Какова величина ремонтного напряжения: ПБ 10-382-00 Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов

Содержание

VII. Организация работ в электроустановках по распоряжению / КонсультантПлюс

7.1. Работы в электроустановках могут проводиться по распоряжению, являющемуся письменным заданием на производство работы, определяющим ее содержание, место, время, меры безопасности (если они требуются) и работников, которым поручено ее выполнение, с указанием их групп по электробезопасности (далее – распоряжение). Распоряжение имеет разовый характер, срок его действия определяется продолжительностью рабочего дня или смены исполнителей.

При необходимости продолжения работы, при изменении условий работы или состава бригады распоряжение должно отдаваться заново.

При перерывах в работе в течение одного дня повторный допуск осуществляется производителем работ.

7.2. Распоряжение отдается производителю работ и допускающему. В электроустановках, не имеющих местного оперативного персонала, в тех случаях, когда допуск к работам на рабочем месте не требуется, распоряжение отдается непосредственно работнику, выполняющему работу.

7.3. Работы, выполнение которых предусмотрено по распоряжению, могут по усмотрению работника, выдающего распоряжение, проводиться по наряду.

7.4. Распоряжение допускается выдавать для работы поочередно на нескольких электроустановках (присоединениях).

7.5. Допуск к работам по распоряжению должен быть оформлен в журнале учета работ по нарядам и распоряжениям.

7.6. По распоряжению оперативным и оперативно-ремонтным персоналом или под его надзором, работниками, выполняющими техническое обслуживание и ремонт, монтаж, наладку и испытание электрооборудования (далее – ремонтный персонал), в электроустановках напряжением выше 1000 В разрешается проводить работы, выполняемые безотлагательно для предотвращения воздействия на человека опасного производственного фактора, который приведет к травме или другому внезапному резкому ухудшению здоровья, а также работы по устранению неисправностей и повреждений, угрожающих нарушением нормальной работы оборудования, сооружений, устройств ТАИ, СДТУ, электро- и теплоснабжения потребителей (далее – неотложные работы) продолжительностью не более 1 часа без учета времени на подготовку рабочего места.

Неотложные работы, для выполнения которых требуется более 1 часа или участие более трех работников, включая работника из оперативного и оперативно-ремонтного персонала, осуществляющего надзор в случае выполнения этих работ ремонтным персоналом, должны проводиться по наряду в соответствии с требованиями Правил.

7.7. При проведении неотложных работ производитель работ (наблюдающий) из числа оперативного персонала, выполняющий работу или осуществляющий наблюдение за работающими в электроустановках напряжением выше 1000 В, должен иметь группу IV, а в электроустановках напряжением до 1000 В – группу III. Члены бригады, работающие в электроустановках напряжением до и выше 1000 В, должны иметь группу III.

Допуск к работам в электроустановках должен быть осуществлен после выполнения технических мероприятий по подготовке рабочего места, определяемых работником, выдающим распоряжение.

(п. 7.7 в ред. Приказа Минтруда России от 19.02.2016 N 74н)

(см. текст в предыдущей редакции)

7.8. В электроустановках напряжением выше 1000 В допускается выполнять по распоряжению работы на электродвигателе, от которого кабель отсоединен и концы его замкнуты накоротко и заземлены; на генераторе, от выводов которого отсоединены шины и кабели; в РУ на выкаченных тележках КРУ, у которых шторки отсеков заперты на замок, а также работы на нетоковедущих частях, не требующие снятия напряжения и установки временных ограждений.

7.9. Допускается выполнение работ по распоряжению в электроустановках напряжением до 1000 В, кроме работ на сборных шинах РУ и на присоединениях, по которым не исключена подача напряжения на сборные шины, а также на ВЛ с использованием грузоподъемных машин и механизмов. Работы по обслуживанию сети наружного освещения выполняются по распоряжению с применением механизмов при выполнении условий, предусмотренных пунктом 38.76 Правил.

7.10. В электроустановках напряжением до 1000 В, расположенных в помещениях, кроме особо опасных и в особо неблагоприятных условиях в отношении поражения людей электрическим током, работник, имеющий группу III и право быть производителем работ, имеет право работать единолично.

7.11. При монтаже, ремонте и эксплуатации вторичных цепей, устройств релейной защиты, измерительных приборов, электроавтоматики, телемеханики, связи, включая работы в приводах и агрегатных шкафах коммутационных аппаратов, независимо от того, находятся они под напряжением или нет, производителю работ разрешается по распоряжению отключать и включать вышеуказанные устройства, а также опробовать устройства защиты и электроавтоматики на отключение и включение выключателей с разрешения оперативного персонала.

7.12. В электроустановках напряжением выше 1000 В одному работнику, имеющему группу III, по распоряжению допускается проводить:

благоустройство территории ОРУ, скашивание травы, расчистку от снега дорог и проходов;

ремонт и обслуживание устройств проводной радио- и телефонной связи, осветительной электропроводки и арматуры, расположенных вне камер РУ на высоте не более 2,5 м;

нанесение (восстановление) диспетчерских (оперативных) наименований и других надписей вне камер РУ;

наблюдение за сушкой трансформаторов, генераторов и другого оборудования, выведенного из работы;

обслуживание маслоочистительной и прочей вспомогательной аппаратуры при очистке и сушке масла;

работы на электродвигателях и механической части вентиляторов и маслонасосов трансформаторов, компрессоров;

другие работы, предусмотренные Правилами.

7.13. По распоряжению единолично уборку коридоров ЗРУ и электропомещений с электрооборудованием напряжением до и выше 1000 В, где токоведущие части ограждены, имеет право выполнять работник, имеющий группу II. Уборку в ОРУ имеет право выполнять один работник, имеющий группу III.

7.14. На ВЛ по распоряжению могут выполняться работы на проводящих частях (частях электроустановки, на которых не исключено появление напряжения в аварийных режимах работы, например: корпус электрической машины), не требующих снятия напряжения, в том числе:

с подъемом до 3 м, считая от уровня земли до ног работающего;

без разборки конструктивных частей опоры;

с откапыванием стоек опоры на глубину до 0,5 м;

по расчистке трассы ВЛ, когда исключено падение на провода вырубаемых деревьев, сучьев, также исключено приближение на недопустимое расстояние к проводам работников, осуществляющих обрубку веток и сучьев, и применяемых ими приспособлений и механизмов.

7.15. Одному работнику, имеющему группу II, разрешается выполнять по распоряжению следующие работы на ВЛ:

(в ред. Приказа Минтруда России от 19.02.2016 N 74н)

(см. текст в предыдущей редакции)

осмотр ВЛ в светлое время суток при благоприятных метеоусловиях, в том числе с оценкой состояния опор, проверкой загнивания деревянных оснований опор;

восстановление постоянных обозначений на опоре;

замер габаритов угломерными приборами;

противопожарную очистку площадок вокруг опор;

окраску бандажей на опорах.

7.16. При выполнении работ по распоряжениям, выдаваемым оперативным персоналом подчиненному оперативному персоналу в смене, записи о начале, окончании работ, мероприятиях по подготовке рабочего места, характере работы и составе бригады выполняются только в оперативных журналах.

ПрофРазвитие, аттестация по электробезопасности – Билеты к экзамену по электробезопасности. Тест, вопрос-ответ.

