni G. Sensorimotor Integration by Corticospinal System. Front Neuroanat. 2016;9:10–24.Moreno-López Y., Olivares-Moreno R., Cordero-Erausquin M., Rojas-Piloni G. Sensorimotor Integration by Corticospinal System. Front Neuroanat. 2016. V. 9. P. 10-24.Rudomin P., Schmidt R.F. Presynaptic inhibition in the vertebrate spinal cord revisited. Exp. Brain Res. 1999;129:1–37.Rudomin P., Schmidt R.F. Presynaptic inhibition in the vertebrate spinal cord revisited. Exp. Brain Res. 1999. V. 129. P. 1-37.Rudomin P. In search of lost presynaptic inhibition. Exp. Brain Res. 2009;196(1):139–151.Rudomin P. In search of lost presynaptic inhibition. Exp. Brain Res. 2009. V. 196(1). P. 139-151.Popova I.E., Sysoev A.V. Funkcional’nye osobennosti N-refleksa sportsmenov razlichnyh specializacij v godichnom cikle trenirovok. Uchenye zapiski universiteta imeni P.F. Lesgafta. 2015;4(122):156– 159. (In Russ).Попова И.Е., Сысоев А.В. Функциональные особенности Н-рефлекса спортсменов различных специализаций в годичном цикле тренировок. Ученые записки университета имени П.Ф. Лесгафта. 2015. № 4(122). С. 156-159.Earles D.R., Dierking J.T., Robertson C.T., Koceja D.M. Preand post-synaptic control of motoneuron excitability in athletes. Journal of Med. Sci. Sports Exerc. 2002;34:66–72.Earles D.R., Dierking J.T., Robertson C.T., Koceja D.M. Preand post-synaptic control of motoneuron excitability in athletes. Journal of Med. Sci. Sports Exerc. 2002. V. 34. P. 66-72.Gurfinkel’ V.S. Priem Endrassika sozdaet usloviya dlya zapuska neproizvol’nyh shagatel’nyh dvizhenij. Fiziologiya cheloveka. 2000;26(2):73–79. (In Russ).Гурфинкель В.С. Прием Ендрассика создает условия для запуска непроизвольных шагательных движений. Физиология человека. 2000. Т. 26. № 2. С. 73-79.Yafarova G.G., Baltina T.V., Pleshchinskij I.N. Funkcional’no e sostoyanie dvigatel’nyh centrov spinnogo mozga v usloviyah ego travmaticheskogo povrezhdeniya. Nizhnekamsk: Izd-vo NF MGEI. 2008. 74 p. (In Russ).Яфарова Г.Г., Балтина Т.В., Плещинский И.Н. Функциональное состояние двигательных центров спинного мозга в условиях его травматического повреждения. Нижнекамск: Изд-во НФ МГЭИ. 2008. 74 с.Knikou M. The H-reflex as a probe: Pathways and pitfalls. Journal of Neuroscience Methods. 2008;171:1–12.Knikou M. The H-reflex as a probe: Pathways and pitfalls. Journal of Neuroscience Methods. 2008. V. 171. P. 1-12.Selionov V.A. Tonic central and sensory stimuli facilitate involuntary air-stepping in humans. J. Neurophysiol. 2009;101(6):2847–2858.Selionov V.A. Tonic central and sensory stimuli facilitate involuntary airstepping in humans. J. Neurophysiol. 2009. V. 101. № 6. P. 2847-2858.Selionov V.A. Lack of non-voluntary stepping responses in Parkinson’s disease. Neuroscience. 2013;235:96–108.Selionov V.A. Lack of non-voluntary stepping responses in Parkinson’s disease. Neuroscience. 