Противоположное влияние изометрических упражнений на болевую чувствительность здоровых людей: роль модуляции боли

Физические упражнения являются важным компонентом программ укрепления здоровья и профилактики заболеваний, а также лечения боли и реабилитации и часто являются предпочтительным вмешательством, учитывая побочные эффекты обезболивающих препаратов. В дополнение к его функциональным преимуществам, в исследованиях сообщалось об анальгезии, вызванной физической нагрузкой, или гипоалгезии, вызванной физической нагрузкой (EIHypo) - повышении болевого порога и/или переносимости боли после интенсивных аэробных, изометрических или физических нагрузок с нагрузкой на выносливость. Противоположное явление, гипералгезия, вызванная физической нагрузкой (EIHyper), может также происходить, однако, чаще всего у пациентов с хронической болью или у здоровых участников после физических упражнений максимальной интенсивности/вызывающих боль. Учитывая, что наибольшая гипотония возникает при умеренных/субмаксимальных физических нагрузках, которые являются предпочтительными упражнениями для подготовки спортсменов и реабилитации после хирургических травм, важно понять, могут ли такие упражнения также приводить к гипотонии среди здоровых людей.
Механизмы, лежащие в основе EIHypo, также неясны. Роль нисходящих путей модуляции боли была предположена на основании повышения уровня эндорфинов и эндоканнабиноидов в сыворотке крови после физической нагрузки у индивидуумов, хотя налоксон не обязательно блокировал EIHypo. Исследования на животных также зафиксировали высвобождение ингибирующих нейромедиаторов, а также снижение возбудимости нейронов после физической нагрузки, что предоставляет дополнительные доказательства участия в этом процессе о путях модуляции боли, хотя влияние стрессовой реакции на эти эффекты было трудно контролировать. Исследования, в которых использовались экспериментальные парадигмы, оценивающие способность к модуляции боли, например, условная модуляция боли (CPM) и компенсирующая анальгезия (OA), дали противоречивые результаты. Гипоалгезия, вызванная физической нагрузкой, либо коррелировала с исходной способностью к модуляции боли, либо не коррелировала с ней, а физические упражнения различного рода либо снижали эту способность, либо нет. Учитывая эти несоответствия, взаимосвязь между физическими упражнениями и путями модуляции боли остается неопределенной.
Таким образом, цель состояла в том, чтобы систематически изучать среди здоровых людей взаимодействие физических упражнений и путей модуляции боли с использованием известных экспериментальных показателей. Учитывая, что изометрические упражнения, в частности, полезны при лечении различных болевых состояний, таких как фибромиалгия и пателлофеморальная боль, поскольку они позволяют контролировать укрепление без необходимости движения сустава, авторы статьи сосредоточились на этом типе упражнений. В частности, они исследовали степень распространенности гипоалгезии и/или гиперчувствительности к нему у здоровых участников. Далее они исследовали, являются ли эти реакции (1) предсказуемыми по исходной способности подавлять боль, (2) зависящими от нисходящего влияния этой способности и (3) влияющими на способность модулировать боль. Учитывая продольный характер исследования, также была проанализирована воспроизводимость показателей подавления боли при тестировании и повторном тестировании.
Результаты исследования показывают, что (1) субмаксимальные изометрические упражнения могут вызывать как гипоалгезию, так и гипералгизию у здоровых участников, и (2) реакция на изометрические упражнения влияет на способность подавлять боль.
Для всей группы, занимающейся физическими упражнениями, изометрические упражнения вызвали значительное увеличение PPT (EIHypo), хотя и на величину меньшую, чем значение PPT, рассчитанное как для упражнения, так и для контрольной группы. Учитывая, что значение SEM указывает на то, насколько должна измениться оценка, прежде чем можно будет быть достаточно уверенным в том, что произошло истинное изменение17, наблюдаемый EIHypo на уровне группы может не отражать истинное изменение. Тщательный анализ индивидуальных данных показал, что анализ на уровне группы может быть неточным, поскольку были выявлены два противоположных эффекта физических упражнений на PPT: у 60% участников наблюдалось значительное увеличение PPT, а именно EIHypo, и у 40% наблюдалось значительное снижение PPT, а именно EIHyper; изменения, которые были выше среднего значения PPT, считая их реальными изменениями, выходящими за рамки погрешности/отклонения измерения.