Билеты к экзамену по электробезопасности. Вопросы и ответы
N	Вопрос	Источник	Ответ	Комментарии
1	Какие средства защиты используются в электроустановках?	ИПИСЗ, 1.1.4	Средства защиты от поражения электротоком, средства защиты от электрических полей повышенной напряженности, средства индивидуальной защиты	Руки, лицо, голова; одежда.
2	Какие помещения относятся к сырым?	ПУЭ, 1.1.8	Относительная влажность 75% и выше.
3	Что называется электроустановкой?	ПУЭ, 1.1.3	Совокупность машин, аппаратов, линий вспомогательного оборудования (вместе с сооружениями и помещениями, в которых они установлены), предразначенных для производства, преобразования, трансформации, передачи, распределения электроэнергии и преобразования её в другие виды энергии.
4	Какие работники могут быть включены в состав бригады, проводящей испытания?	МПОТ(ПБ), 5.1.3, 5.1.1	Работники, прошедшие специальную подготовку, проверку знаний и требований специальной комиссией; производитель работ должен иметь группу по электробезопасности 4, члены бригады гр.3, а член бригады, на которого возложена охрана и наблюдение — гр.2	В бригаду можно включать работников из числа ремонтного персонала, не имеющего допуск к спец.работам по испытаниям для выполнения подготовительных работ и надзора за оборудованием.
5	Кто может быть назначен ответственным за электрохозяйство в электроустановках до 1000 В?	ПТЭЭП, 1.2.3, 1.2.7	Работник из числа руководителей или специалистов Потребителя, имеющий гр.4, назначенный соответствующим документом.
6	К какому виду средств защиты относится устройство для прокола кабеля?	ИПИСЗ, 1.1.5, 1.1.6	Средства защиты от поражений электричесикм током. Основные, выше 1000 В.
7	Какие помещения относятся к электропомещениям?	ПУЭ, 1.1.5	Помещения или отгороженные части помещения, в которых расположено электрооборудование, доступное только квалифицированному обслуживающему персоналу.
8	На основании каких документов дается заключение о пригодности оборудования к эксплуатации?	ПУЭ, 1.8.4	На основании результатов всех испытаний и измерений, относящихся к данной единице оборудования.
9	Для каких целей применяется защитное заземление?	МПОТ(ПБ), термины	Для обеспечения электробезопасности.
10	Какая периодичность очередной проверки знаний установлена для электротехнического персонала, непосредственно организующего и проводящего работы по обслуживанию действующих электроустановок?	ПТЭЭП, 1.4.20	1 раз в год.	Если нет причины внеочередной проверки.
11	В каких электроустановках предназначено применение однополюсных указателей напряжения до 1000 В?	ИПИСЗ, 2.4.24	В электроустановках до 1000 В переменного тока.	Работают при протекании емкостного тока. Предпочтительны — двухполюсние, работающие при протекании активного тока (переменного и постоянного)
12	Какие требования предъявляются к установке главной заземляющей шины в подъезде или подвале дома?	ПУЭ, 1.7.119	Смонтировано в шкафу или ящике с запирающейся дверцей и знаком «заземление».	Материал изготовления — кроме алюминия.
13	В какой системе (системах) рекомендуется выполнять повторное заземление PEN проводника на вводе в электроустановки здания?	ПУЭ, 1.7.102 1.7.3	В системах TN	(TN-C, TN-S, TN-C-S)
14	Каким должно быть сечение медного провода, применяемого в испытательных схемах для заземления?	МПОТ(ПБ), 5.1.13	Отдельный гибкий проводник сечением не менее 4 мм2.	Корпус заземляется >= 10 мм2
15	Кто может осуществлять обслуживание электроустановок потребителей в организации?	ПТЭЭП, 1.2.1	Подготовленный электротехнический персонал своей организации или персонал специализированной организации по договору.
16	В каких электроустановках применяются диэлектрические ковры?	ИПИСЗ, 2.12.1	В ЭУ до и выше 1000 В.	Ковры применяют как дополнительные в закрытых ЭУ, кроме сырых помещений, а также в открытых ЭУ в сухую погоду.
17	Какое обозначение установлено для шины, используемой в качестве нулевой защитной в электроустановках напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью?	ПУЭ, 1.1.29	Буквенное и цветовое.	PE, чередующиеся продольные или поперечные полосы одинаковой ширины (для шин — от 15 до 100 мм) желтого и зеленого цветов.
18	В чем отличие устройств зануления систем TN-C от TN-S?	ПУЭ, 1.7.3	В TN-C функции проводников PE и N совмещены на всем протяжении, в TN-S — разделены на всем протяжении.
19	Какова продолжительность стажировки производителя работ перед допуском к проведению испытаний электрооборудования?	МПОТ(ПБ), 5.1.1	1 месяц.
20	Дать определение термина «Испытательне напряжение промышленной частоты»	ПТЭЭП, термины	Действующее значение напряжения переменного тока частотой 50 Гц.	Действующее = 0,71 максимального, среднее = 0,637 максимального.
21	Какие электрозащитные средства могут применяться в электроустановках в сырую погоду?	ИПИСЗ, 1.2.7	Специальной конструкцией	Изготавливаются, испытываются и используются в соответствии с техусловиями и инструкциями
22	Что должно быть использовано в качестве главной заземляющей шины внутри вводного устройства зданий и сооружений?	ПУЭ, 1.7.119	Шина PE
23	Что из перечисленного относится к особо опасным помещениям?	ПУЭ, 1.1.13	Территория открытых ЭУ
24	Каков допустимый уровень общего воздействия магнитного поля (А/м) установлен для человека, находящегося на работем месте в течении рабочего дня (8 часов)?	МПОТ(ПБ), 4.1.5	80 А/М	Общее воздействие — с ног до головы. Для локального воздействия — 800 А/м
25	Какие значения измеряемых параметров могут быть приняты в качестве исходных, при отсутствии их для конкретного оборудования?	ПТЭЭП, 3.6.8	Вновь вводимого однотипного оборудования.
26	Для каких средств защиты нормируются токи, протекающие через них?	ИПИСЗ, 1.5.10	Изолирующие накладки гибкие	Из полимерных материалов
27	Какие виды проверок заземляющих устройств должны быть выполнены при приемосдаточных испытаниях?	ПУЭ, 1.8.39	Проверка элементов заземляющего устройства, Проверка цепи между заземлителями и заземляемыми элементами, Проверка состояния пробивных предохранителей, Проверка цепи фаза-ноль, Измерение сопротивления заземляющих устройств, Измерение напряжения прикосновения
28	Какова величина испытательного напряжения и прибор для испытаний сопротивления изоляции аппаратов и цепей напряжением от 500 В до 1000 В?	ПУЭ, 1.8.7	Испытательное напряжение 1000 В, Мегаомметр 1000В
29	Каков допустимый уровень напряженности неискаженного электрического поля, при котором разрешается пребывание работников в зоне влияния электрического поля без средств защиты в течении рабочего дня (8 часов)?	МПОТ(ПБ), 4.1.4	не выше 5 кВ/м
30	С какой периодичностью должна осуществляться проверка устройств защитного отключения при использовании их в электроустановках?	ПТЭЭП, 2.7.19	В соответствии с рекомендациями завода-изготовителя и нормам испытания электрооборудования ПТЭЭП
31	Что должен выполнить персонал, обслуживающий электроустановки, при обнаружении неисправности средств защиты?	ИПИСЗ, 1.2.4	Изъять непригодные средства защиты и сделать соответствующую запись в журнале учета и содержания средств защиты.	Можно в оперативный или эксплуатационный журналы.
32	Какой перерыв в электроснабжении может быть допущен для электроприемников первой категории?	ПУЭ, 1.2.19	На время автоматического восстановления питания	Когда сработает АВР
33	Каковы допустимые значения токов утечки по фазам при испытании повышенным выпрямленным напряжением силовых кабельных линий 6 кВ?	ПУЭ, 1.8.40	не более 0,2 мА
34	Можно ли включать в состав бригады, проводящей испытания оборудования, работников из числа ремонтного персонала, не имеющих допуска к специальным работам по испытаниям?	МПОТ(ПБ), 5.1.4	Можно, для выполнения подготовительных работ и надзора за оборудованием.
35	Какое сопротивление изоляции должно быть у ручного электроинструмента напряжением 220 В?	ПТЭЭП, табл.37	0,5Мом
36	Каким образом наносится инвентарный номер на средства защиты?	ИПИСЗ, 1.4.1	Краской, спец.биркой или выбивают на металлических деталях
37	Какую функцию выполняют устройства защитного отключения, применяемые в электроустановках до 1000 В?	ПУЭ, 1.7.50	Обеспечивают дополнительную защиту от прямого прикосновения
38	Какая установка относится к действующей?	МПОТ(ПБ), термины	Находящаяся под напряжением, либо на которую напряжение может быть подано с помощью коммутационного аппарата.
39	Кто определяет необходимость назначения ответственного руководителя работ в электроустановке?	МПОТ(ПБ), 2.1.5	Работник, выдающий наряд.
40	От сети какого напряжения должны питаться ручные переносные светильники рементного освещения в помещениях с повышенной опасностью?	ПТЭЭП, 2.12.6	Не выше 50 В	Низшим или малым напряжением, ПУЭ 1.7.53
41	Какова минимальная длина изолирующих ручек установлена для изолирующего инструмента?	ИПИСЗ, 2.16.6	100 мм
42	Какова величина испытательного напряжения одножильных кабелей с пластмассовой изоляцией без брони (экранов), проложенных по воздуху?	ПУЭ, 1.8.40	не производится.
43	Какие обязанности возлагаются на ремонтный персонал?	МПОТ(ПБ), термины	Обеспечение тех.обслуживания, монтажа, наладки и испытания в ЭУ.
44	В каком случае работник из числа административно-технического персонала имеет право единоличного осмотра электроустановок напряжением до 1000 В?	МПОТ(ПБ), 1.3.4	Если работник имеет гр.4 и право единоличного осмотра на основании письменного распоряжения руководства организации.
45	С какой периодичностью должен производиться визуальный осмотр видимой части части заземляющего устройства электроустановок?	ПТЭЭП, 2.7.9	По графику, но не реже 1 раза в 6 мес.	Осмотр осуществляется ответственным за электрохозяйство или им уполномоченным.
46	Какие электрозащитные средства не подлежат электрическим испытаниям в процессе эксплуатации?	ИПИСЗ, 2.12.9	Подставки изолирующие и ковры диэлектрические	С периодичностью 1 раз в 6 мес, дефектные подставки ремонтируются и испытываются по нормам приемо-сдаточных испытаний для ЭУ.
47	Каковы допустимые значения токов утечки по фазам при испытании повышенным выпрямленным напряжением силовых кабельных линий 10 кВ?	ПУЭ, табл.1.8.40	не более 0,5 мА
48	Кто может выполнять уборку коридоров ЗРУ и электропомещений с электрооборудованием напряжением выше 1000 В единолично?	МПОТ(ПБ), 2.3.13	Работник, имеющий гр.2, в помещении, где токоведущие части ограждены, по распоряжению.
49	В каком случае работник из числа административно-технического персонала имеет право единоличного осмотра электроустановок напряжением выше 1000 В?	МПОТ(ПБ), 1.3.4	Если работник имеет гр.5.
50	Какие работы должны быть проведены перед приемкой в эксплуатацию электроустановок?	ПТЭЭП, 1.3.3	Приемо-сдаточные испытания электрооборудования и пусконаладочные испытания отдельных частей ЭУ, комплексное опробывание оборудования.
51	Кто проверяет наличие и состояние средств защиты в электроустановках организации?	ИПИСЗ, 1.4.3	Работник, ответственный за наличие и состояние средств защиты.	Результаты осмотра надо записать в журнал, периодичность раз в 6 мес., исключение — для переносных заземлений — 1 раз в 3 мес. Группа — не ниже 3.
52	Какие виды проверок должно пройти всё электрооборудование помимо испытаний, предусмотренных гл.1.8 ПУЭ «Нормы приемо-сдаточных испытаний»?	ПУЭ, 1.8.3	проверка работы механической части в соответствии с заводскими и монтажными инструкциями.
53	Кто имеет право работать с электроизмерительными клещами в электроустановках до 1000 В?	МПОТ(ПБ), 5.2.2	Один работник, имеющий гр.3, без применения защитных средств.
54	Кто проводит целевой инструктах членам бригады при работе по распоряжению?	МПОТ(ПБ), 2.7.7	Допускающий.
55	Какова величина испытательного напряжения электрооборудования и изоляторов, номинальное напряжение которых превышает номинальное напряжение электроустановки, в которой они эксплуатируются?	ПТЭЭП, 3.6.9	По нормам, установленным для класса изоляции данной установки.
56	В каких случаях запрещается использовать приемники электроэнергии при эксплуатации действующих электроустановок?	ППР РФ, п.60	Во всех перечисленных случаях.
57	Какая защита от поражения электрическим током при косвенном прикосновении должна быть выполнена в электроустановках?	ПУЭ, 1.7.51	Автоматическое отключение питания	УЗО
58	Кто отвечает за правильный допуск к работе?	МПОТ(ПБ), 2.1.6	Допускающий.
59	В каком порядке должны быть выполнены технические мероприятия при подготовке рабочего места со снятием напряжения?	МПОТ(ПБ), гл.3	1. Произвести отключение 2. На приводы и ключи вывесить запрещающие плакаты. 3.Проверить отсутствие напряжения. 4.Наложить заземление. 5.Оградить оставшиеся под напряжением части.
60	Какая периодичность проверки должна быть установлена в организации на соответствие электрических схем фактическим эксплуатационным?	ПТЭЭП, 1.2.6	Не реже 1 раза в 2 года с отметкой на них о проверке.
61	К какому виду средств защиты относятся предупреждающие плакаты?	ИПИСЗ, 1.1.5, 1.1.7	Средства защиты от поражения электротоком и защиты от полей повышенной напряженности.
62	Каков перерыв в электроснабжении может быть допущен для электроприемников второй категории?	ПУЭ, 1.2.20	На время, необходимое для включения резервного питания действиями оперативного персонала или выездной бригады.	1 рабочая смена
63	Каков порядок действий при присоединении мегаомметра?	МПОТ(ПБ), 5.4.2	1.Произвести отключение напряжения. 2.Проверить отсутствие напряжения. 3.Присоединить заземление. 4.Присоединить мегаомметр. 5.Снять заземление. 6.Начать работать мегаомметром.
64	Какая сигнализация должна быть устроена в испытательных установках на рабочем месте?	МПОТ(ПБ), 5.1.6	Раздельная световая о включении напряжения до 1000 В и выше 1000 В; и звуковая.
65	От сети какого напряжения должны питаться ручные переносные светильники ремонтного освещения в особо опасных помещениях?	ПТЭЭП, 2.12.6	Не выше 12 В.
66	Какие электрозащитные средства в электроустановках выше 1000 В относятся к основным?	ИПИСЗ, 1.1.6	Изолирующие штанги всех видов и изолирующие клещи.
67	Какова величина испытательного напряжения и прибор для испытаний сопротивления изоляции аппаратов и цепей напряжением до 500 В?	ПУЭ, 1.8.7	Испытательное напряжение 500 В, Мегаомметр 500В
68	За что отвечает допускающий?	МПОТ(ПБ), 2.1.6	За правильность и достаточность принятых мер безопасности и соответствие их мерам, указанным в наряде или распоряжении, характеру и месту работы, за правильный допуск к работе, за полноту и качество проводимого им целевого инструктажа.
69	Какие меры безопасности необходимо соблюдать при работе с электроизмерительными клещами в ЭУ выше 1000 В?	МПОТ(ПБ), 5.2.1	Два работника: 1) с гр.4 (из числа оперативного персонала) 2) имеющий группу допуска 3 (может быть из числа ремонтного персонала)	С применением диэлектрических перчаток.
70	Какие электроустановки и бытовые электроприборы в помещениях, в которых по окончании рабочего времени отсутствует дежурный персонал, должны быть обесточены?	ППБ, п.58	Все, за исключением дежурного освещения, установок пожаротушения и пр.пожарного водоснабжения, пожарной и охранно-пожарной сигнализации.
71	Кто проводит присвоение 1 группы по электробезопасности неэлектротехническому персоналу?	МПОТ, 1.4.4, п.2 пр.1	Работник из числа электротехнического персонала данного предприятия с гр.не низе 3, назначенный распоряжением руководства организации.
72	При каком минимальном значении напряжения переменного тока следует выполнять защиту при косвенном прикосновении в помещениях без повышенной опасности?	ПУЭ, 1.7.53	50 В.
73	В каких случаях допускающий может выполнять обязанности члена бригады?	МПОТ(ПБ), 2.1.11	Если допускающий назначается из числа оперативного персонала.
74	Где оговаривается в наряде проведение испытаний в процессе монтажа или ремонта?	МПОТ(ПБ), 5.1.2	В графе «поручается»
75	Каковы требования к производству испытаний изоляции осветительной сети повышенным напряжением частотой 50 Гц?	ПУЭ, 26.2, табл.1.8.34	Напряжение 1000 В, длительность 1 минута.