2013. V. 235. P. 96-108.Sylos-Labini F. Locomotor-like leg movements evoked by rhythmic arm movements in humans. PLoS One. 2014;9:3: e90775.Sylos-Labini F. Locomotor-like leg movements evoked by rhythmic arm movements in humans. PLoS One. 2014. V. 9. № 3. e90775.Chelnokov A.A., Buchackaya I.N. Funkcional’nye osobennosti spinal’nogo tormozheniya cheloveka pri proizvol’noj dvigatel’noj aktivnosti. Teoriya i praktika fizicheskoj kul’tury. 2015;6:11–13. (In Russ).Челноков А.А., Бучацкая И.Н. Функциональные особенности спинального торможения человека при произвольной двигательной активности. Теория и практика физической культуры. 2015. № 6. С. 11-13.Chelnokov A.A., Koshkarev L.T., Chelnokova M.I. Osobennosti spinal’nogo tormozheniya pri proizvol’noj dvigatel’noj aktivnosti myshc goleni u lic, zanimayushchihsya fizicheskoj kul’turoj i sportom. Sportivnaya medicina: nauka i praktika. 2017;7(1):5–13. (In Russ).Челноков А.А., Кошкарев Л.Т., Челнокова М.И. Особенности спинального торможения при произвольной двигательной активности мышц голени у лиц, занимающихся физической культурой и спортом. Спортивная медицина: наука и практика. 2017. Т. 7. № 1. С. 5-13.Mizuno Y., Tanaka R., Yanagisawa N. Reciprocal group I inhibition of triceps surae motoneurones in man. Journal of Neurophysiology. 1971;34:1010–1017.Mizuno Y., Tanaka R., Yanagisawa N. Reciprocal group I inhibition of triceps surae motoneurones in man. Journal of Neurophysiology. 1971. V.34. P. 1010-1017.Jendrássik E. Beiträge zur Lehre von den Sehnenreflexen. Deutsche Archiv für Klinische Medizin. 1883;33:177–199.Jendrássik E. Beiträge zur Lehre von den Sehnenreflexen. Deutsche Archiv für Klinische Medizin. 1883. V. 33. P. 177-199.Zehr E.P., Stein R.B. Interaction of the Jendrássik maneuver with segmental presynaptic inhibition. Exp Brain Res. 1999;124:474– 480.Zehr E.P., Stein R.B. Interaction of the Jendrássik maneuver with segmental presynaptic inhibition Exp Brain Res. 1999. V. 124. P. 474-480Dowman R., Wolpaw J.R. Jendrassik maneuver facilitates soleus H-reflex without change in average soleus motoneuron pool membrane potential. Exp Neurol. 1988;101(2):288–302.Dowman R., Wolpaw J.R. Jendrassik maneuver facilitates soleus H-reflex without change in average soleus motoneuron pool membrane potential. Exp Neurol. 1988. V. 101(2). P. 288-302.Gregory J.E., Wood S.A., Proske U. An investigation into mechanisms of reflex reinforcement by the Jendrassik manoeuvre. Exp Brain Res. 2001;138:366–374.Gregory J.E., Wood S.A., Proske U. An investigation into mechanisms of reflex reinforcement by the Jendrassik manoeuvre. Exp Brain Res. 2001. V. 138. P. 366-374.Gladchenko D.A., Chelnokov A.A., Drobysh A.S. Vliyanie nespecificheskoj aktivacii stvolovyh struktur golovnogo mozga na vyrazhennost’ presinapticheskogo tormozheniya pri proizvol’nyh dvizheniyah. Materialy XXIII s»ezda Fiziologicheskogo obshchestva imeni I.P. Pavlova. Voronezh: Izd-vo «ISTOKI». 2017. P. 2025–2026. (In Russ).Гладченко Д.А., Челноков А.А., Дробыш А.С. Влияние неспецифической активации стволовых структур головного мозга на выраженность пресинаптического торможения при произвольных движениях // Материалы XXIII съезда Физиологического общества имени И.П. Павлова. Воронеж: Изд-во «ИСТОКИ». 2017. С. 2025-2026.