Общепризнано, что изометрические упражнения, а также аэробные упражнения вызывают гипогликемию у здоровых участников. Тем не менее, о противоположном эффекте физических упражнений, о гиперпигментации, сообщалось в основном среди пациентов с хронической болью, особенно когда физические нагрузки затрагивали болезненные участки тела. О гиперпигментации среди здоровых участников сообщается редко; несколько соответствующих исследований показывают, что гиперпигментация возникала при определенных условиях. Например, болевой порог снижался после выполнения максимального упражнения на выносливость до изнеможения, упражнений на максимальную скорость с сопротивлением, которые должны были вызвать негативные эмоции, или после десятков максимальных изокинетических эксцентрических сокращений, которые должны были вызвать мышечную боль. Кроме того, после болезненных приседаний у стены, хотя в целом в группе наблюдался повышенный тонус, 26% ответили повышением тонуса. Болевой порог также снизился у элитных спортсменов после повторных спринтов на максимально возможную мощность, за которыми немедленно следовало погружение в ледяную воду. В другом исследовании, аэробные упражнения вызывали у одних и тех же участников, в зависимости от силы упражнения, либо гипергидратацию, либо гиперчувствительность. Таким образом, оказывается, что гипергидратация у здоровых участников возникает после интенсивных, изнурительных/болезненных упражнений. Авторы данной статьи нашли только одно исследование, в котором сообщалось о гиперпигментации после субмаксимальных изометрических упражнений, выполняемых в настоящем исследовании; однако в исследование были включены пожилые люди (в возрасте 60-77 лет), принимающие различные лекарственные препараты. В настоящем исследовании изучалось влияние физических упражнений на индивидуальном уровне, и оно является первым, в котором сообщается, что субмаксимальные изометрические упражнения могут вызывать либо гипотонию, либо гиперпигментацию у здоровых, не испытывающих боли участников, что имеет клиническое значение.
В исследованиях, в которых использовались упражнения аналогичного типа, интенсивности или длительности и аналогичные протоколы оценки приведенные здесь, сообщалось только о EIHypo. Одним из объяснений этого несоответствия может быть то, что в предыдущих исследованиях, как и в данном первоначальном исследовании, анализ проводился на групповом уровне. В качестве альтернативы, индивидуальные ответы на эти вопросы могли рассматриваться как выбросы. Тем не менее, учитывая результаты контрольной группы и значения SEM, как EIHypo, так и EIHyper кажутся правильными ответами среди здоровых участников.
Подгруппы EIHypo и EIHyper не отличались по фоновым показателям или показателям, связанным с физической нагрузкой; следовательно, эти переменные не могут объяснить противоположные реакции. Однако реакции EIHypo/EIHyper по-разному влияли на показатели модуляции боли. Взаимосвязь EIHypo/EIHyper с этими показателями была исследована путем тестирования: (1) способности базовых показателей подавления боли предсказывать эффект физической нагрузки, (2) влияния физических упражнений на показатели подавления боли и (3) корреляции этих показателей с факторами, связанными с физической нагрузкой. Во-первых, величина исходного ОА (до тренировки) была единственным показателем изменения ППТ до и после тренировки; менее эффективная ОА предсказывала большее увеличение ППТ после тренировки, и наоборот. Это открытие позволяет предположить, что люди с меньшим ОА могут быть более чувствительны к обезболивающему эффекту физических упражнений или иметь больший потенциал для использования обезболивающего эффекта физических упражнений, чем люди с более эффективным ОА, которые не смогли улучшить свое состояние после тренировки, возможно, из-за эффекта ограничения. Во-вторых, ОА продемонстрировал эффект взаимодействия; его эффективность значительно снизилась в подгруппе, принимавшей EIHyper, и несколько возросла в подгруппе, принимавшей EIHypo. Szikszay и соавт. также сообщалось о снижении эффективности ОА после тренировки, несмотря на применение EIHypo. Однако Harris и соавт. не обнаружили никакой связи между EIHypo и ОА, возможно, потому, что ОА не оценивалась в активированной мышце, как в настоящем описании. Поскольку считается, что ОА опосредуется путем PAG-RVM, возможно, различные способы рекрутирования этого пути лежат в основе противоположных эффектов изометрических упражнений.