Периодичность. Нормы, схемы испытания кабельных линий.

2.1. Кабельные линии напряжением 6, 10,20, 35 кВ испытываются:

вновь проложенные и после перекладки, перед засыпкой и перед включением,
находящиеся в эксплуатации: по графику (плановые испытания), после ремонта, длительного отключения и т.п. (внеплановые испытания).

2.2. Кабельные линии напряжением до 1 кВ испытываются:

вновь проложенные – перед включением,
после ремонта, запаривания, заливания и т.п. (внеплановые испытания).

2.3. Кабельные линии 6, 10, 20 и 35 кВ с бумажной изоляцией, включая кабельные вставки и выкидки на воздушных линиях, испытываются:

а) 1 раз в год – для ПКЛ и РКЛ, питающих особо ответственных потребителей и объекты жизнеобеспечения города;
б) 1 раз в 3 года – для остальных ПКЛ;
в) 1 раз в 5 лет все остальные РКЛ;
г) допускается не проводить испытание:
- КЛ которые являются выводами из РП и ТП на воздушные линии,
- КЛ, подлежащие выводу из работы в ближайшие 5 лет,

2.4. Кабельные линии 10, 20 и 35 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена, включая кабельные вставки, испытываются:

перед включением КЛ в эксплуатацию,
после ремонтов КЛ,

2.5. Испытания защитных пластмассовых оболочек кабелей 10-20 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена осуществляются:

перед включением КЛ в эксплуатацию,
после ремонтов основной изоляции КЛ,
в случаях проведения раскопок в охранной зоне КЛ и связанного с этим возможного нарушения целостности оболочек,
периодически – через 2,5 года после включения в эксплуатацию затем 1 раз в 5 лет.

2.6. Испытание ПКЛ с помощью испытательных лабораторий или переносных испытательных установок, проводятся из РП. В случае невозможности проведения их из РП (нет доступа и т.п.) испытания могут проводиться со стороны центра питания. В этом случае в заявке должны быть указаны причины необходимости проведения этих работ с центра питания.

2.7. Допускается одновременное испытание нескольких последовательно соединенных распределительных КЛ с отключением силовых трансформаторов, пучков параллельных КЛ, сдвоенных или спаренных КЛ.

2.8. Кабельные выкидки и вставки испытываются без отсоединения от ВЛ и при этом установленные на ВЛ разрядники должны отсоединяться.

2.9. Величина и длительность испытательного напряжения, прикладываемого к жилам КЛ, указана в таблице №1.