Различия в показателях ОА в подгруппах, принимавших EIHypo/EIHyper, могут предоставить дополнительные доказательства участия этого пути в противоположных эффектах физических упражнений. В подгруппе, принимавшей EIHypo, улучшение ОА после физических упражнений было связано с большей активностью в течение дня. Это открытие соответствует большему торможению, наблюдаемому у физически активных животных по сравнению с малоподвижными, что коррелирует с нейронами, экспрессирующими мю-опиоиды в RVM. Напротив, в подгруппе EIHyper ухудшение ОА после физической нагрузки было связано с большей осознанностью тела. Соответственно, величина EIHypo (увеличение PPT) коррелировала с повседневной активностью, тогда как величина EIHyper (снижение PPT) коррелировала с ощущаемым стрессом; чем больше стресс, тем сильнее EIHyper. Таким образом, противоположные изменения в подавлении боли после физических упражнений в данном случае связаны с различными признаками: те, которые связаны с привычками к физическим упражнениям, или те, которые связаны со вниманием к телесным сигналам и стрессу, соответственно. Последний результат согласуется с сообщением о том, что негативное настроение коррелирует с меньшими показателями гиперактивности и что положительное подкрепление может вызывать гипоалгезию, в то время как отрицательное подкрепление вызывает гипералгезию. Возможно, гиперактивность возникает у участников, которые склонны к опасениям и/или бдительности.
Хорошо известно, что нисходящие тормозные пути находятся под нисходящим контролем структур, участвующих в психокогнитивной обработке. PAG-RVM может оказывать как ингибирующее, так и стимулирующее воздействие на ноцицептивные спинномозговые нейроны с помощью "включенных" и "выключенных" клеток, которые по-разному задействуются в зависимости от "нисходящего" контроля. Возможно, этот двунаправленный нисходящий контроль проявился в настоящем исследовании в подгруппах EIHypo/EIHyper. Таким образом, полученные результаты позволяют предположить, что взаимодействие физических упражнений с нисходящими путями подавления боли включает в себя не только физические компоненты упражнений и их локальные проявления, но и психологические компоненты, связанные с оценкой отдельных людей.
Несколько свидетельств, полученных в ходе исследований на животных, подтверждают участие PAG-RVM в гипогликемии. Гипогликемия была связана с выделением эндогенных опиоидов и серотонина в спинномозговой жидкости, а также в PAG и RVM. Ингибирование гипогликемии происходило за счет блокирования эндоканнабиноидных рецепторов в PAG. Также сообщалось, что физические упражнения снижают повышенную возбудимость позвоночника. в моделях невропатической боли. Напротив, было обнаружено, что гипергликемия на животных моделях возникает после утомительных физических нагрузок или травм, которые приводят к локальным изменениям в активированных мышцах, что является маловероятным объяснением приведенного здесь гипотезы. В совокупности воздействие физических упражнений на систему обезболивания, по-видимому, зависит от индивидуальных различий в базовой мощности нисходящих путей подавления боли и их нисходящего контроля.
Субмаксимальные изометрические упражнения могут оказывать противоположное воздействие на чувствительность к боли у здоровых участников - гипоалгезии (EIHypo) или гипералгезии (EIHyper). Нисходящие пути подавления боли и нисходящие влияния на эти пути, по-видимому, связаны с эффектами EIHypo/EIHyper. Поскольку таким изометрическим упражнениям часто отдается предпочтение на ранних стадиях реабилитации, важно предварительно проверить уязвимость людей к этим упражнениям; для этой цели может быть использован тест на компенсирующую анальгезию (ОА).
Интернет-источник: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11469836/