Таблица № 1

Цель и объекты испытания	Рабочее напряжение линии (кВ)	Переменное испытательное напряжение 0,1 Гц (кВ)	Длительность приложения испыт. напряж. 0,1 Гц (мин)	Испытательно напряжение выпрямленного тока (кВ)	Длительность приложения выпрям. испыт. напряжения (мин)
1. Кабельные линии с бумажной изоляцией:
1.1. Перед включением в эксплуатацию (КЛ полностью или частично выполнены новым кабелем).	До 1			6	10
	6			36	10
	10			60	10
	35			175	10
1.2. В эксплуатации:
– плановые по графику и внеочередные,	До 1			2,5 кВ (мегаомметром)	–
	6	12	20	30	5
	10	18	20	50	5
	35			100	5
– для КЛ питающих особо ответственные объекты,	6	12	20	30	5
– для КЛ питающих особо ответственные объекты,	10	18	20	50	5
– для КЛ со сроком эксплуатации более 15 лет, кроме особо ответственных,	6		20	20	5
	10		20	40	5
– для КЛ со сроком эксплуатации более 25 лет, кроме особо ответственных.	6	12	20	18	5
	10	18	20	30	5
1.3. Перед включением, если КЛ находилась в отключенном состоянии более 5 дней.	6 – 10			УПК-01М	–
2. Кабельные линии с пластмассовой изоляцией:
– вновь проложенные,	до 0,66			3,5	5
– вновь проложенные,	1			5,0	5
– после ремонта	до 1			2,5 кВ (мегаомметр)	–
3. Кабельные перемычки в РП и ТП с бумаго-масляной изоляцией	6	12 или 10,5 50Гц	10 10	20	10
	10	18 или 17,5 50Гц	10 10	30	10
4. Кабельные линии и кабельные перемычки в РП и ТП из одножильного кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена вновь проложенные и после ремонта.	До 1			Мегаомметр 2,5 кВ
	6	12 или 10,5 50 Гц	30 (20 после ремонта)
	10	18 или 17,5 50 Гц	30 (20 после ремонта)
	20	35 или 34,7 50 Гц	30 (20 после ремонта)
5. Пластмассовые оболочки (шланга) кабелей из сшитого полиэтилена вновь проложенные, после ремонта и периодические.	От 10 и выше			5	10

2.10. Для испытания кабельных линий постоянным выпрямленным напряжением используются испытательные установки, смонтированные на автомашинах (см. п.7.1 схема 1) и малогабаритные переносные установки (см.п.7.2.,7.4.-7.10.).

2.11. Испытания кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена производится переменным напряжением сверх низкой частоты, которое генерируется специальными установками (см. п.7.11 – 7. 14.), Эти установки могут выполняться как стационарные, смонтированные на автомашине (п.7.11), и как мобильные, перевозимые любым пригодным для этого автомобильным транспортом (п.712 -7.14).

2.12. Для проведения испытаний оболочки КЛ с изоляцией из сшитого полиэтилена используются испытательные установки – генераторы постоянного тока с максимальным выходным напряжением до 5 кВ (п.7.15.) Допускается использовать высоковольтные испытательные установки, предназначенные для испытания КЛ с бумаго-масляной изоляцией, при выполнении следующих условий:

Контроль выходного напряжения должен осуществляться по дисплею с цифровой индикацией или шкале киловольтметра, где 5 кВ составляют не менее четверти шкалы.
Контроль тока утечки должен осуществляться по микроамперметру, вручную отключая испытательную установку при превышении значений тока более чем 300 мкА.

2.13. При испытании изоляции напряжение прикладывается поочередно к каждой жиле (фазе) кабельной линии, при этом две другие вместе с оболочкой заземляются.

Для сокращения общего времени испытания, при испытании коротких (до 1 км) КЛ с изоляцией из сшитого полиэтилена, выполненных из одножильных кабелей, можно, если позволяет мощность установки, объединить все три жилы и осуществлять их испытания одновременно. При возникновении пробоя в процессе испытания, повторить по фазное испытание каждой жилы для выявления поврежденной.

2.14. В период испытания каждой фазы КЛ с бумажной изоляцией, периодически и на последней минуте испытания, производится отсчет тока утечки по показанию микроамперметра.

Если при испытании ток утечки будет нарастать или появляются толчки тока, продолжительность испытания следует увеличить в 2 раза. В дальнейшем, если кабельную линию не удается довести до пробоя при данном испытательном напряжении, то она испытывается повышенным напряжением по нормам для новых кабелей – 6-кратным напряжением в течение 10 минут каждая фаза. Если же кабельная линия выдержала без пробоев это испытание, то она может быть включена в работу по решению главного инженера района.

При испытании КЛ с изоляцией из сшитого полиэтилена контроль токов утечки может не проводиться, однако, в процессе испытания необходимо по киловольтметру контролировать величину испытательного напряжения. Максимальные отклонения стрелки киловольтметра при периодической смене полярности в обоих направлениях относительно нуля (см. п. 7.9.1. – 7.9.5), указывающее установленное значение испытательного напряжения, в процессе испытания не должны снижаться более чем на 15%.

В случае если такое снижение будет зафиксировано, следует увеличить время испытания до 1 часа. Если в течении этого времени кабельная линия выдержала это испытание без пробоев, она может быть включена в работу.

2.15. Кабельная линия напряжением 6, 10, 20 и 35 кВ, считается пригодной к эксплуатации, если она выдержала испытательное напряжение в течение времени, указанного в п. 2.9. данной инструкции (с учетом дополнений по п.2.14.). Для кабельной линии, выполненной из 3-х одножильных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, дополнительно учитываются результаты испытания защитной оболочки, которая должна выдерживать испытание постоянным выпрямленным напряжением в соответствии с нормами п. 5 таблицы №1.

2.16. При после ремонтном испытании кабельная линия напряжением до 1 кВ считается выдержавшей испытание, если сопротивление изоляции, измеренное мегаомметром на 2,5 кВ, не ниже 0,5 мОм. При меньших значениях сопротивления, когда испытание мегаомметром на 2,5 кВ не приводит к пробою изоляции КЛ, следует провести испытание КЛ с использованием прожигающей установки. Если в процессе испытания снижения сопротивления изоляции добиться не удается, КЛ, по решению главного инженера района, может быть включена в работу.

2.17. Испытание и включение кабельной линии 6 – 35 кВ после ремонта следует проводить в сроки, оговоренные в п. 6 “Положения по организации и проведению аварийно восстановительных работ в ОАО “Московская электросетевая компания”.

2.18. При испытании оболочки одножильных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена, испытательное напряжение прикладывается между экранами КЛ и землей. Для этого экраны каждой из жил кабельной линии, во избежание взаимного электрического контакта между собой и контуром заземления, отсоединяются от контура заземления с двух сторон линии и разводятся в разные стороны. Для экранов кабельной линии 6-10 кВ, если они объединены на строительных длинах (экраны кабелей 20 кВ и выше не объединяются), достаточно обеспечить на обоих концах КЛ только отсутствие контакта с контуром заземления. Рабочее заземление испытательной установки подключается к контуру заземления в ячейке РУ или, при работах из котлована, к заземлению созданному из металлических кольев в соответствии с положениями п.6.3.6. данной инструкции.

2.19. Токи утечки и коэффициент асимметрии при испытании КЛс бумажной изоляцией фиксируются для дополнительной оценки изоляции, особенно для концевых заделок. Предельные значения тока утечки и коэффициента асимметрии в зависимости от испытательного напряжения приведены в таблице № 2.

Таблица № 2

Кабели напряжением, кВ	Испытательное напряжение, кВ	Предельные значения токов утечки, мА	Предельные значения коэффициента асимметрии (Imax I Imin)
6	24	0,15	6
6	30	0,15	6
6	36	0,2	8
10	40	0,3	8
10	50	0,5	8
10	60	0,5	8

2.20. В тех случаях, когда при испытании ток утечки или коэффициент асимметрии превышает предельные значения необходимо осмотреть концевые заделки и изоляторы на обеих концах КЛ, устранить видимые дефекты (пыль, влага и т.п.), после чего, если видимые дефекты не обнаружены, произвести повторное испытание. Если при повторном испытании сохраняются повышенные значения токов утечки и коэффициента асимметрии, но не наблюдается толчков тока утечки и не происходит его дальнейшего роста, кабельная линия может быть включена в работу по решению главного инженера района.

2.21. Защитные оболочки каждой фазы КЛ с изоляцией из сшитого полиэтилена должны выдерживать испытание постоянным выпрямленным напряжением отрицательной полярности величиной 5 кВ в течении 5 минут. Ток утечки не должен превышать значение 200 мкА.

2.22. Особенности проведения испытания изоляции КЛ 6-10 кВ, имеющих концевые заделки (КЗ) из термоусаживаемых материалов:

Если на ЦП на испытываемой КЛ установлена концевая заделка из термоусаживаемого материала, то испытания разрешается проводить из РП только при полностью обесточенной ячейке на ПЦ.
Подъем испытательного напряжения и отсчет токов утечки осуществлять при поэтапном достижении испытательного напряжения. На первом этапе, контролируя значения испытательного напряжения по киловольтметру, плавно повышая его до значения 5 кВ, после чего следует выдержать паузу 10-15 сек во время которой провести замер тока утечки, сначала по шкале 10 мА, а затем по шкале 1 мА. Если ток по шкале 10 мА будет выше 1 мА и нет тенденции к его снижению, испытания следует прекратить. Повторные испытания необходимо будет проводить со стороны ПЦ.
Если ток утечки по шкале 10 мА будет меньше 1 мА, следует переключить прибор на шкалу 1 мА и замерить ток утечки, который при исправном кабеле не должен превышать 500 мкА. После этого подъем напряжения можно продолжить ступенями по 5 кВ, до достижения испытательного напряжения. Контроль тока утечки производится через каждые 5 кВ, аналогично указанному выше.
Если в процессе испытания произошел пробой КЛ, необходимо отключить испытательную установку от сети, не допуская повторного поднятия напряжения, как на поврежденной фазе так и на остальных не испытанных фазах.
При испытании КЛ переменным напряжением 0,1 Гц, в отсутствии возможности контроля токов утечки, следует немедленно прекращать испытания при пробое или первых признаках повышения нагрузки. То есть когда заданный уровень испытательного напряжения не устанавливается в течении более 5 периодов на начальном этапе испытания или когда в процессе испытания фиксируется снижение уровня более чем на 10% в течении более 3-х периодов заданной частоты колебаний испытательного напряжения.

2.23. Кабельные линии с бумажной изоляцией, имеющие вставки кабелем с изоляцией из сшитого полиэтилена длинною менее 15 метров могут испытываться постоянным выпрямленным напряжением в соответствии с нормами таблицы 1. При наличии вставки кабелем с изоляцией из сшитого полиэтилена более 15 метров испытание проводится переменным напряжением сверх низкой частоты. При этом оболочка кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена не испытывается.

Всего комментариев: 1

Порядок вывода комментариев: По умолчаниюСначала новыеСначала старые

Тест по электробезопасности с ответами

1. Электробезопасность – это система организационных и технических мероприятий и
средств, обеспечивающих защиту людей от воздействия…?
-а) электрического тока
-б) электрической дуги
+в) электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и
статического электричества.
2. Что является отличительной особенностью электрического тока по сравнению с
другими производственными вредностями?
+а) невозможность почувствовать напряжение на расстоянии
-б) высокая скорость прохождения заряда
-в) мгновенность действия
3. Что не относиться к местным электротравмам?
-а) электрический след
-б) электрический ожог
+в) электрический удар
4. Какой сети отдается предпочтение по технологическим требованиям при работе с
напряжением до 1000В?
-а) трехпроводной с изолированной нейтралью
-б) двухпроводной
+в) четырехпроводной с заземленной нейтралью
5. Какого подразделения электротехнического персонала не существует?
-а) ремонтного
-б) оперативно-технического
+в) стационарного
6. Допускать к самостоятельной работе и присваивать ІІІ группу по электро-
безопасности студентам и практикантам не достигшим 18-ти лет… ?
+а) запрещается
-б) разрешается-в) по усмотрению мастера
7. В какие сроки должна производиться периодическая проверка знаний у электро-
технического персонала, непосредственно обслуживающего действующие электро-
установки?
-а) 1 раз в 3 года
+б) 1 раз в год
-в) 1 раз в 2 года
8. Укажите определение защитного заземления?
-а) электрическое соединение нетоковедущих частей оборудования с
заземленной нейтралью вторичной обмотки трехфазного понижающего
трансформатора или генератора.
-б) случайное электрическое соединение токоведущей части с нетоковедущими
металлическими частями электроустановки
+в) преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентами
металлических нетоковедущих частей электроустановок
9. Укажите определение защитного зануления?
+а) электрическое соединение нетоковедущих частей оборудования с
заземленной нейтралью вторичной обмотки трехфазного понижающего
трансформатора или генератора.
-б) случайное электрическое соединение токоведущей части с нетоковедущими
металлическими частями электроустановки
-в) преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентами
металлических нетоковедущих частей электроустановок
10. Какого типа заземляющих устройств не существует?
+а) дистанционного
-б) контурного
-в) выносного
11. Разрешено ли последовательное заземление частей установки с заземляющим
контуром?
-а) разрешено
+б) запрещено-в) зависит от каждого конкретного случая
12. Присоединение заземляющих проводников должно быть выполнено…?
+а) сваркой или болтовым соединением
-б) при помощи специального клея
-в) непосредственным контактом
13. В какие сроки проводится проверка заземляющего устройства?
+а) 1 раз в 12 лет
-б) 1 раз в 10 лет
-в) 1 раз в 5 лет
14. На сколько групп условно разделены электрозащитные средства?
-а) 2
+б) 3
-в) 4
15. Какой минимальный размер должны иметь диэлектрические ковры?
+а) 75 х 75 см.
-б) 100 х 100 см.
-в) 100 х 50 см
16. Укажите предохранительное приспособление в списке ниже.
-а) плоскогубцы
+б) монтерские когти
-в) индикатор напряжения
17. Какая группа электробезопасности должна быть у старшего по смене или
единолично управляющего монтера на электроустановке, с напряжением выше 1000В?
-а) ІІ
-б) ІІІ
+в) ІV18. На сколько категорий разделяется работа на действующих электроустановках?
-а) 2
-б) 3
+в) 4
19. Каким прибором проверяют сопротивление изоляции?
-а) амперметром
-б) резистором
+в) мегомметром
20. Какого метода работы под напряжением не существует?
-а) В контакте
+б) В разрыве
-в) На потенциале
21. В скольких классах выпускается ручной электроинструмент ?
-а) двух
+б) трех
-в) четырех
22. Какая зона защиты молниеотвода надежнее?
+а) типа А
-б) типа Б
-в) зоны защиты А и Б равнозначны
23. На сколько категорий подразделятся здания и сооружения по устройству
молниезащиты?
+а) 3
-б) 4
-в) 2
24. Какое минимальное сечение должны иметь стержневые молниеотводы?
-а) 75 мм2+б) 100 мм2
-в) 150 мм2
25. Укажите минимальное сечение тросовых молниеотводов?
-а) 50 мм2
-б) 100 мм2
+в) 35 мм2
26. На какую глубину должна быть вкопана железобетонная свая в качестве
искусственного заземлителя?
-а) > 2 м.
-б) > 3 м.
+в) > 5 м.
27. Что не подлежит заземлению?
+а) арматура изоляторов
-б) металлические корпуса электроустановок
-в) каркасы распределительных щитов
28. В чем заключается принцип действия защитного заземления?
-а) отключение электроустановки в случае короткого замыкания
+б) снижение напряжения прикосновения
-в) снижение напряжения между корпусом и землей
29. Какова величина порогового фибриляционного тока (переменного)?
-а) 25 мА
-б) 50 мА
+в) 100 мА
30. Каков минимальный состав бригады, работающей по наряду-допуску?
-а) три работника и руководитель работ
+б) два работника и руководитель работ
-в) один работник и руководитель работ

Приложение 4. Устройства электроснабжения — orgperevozok.ru

Приложение № 4
к Правилам технической
эксплуатации железных дорог
Российской Федерации

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ СООРУЖЕНИЙ И УСТРОЙСТВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

1. Устройства технологического электроснабжения должны обеспечивать надежное электроснабжение:
электроподвижного состава (включая моторвагонный железнодорожный подвижной состав) для движения поездов с установленными нормами массы, скоростями и интервалами между ними при установленных размерах движения;
устройств сигнализации, централизации и блокировки, связи и вычислительной техники не менее, чем от двух независимых источников электроэнергии, при которых переход с основной системы электроснабжения на резервную или наоборот должен происходить автоматически за время не более 1,3 секунды.
До переустройства систем технологического электроснабжения допускается выполнять переход с основной системы на резервную или обратно за время, установленное, соответственно, владельцем инфраструктуры, владельцем железнодорожных путей необщего пользования.
При наличии аккумуляторного резерва источника технологического электроснабжения автоматической и полуавтоматической блокировки он должен быть в постоянной готовности и обеспечивать бесперебойную работу устройств сигнализации, централизации и блокировки, переездной сигнализации в течение не менее восьми часов при условии, что основное электропитание не отключалось в предыдущие 36 часов.
Для обеспечения надежного технологического электроснабжения должны проводиться периодический контроль состояния сооружений и устройств технологического электроснабжения, измерение их параметров с использованием вагонов-лабораторий, приборов диагностики, а также должны осуществляться плановые ремонтные работы.

2. Уровень напряжения на токоприемнике электроподвижного состава должен быть не менее 21 кВ при переменном токе, 2,7 кВ при постоянном токе и не более 29 кВ при переменном токе и 4 кВ при постоянном токе.
В исключительных случаях, на отдельных участках железнодорожных путей общего пользования по разрешению владельца инфраструктуры допускается уровень напряжения не менее 19 кВ при переменном токе и 2,4 кВ при постоянном токе.
Номинальное напряжение переменного тока на устройствах сигнализации, централизации и блокировки и связи должно быть 110, 220 или 380 В. Отклонения номинального напряжения (в том числе кратковременные) от указанных величин допускаются в сторону уменьшения и увеличения, но не более чем на 10%.

3. Устройства технологического электроснабжения должны защищаться от токов короткого замыкания, перенапряжений, включая атмосферные и коммутационные, и перегрузок сверх установленных норм.
Металлические подземные сооружения, а также металлические и железобетонные мосты, путепроводы, опоры контактной сети, светофоры, гидроколонки и т.п., находящиеся в районе линий, электрифицированных на постоянном токе, должны быть защищены от электрической коррозии.
Тяговые подстанции линий, электрифицированных на постоянном токе, а также электроподвижной состав должны иметь защиту от проникновения в контактную сеть токов, нарушающих нормальное действие устройств сигнализации, централизации и блокировки и связи.
Линии электропередачи напряжением свыше 1000 В, проложенные по опорам контактной сети, должны отключаться при однофазных замыканиях на землю.

4. Высота подвеса контактного провода вне искусственных сооружений должна быть не менее:
на перегонах и железнодорожных станциях — 5750 мм;
на железнодорожных переездах — 6000 мм.
Высота подвеса контактного провода в пределах искусственных сооружений должна быть не менее:
5550 мм — для контактной сети постоянного тока напряжением 3 кВ;
5570 мм — для контактной сети переменного тока напряжением 25 кВ.
Высота подвеса контактного провода должна быть не более 6800 мм.

5. В пределах искусственных сооружений расстояние от токоведущих элементов токоприемника и частей контактной сети, находящихся под напряжением, до заземленных частей сооружений и железнодорожного подвижного состава должно быть не менее 200 мм на линиях, электрифицированных на постоянном токе, и не менее 270 мм — на переменном токе.

6. Расстояние от оси крайнего железнодорожного пути до внутреннего края опор контактной сети на перегонах и железнодорожных станциях должно быть не менее 3100 мм.
Опоры в выемках должны устанавливаться вне пределов кюветов.
В особо сильно снегозаносимых выемках (кроме скальных) и на выходах из них (на длине 100 м) расстояние от оси крайнего железнодорожного пути до внутреннего края опор контактной сети должно быть не менее 5700 мм. Перечень таких мест определяется, соответственно, владельцем инфраструктуры, владельцем железнодорожных путей необщего пользования.
На существующих линиях до их реконструкции, а также в особо трудных условиях на вновь электрифицируемых линиях расстояние от оси железнодорожного пути до внутреннего края опор контактной сети допускается на железнодорожных станциях не менее 2450 мм, а на перегонах — не менее 2750 мм.
Все указанные размеры устанавливаются для прямых участков пути. На кривых участках эти расстояния должны увеличиваться в соответствии с габаритным уширением, установленным для опор контактной сети.
Взаимное расположение опор контактной сети, воздушных линий и светофоров, а также сигнальных знаков должно обеспечивать видимость сигналов и знаков согласно настоящим Правилам.

7. Все металлические сооружения (мосты, путепроводы, опоры), на которых крепятся элементы контактной сети, детали крепления контактной сети на железобетонных опорах, железобетонных и неметаллических искусственных сооружениях, а также отдельно стоящие металлические конструкции, расположенные на расстоянии менее пяти метров от частей контактной сети, находящихся под напряжением, должны быть заземлены или оборудованы устройствами защитного отключения при попадании на сооружения и конструкции высокого напряжения.
Заземлению подлежат также все расположенные в зоне влияния контактной сети и воздушных линий переменного тока металлические сооружения, на которых могут возникать опасные напряжения.
На путепроводах и пешеходных мостах, расположенных над электрифицированными железнодорожными путями, должны быть установлены предохранительные щиты и сплошной настил в местах прохода людей для ограждения частей контактной сети, находящихся под напряжением.

8. Контактная сеть, линии электропередачи автоблокировки и продольного электроснабжения напряжением свыше 1000 В должны разделяться на секции при помощи изолирующих сопряжений анкерных участков (предусматривающих электрическую независимость смежных секций), нейтральных вставок, секционных и врезных изоляторов, разъединителей.
Опоры контактной сети или щиты, установленные на границах воздушных промежутков, должны иметь отличительную окраску. Между этими опорами или щитами запрещается остановка электроподвижного состава с поднятым токоприемником.

9. Схема питания и секционирования контактной сети, линий автоблокировки и продольного технологического электроснабжения определяется, соответственно, владельцем инфраструктуры, владельцем железнодорожных путей необщего пользования. Выкопировки из этой схемы, ежегодно выверяемые, включаются в техническо-распорядительный акт железнодорожной станции.

10. Переключение разъединителей контактной сети электровозных и моторвагонных депо, экипировочных устройств, а также железнодорожных путей, где осматривается крышевое оборудование электроподвижного состава, производится уполномоченными лицами, прошедшими соответствующее обучение. Переключение остальных разъединителей производится только по приказу энергодиспетчера.
Приводы секционных разъединителей с ручным управлением должны быть заперты на замки.
Порядок переключения разъединителей контактной сети, а также выключателей и разъединителей линий автоблокировки и продольного технологического электроснабжения, хранения ключей от запертых приводов разъединителей, обеспечивающий бесперебойность электроснабжения и безопасность производства работ, устанавливается, соответственно, владельцем инфраструктуры, владельцем железнодорожных путей необщего пользования.

11. Расстояние от нижней точки проводов воздушных линий электропередачи напряжением свыше 1000 В до поверхности земли при максимальной стреле провеса должно быть не менее:
на перегонах — 6,0 м, в том числе в труднодоступных местах — 5,0 м;
на пересечениях с автомобильными дорогами, железнодорожных станциях и в населенных пунктах — 7,0 м.
При пересечениях железнодорожных путей общего и необщего пользования расстояние от нижней точки проводов воздушных линий электропередачи напряжением свыше 1000 В до уровня верха головки рельса не электрифицированных железнодорожных путей должно быть не менее 7,5 м. На электрифицированных линиях это расстояние до проводов контактной сети должно устанавливаться в зависимости от уровня напряжения пересекаемых воздушных линий электропередачи.

Blog — УСДО — ЕПТ

error:

Укажите, в какие сроки проводится проверка знаний вновь назначенных на должность работников, относящихся к категории административно-технического персонала или вспомогательного персонала?
От каких факторов зависит необходимость и длительность каждого этапа подготовки по новой должности оперативного персонала?
Чем определяется объем знаний для проверки по каждой должности требованиями «Правил работы с персоналом в организациях электроэнергетики Российской Федерации»?
В каких случаях проводится внеочередная проверка знаний?
Для проведения проверки знаний руководитель организации должен назначить постоянно действующую комиссию организации в составе не менее:
В какой срок лицо, получившее неудовлетворительную оценку по результатам проверки знаний, должно пройти повторную проверку?
Каков порядок допуска к самостоятельной работе вновь принятых работников или имевших перерыв в работе более 6 месяцев?
С какой периодичностью каждый работник из числа диспетчерского, оперативного и оперативно-ремонтного персонала должен быть проверен в контрольной противопожарной тренировке?
Какие действия должны предприниматься в отношении работников, получивших неудовлетворительную оценку действий при проведении тренировки (противоаварийной или противопожарной)?
На какой персонал распространяются требования специальной подготовки?
С какой периодичностью должно проводиться длительное периодическое обучение работников, относящихся к категориям административно-технического, диспетчерского, оперативного, оперативно-ремонтного и ремонтного персонала?
Укажите, как часто должны осуществляться обходы и осмотры рабочих мест уполномоченными лицами организации?
Как учитывается время, затраченное на проведение противоаварийных и противопожарных тренировок в соответствии с требованиями «Правил работы с персоналом в организациях электроэнергетики Российской Федерации»?
В какие сроки должны проводиться учебные и контрольные противоаварийные тренировки для работников, относящихся к категории диспетчерского, оперативного, оперативно-ремонтного персонала?
Допускается ли совмещение контрольных противоаварийных тренировок си контрольных противопожарных тренировок в соответствии с требованиями «Правил работы с персоналом в организациях электроэнергетики Российской Федерации»?
Когда должна осуществляться подготовка персонала для вводимых в работу новых и реконструируемых объектов электроэнергетики?
На кого не распространяются требования «Правил работы с персоналом в организациях электроэнергетики Российской Федерации»
Кто утверждает порядок проведения работы с персоналом в организации?
Какие обязательные формы работы с персоналом не осуществляются для административно-технического персонала?
Какие обязательные формы работы с персоналом не осуществляются для ремонтного персонала?
Какой персонал не проходит подготовку по новой должности (рабочему месту)?
В каком объеме должна проводиться стажировка для диспетчерского, оперативного, оперативно-ремонтного и ремонтного персонала?
Кто проводит стажировку для диспетчерского, оперативного, оперативно-ремонтного и ремонтного персонала?
Какие рабочие места предусмотрены во время стажировки для оперативного, оперативно-ремонтного персонала?
Какие рабочие места предусмотрены во время стажировки для ремонтного персонала?
Какие требования в процессе стажировки оперативный, оперативно-ремонтный и ремонтный персонал должен усвоить?
Какой минимальный срок стажировки на каждом рабочем месте?
Какой максимальный срок стажировки на каждом рабочем месте?
В какой срок организации ознакомления диспетчерского персонала с особенностями функционирования объектов электроэнергетики субъект оперативно-диспетчерского управления должен в письменной форме направить уведомление о необходимости такого ознакомления в организацию, эксплуатирующую такие объекты электроэнергетики, с указанием их перечня.
Какое минимальное время для ознакомления диспетчерского персонала с особенностями функционирования объекта электроэнергетики определяется по согласованию между субъектом оперативно-диспетчерского управления и организацией (ее филиалом), эксплуатирующей такой объект электроэнергетики?
В какие сроки должна проводится очередная проверка знаний в отношении диспетчерского, оперативного и оперативно-ремонтного персонала, работников из числа административно-технического персонала?
Кем утверждается график очередной проверки знаний в организации?
Какое количество членов постояннодействующей комиссии должно присутствовать при проверке знаний филиала, представительства, структурного подразделения организации?
Каким образом проводится проверка знаний каждого работника?
При каком значении процентного отношения правильных ответов к общему количеству вопросов считается «неудовлетворительно» при проверки знаний работника?
Каким образом выставляется итоговая оценка при прохождении проверки знаний с использованием программного обеспечения и получения неудовлетворительной оценки автоэкзаменатора?
Каким образом фиксируются результаты проверки знаний?
В каких случаях не проводится дублирование?
Какая продолжительность дублирования конкретного работника при подготовке по новой должности?
Какая продолжительность дублирования конкретного работника после перерыва в работе более 30 календарных дней?
Кто несет ответственность за действия работника, допущенного к дублированию на рабочем месте?
Какое количество противоаварийных тренировок необходимо за время дублирования?
Какой срок действия допуска к самостоятельной работе категорий диспетчерского, оперативного, оперативно-ремонтного и ремонтного персонала?
В каких случаях может быть отозван допуск к самостоятельной работе?
Какие ознакомительные мероприятия проводятся перед допуском к самостоятельной работе персонала, имевшего перерыв в работе, независимо от проводимых форм подготовки в соответствии с занимаемой должностью?
Для какой категории персонала производственный является обязательным?
Какие вопросы включает программа планового производственного инструктажа?
С какой периодичностью должны проводиться плановые производственные инструктажи для диспетчерского, оперативного и оперативно-ремонтного персонала?
С какой периодичностью должны проводиться плановые производственные инструктажи для ремонтного персонала?
В каких случаях проводится внеплановый производственный инструктаж?

Какое обучение в обязательном порядке должны пройти сотрудники, чтобы получить допуск к работе на объекте?
При каком количестве людей, единовременно находящихся на этаже здания сооружения, должны быть вывешены на видных местах планы эвакуации людей?
В каком случае, в дополнение к плану эвакуации, должна быть разработана инструкция, определяющая действие персонала по эвакуации людей?
С какой периодичностью на объектах с массовым пребыванием людей должны проводиться практические тренировки по эвакуации людей при пожаре?
Куда должны складываться использованные промасленные обтирочные материалы?
Какие электроустановки и электрические приборы подлежат отключению по окончании рабочего времени?
С какой периодичностью должна проводиться перекатка пожарных рукавов?
С какой периодичностью руководитель организации должен обеспечивать проведение проверки работоспособности систем и средств противопожарной защиты объекта?
При каком условии разрешается использовать запас воды, предназначенный для нужд пожаротушения?
С какой периодичностью производится проверка работоспособности систем оповещения людей о пожаре?

Какие из перечисленных изолирующих электрозащитных средств относятся к основным изолирующим электрозащитным средствам для электроустановок напряжением до 1000 В?
Какие из перечисленных изолирующих электрозащитных средств относятся к дополнительным изолирующим электрозащитным средствам для электроустановок напряжением до 1000 В?
Что необходимо сделать при обнаружении непригодности средств защиты?
Допускается ли использовать средства защиты с истекшим сроком годности?
Какие из перечисленных электрозащитных средств и средств индивидуальной защиты не нумеруются для учета при вводе их в эксплуатацию?
С какой периодичностью должны проверяться наличие и состояние средств защиты работником, ответственным за их состояние, с записью результатов осмотра в журнал?
Каким образом работник при непосредственном использовании может определить, что электрозащитные средства прошли эксплуатационные испытания и пригодны для применения?
Как должны маркироваться средства защиты, не выдержавшие испытания?
Какое значение напряжения должно применяться для испытания основных изолирующих электрозащитных средств, предназначенных для электроустановок напряжением выше 1 до 35 кВ включительно?
Какая должна быть, как правило, длительность приложения полного испытательного напряжения для изолирующих средств защиты из слоистых диэлектриков?

Укажите последовательность действий по оценке обстановки и обеспечению безопасных условий для оказания первой помощи (приказ Минздрава России от 04.05.2012 № 477н).
Укажите верный перечень исчерпывающих мероприятий по оказанию первой помощи (приказ Минздрава России от 04.05.2012 № 477н).
Укажите последовательность действий по восстановлению проходимости дыхательных путей и определению признаков жизни у пострадавшего (приказ Минздрава России от 04.05.2012 № 477н).
Перечень состояний при которых не оказывается первая помощь в соответствии с приказом Минздрава России от 04.05.2012 № 477н?
Перечислите мероприятия по проведению сердечно-легочной реанимации до появления признаков жизни (приказ Минздрава России от 04.05.2012 № 477н).
Какие предпринимаются действия по поддержанию проходимости дыхательных путей? (приказ Минздрава России от 04.05.2012 № 477н).
Перечислите мероприятия по обзорному осмотру пострадавшего и временной остановке наружного кровотечения (приказ Минздрава России от 04.05.2012 № 477н).
Какие действия оказывающего помощь не относятся к мероприятиям по подробному осмотру пострадавшего в целях выявления признаков травм, отравлений и других состояний, угрожающих его жизни и здоровью, и по оказанию первой помощи в случае выявления указанных состояний (приказ Минздрава России от 04.05.2012 № 477н)?
На каком этапа производится вызов скорой медицинской помощи, других специальных служб, сотрудники которых обязаны оказывать первую помощь в соответствии с федеральным законом или со специальным правилом? (приказ Минздрава России от 04.05.2012 № 477н).

Какие переключения должны выполняться при наличии рассмотренных и согласованных диспетчерских или оперативных заявок?
В соответствии с какими документами должен выполнять переключения в электроустановках оперативный персонал объектов электроэнергетики и начальник смены объекта (НСО)?
При каких условиях допускается производить в ОРУ переключения в электроустановках, не связанные с предотвращением развития и ликвидацией нарушения нормального режима ?
Разрешаются ли операции с коммутационными аппаратами, имеющими дистанционное управление, при наличии замыкания на землю в цепях оперативного тока?
Какие операции из перечисленных необходимо произвести при выводе в ремонт ЛЭП, подключенной к РУ через два выключателя с последующим их включением?
Что следует понимать под отказом средств связи?
Допускается выдача команд (разрешений, подтверждений) на производство переключений диспетчерскому или оперативному персоналу, прямая связь с которым нарушилась, через другой диспетчерский или оперативный персонал, который должен зафиксировать команду (разрешение, подтверждение) в своем оперативном журнале, а затем передать команду (разрешение, подтверждение) на производство переключений по назначению?
Что из нижеперечисленного не должен содержать бланк (типовой бланк) переключений?
Какую операцию следует относить к проверочным операциям, указываемым в разделе «Последовательность выполнения операций» бланка (типового бланка) переключений?
Какую операцию следует относить к основным операциям, указываемым в разделе «Последовательность выполнения операций» бланка (типового бланка) переключений?
На основании каких документов разрабатывается бланк (типовой бланк) переключений по выводу из работы и вводу в работу ЛЭП, оборудования, устройств РЗА, находящихся в диспетчерском управлении диспетчерского центра (ДЦ) или технологическом управлении ЦУС, НСО?
Каким лицом принимается решение о применении типового бланка переключений в электроустановках?
Что должен сделать диспетчерский, оперативный персонал в случае если во время переключений в электроустановках произошел вынужденный перерыв в связи с ликвидацией нарушения нормального режима или по иным обстоятельствам?
Что из нижеперечисленного не обязан делать оперативный персонал перед вводом в работу ЛЭП, оборудования и устройств РЗА после ремонта, технического обслуживания?
Какой этап из порядка, согласно которому должны производиться переключения в электроустановках по бланкам (типовым бланкам) переключений, выполняемые с участием контролирующего лица, указан верно?
Устройства РЗА или их ступени, которые по параметрам настройки и принципу действия могут ложно сработать вследствие несимметрии токов или напряжений, возникающей при операциях с переключающими устройствами в цепях устройств РЗА и коммутационными аппаратами первичной цепи, на время указанных операций должны быть:
Какие переключения должны выполняться по программам (типовым программам) и бланкам (типовым бланкам) переключений по выводу из работы (вводу в работу) устройств РЗА?
Какие устройства РЗА должны быть выведены из работы в соответствии с требованиями инструкции по оперативному обслуживанию (эксплуатации) устройств РЗА при операциях с переключающими устройствами в цепях устройств РЗА и коммутационными аппаратами первичной цепи?
Какие операции необходимо выполнить перед выводом из работы по любой причине устройства РЗ, действующего на пуск устройства резервирования при отказе выключателя (УРОВ)?
Что необходимо выполнить при операциях с шинными разъединителями с ручным приводом?
Что необходимо выполнить при выводе в ремонт ЛЭП с установкой заземления на участке ЛЭП после ВЧ-заградителя в сторону ЛЭП?
Что необходимо выполнить после включения ЛЭП под нагрузку?
Что необходимо сделать на время выполнения операций переключающими устройствами в токовых цепях дифференциальной защиты трансформатора (ДЗТ)?
Что требуется сделать на время выполнения операций переключающими устройствами в токовых цепях дифференциальной защиты шин (ДЗШ) (дифференциальной защиты ошиновки — ДЗОШ)?
Что необходимо выполнить перед отключением ЛЭП и оборудования, факт отключения которых является пусковым органом устройства (комплекса) противоаварийной автоматики (ПА), а также перед отключением (включением) отдельных выключателей и разъединителей, повреждение которых может привести к отключению этих ЛЭП или оборудования?:
Как допускается проводить переключения в электроустановках для предотвращения развития и ликвидации нарушений нормального режима?
Что разрешается делать оперативному персоналу при возникновении (угрозе возникновения) повреждения ЛЭП, оборудования, а также при возникновении несчастного случая и иных обстоятельств, создающих угрозу жизни людей?
Что следует понимать под отказом всех видов связи?
Кто выдаёт разрешение на операции по деблокированию оперативному персоналу объекта электроэнергетики для предотвращения развития и ликвидации нарушений нормального режима?
Кто выдаёт разрешение на операции по деблокированию оперативному персоналу объекта электроэнергетики для предотвращения развития и ликвидации нарушений нормального режима, связанных с отказом выключателя, когда для исключения его из схемы требуются операции с разъединителями?
Когда разрешается диспетчерскому и оперативному персоналу отдавать команду (разрешение, подтверждение) на производство переключений для предотвращения развития и ликвидации нарушений нормального режима?
Для предотвращения развития и ликвидации нарушений нормального режима разрешается ли оперативному персоналу выполнять переключения в электроустановках единолично?
Когда при отключении или выводе в ремонт выключателя, ЛЭП, Т (АТ) должно быть зафиксировано ремонтное состояние выключателя, ЛЭП, Т (АТ) в устройстве фиксации отключения выключателя (ФОВ), устройстве фиксации отключения линии(ФОЛ), устройстве фиксации отключения трансформатора (автотрансформатора) (ФОТ)?
Когда при выводе в ремонт трансформатора (автотрансформатора, шунтирующего реактора) должны ли приниматься меры по предотвращению отключения указанных выключателей от РЗА, в том числе технологических защит выведенного в ремонт трансформатора (автотрансформатора, шунтирующего реактора)?
В течение какого срока должны храниться использованные программы (типовые программы) и бланки (типовые бланки) переключений?
Допускается ли во время переключений в электроустановках изменение распределения обязанностей между лицами, выполняющими переключения в электроустановках, и контролирующим лицом?
Как должны производиться переключения в электроустановках при вводе в работу новых (модернизированных, реконструированных) ЛЭП, оборудования, устройств РЗА и при проведении испытаний?
В течение какого времени допускается не вводить оперативное ускорение резервных защит, при необходимости кратковременного вывода дифференциальной защиты шин (ДЗШ)?
Что должен сделать оперативный персонал при наличии признаках, характерных для короткого замыкания или несинхронного включения?
Как должно выполняться отключение и включение ненагруженных трансформаторов, к нейтрали которых подключен дугогасящий реактор, во избежание появления перенапряжений?
Когда проводится осмотр оборудования при выполнении операций в РУ электростанций и подстанций нового поколения с постоянным дежурством оперативного персонала, построенных с применением КРУЭ?
Где должен быть определен порядок подачи и снятия напряжения с ЛЭП, а также допустимость его изменения с указанием выполнения необходимых мероприятий?
Разрешается ли шунтирование и расшунтирование межсекционного реактора развилками шинных разъединителей присоединений в схемах электрических соединений объекта переключений, в которых секции шин нормально замкнуты через межсекционный реактор?
Допускается ли выполнять перевод присоединений с одной системы сборных шин (СШ) на другую поочередным включением шинных разъединителей одной СШ с последующим отключением шинных разъединителей от другой СШ в зависимости от конструктивного расположения в РУ шинных разъединителей присоединений?
Как проверяется перед объединением систем сборных шин (СШ), работающих раздельно, в электроустановках, в которых отсутствуют приборы контроля синхронизма?
В каких случаях допускается в электроустановках на подстанциях и в распределительных устройствах электростанций нового поколения отключение выключателя, находящегося под рабочим напряжением, с использованием местного управления?
В каких случаях оперативный ток должен быть снят с приводов разъединителей, имеющих дистанционное управление?
С учетом каких особенностей должны выполняться переключения на подстанциях и в распределительных устройствах электростанций нового поколения без постоянного дежурства оперативного персонала?
При каком уравнительном токе допускается включение и отключение «кольцующих» разъединителей?

Как классифицируются помещения в отношении опасности поражения людей электрическим током?
Какие помещения относятся к помещениям с повышенной опасностью поражения людей электрическим током?
Какие помещения, согласно Правилам устройства электроустановок, называются сырыми?
Какие помещения, согласно Правилам устройства электроустановок, относятся к влажным?
Какие помещения, согласно Правилам устройства электроустановок, называются сухими?
Каким образом должны быть обозначены нулевые рабочие (нейтральные) проводники в электроустановках?
Каким образом обозначаются проводники защитного заземления, а также нулевые защитные проводники в электроустановках напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью?
Каким цветом должны быть обозначены шины трехфазного тока?
Как обозначаются шины при переменном однофазном токе?
Как обозначаются шины при постоянном токе?
Что, согласно Правилам устройства электроустановок, называется приемником электрической энергии (электроприемником)?
Что, согласно Правилам устройства электроустановок, называется потребителем электрической энергии?
Что, согласно Правилам устройства электроустановок, называется нормальным режимом потребителя электрической энергии?
Что, согласно Правилам устройства электроустановок, называется независимым источником питания?
Как, согласно Правилам устройства электроустановок, должны рассматриваться внешнее и внутреннее электроснабжение при проектировании систем электроснабжения и реконструкции электроустановок?
Что, согласно Правилам устройства электроустановок, следует учитывать при решении вопросов технологического резервирования?
При каких режимах заземления нейтрали, согласно Правилам устройства электроустановок, может предусматриваться работа электрических сетей напряжением 110 кВ?
При каком режиме заземления нейтрали, согласно Правилам устройства электроустановок, должны работать электрические сети напряжением 220 кВ и выше?
На основании чего, согласно Правилам устройства электроустановок, определяются категории электроприемников по надежности электроснабжения в процессе проектирования системы электроснабжения?
К какой категории, согласно Правилам устройства электроустановок, относятся электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения?
К какой категории, согласно Правилам устройства электроустановок, относятся электроприемники, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров?
К какой категории, согласно Правилам устройства электроустановок, относятся электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей?
Какое минимальное количество независимых взаимно резервирующих источников питания, согласно Правилам устройства электроустановок, должно обеспечивать электроэнергией электроприемники первой категории в нормальных режимах, если, перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания?
Какое минимальное количество независимых, взаимно резервирующих источников питания, согласно Правилам устройства электроустановок, должно обеспечивать электроэнергией электроприемники особой группы первой категории в нормальных режимах, если, перерыв их электроснабжения, при нарушении электроснабжения от одного из источников питания, может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания?
Какое минимальное количество источников питания, согласно Правилам устройства электроустановок, должно обеспечивать электроэнергией электроприемники третьей категории в нормальных режимах при условии, что перерывы электроснабжения необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 суток?
Что представляет собой система ТN для электроустановок напряжением до 1 кВ?
Что представляет собой система TN-C для электроустановок напряжением до 1 кВ?
Что представляет собой система TN-S для электроустановок напряжением до 1 кВ?
Что представляет собой система TN-C-S для электроустановок напряжением до 1 кВ?
Что представляет собой система IT для электроустановок напряжением до 1 кВ?
Что представляет собой система TT для электроустановок напряжением до 1 кВ?
Что является определением термина «Защита от прямого прикосновения»?
Что является определением термина «Защита при косвенном прикосновении»?
Что является определением термина «Заземлитель»?
Что является определением термина «Искусственный заземлитель»?
Что является определением термина «Естественный заземлитель»?
Что является определением термина «Заземление»?
Что является определением термина «Защитное заземление»?
Что является определением термина «Основная изоляция»?
Что является определением термина «Двойная изоляция»?
Что является определением термина «Усиленная изоляция»?
Являются ли лакокрасочные покрытия изоляцией, защищающей от поражения электрическим током?
Каким образом должны быть проложены продольные заземлители в электроустановках напряжением выше 1 кВ в сетях с эффективно заземленной нейтралью?
Каким должно быть сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены выводы источника трансформатора, при линейном напряжении 380 В источника трехфазного тока?
Что может быть использовано в качестве естественных заземлителей?
Какое минимальное сечение должен иметь медный заземляющий проводник, присоединяющий заземлитель рабочего (функционального) заземления, к главной заземляющей шине в электроустановках напряжением до 1 кВ?
Что может использоваться в качестве РЕ-проводников в электроустановках напряжением до 1000 В?
Каким должно быть минимальное сечение отдельно проложенных защитных алюминиевых проводников?
Каким образом должно быть выполнено присоединение заземляющих и нулевых защитных проводников, и проводников уравнивания потенциалов к открытым проводящим частям?
Что может быть применено для защиты при косвенном прикосновении в цепях, питающих переносные электроприемники?
Что не допускается, совместно, прокладывать в стальных и других механических прочных трубах, рукавах, коробах, лотках и замкнутых каналах строительных конструкций зданий?
Что должно быть обеспечено при прокладке проводов и кабелей в трубах, глухих коробах, гибких металлических рукавах и замкнутых каналах?
Что должно учитываться при выборе вида электропроводки и способа прокладки проводов и кабелей?
Какие провода следует применять при наличии масел и эмульсий в местах их прокладки?
Допускается ли совмещенная прокладка токопроводов и технологических трубопроводов на общих опорах?
На каком расстоянии на кабелях, проложенных в кабельных сооружениях, должны располагаться бирки?
Какое максимальное количество силовых кабелей, при прокладке в земле, рекомендуется прокладывать в траншее?
Каким должно быть минимальное расстояние в свету от кабеля, проложенного непосредственно в земле, до фундаментов зданий и сооружений?
Каким должно быть расстояние в свету между кабелем и стенкой канала теплопровода при прокладке кабельной линии параллельно с теплопроводом?
Когда допускается переход кабелей из блоков в землю без кабельных колодцев?
Допускается ли в кабельном сооружении иметь один выход?
Чем должны перекрываться кабельные каналы и двойные полы в распределительных устройствах и помещениях?
Каким должно быть расстояние в производственных помещениях между параллельно проложенными силовыми кабелями и трубопроводами с горючими жидкостями?
Какой тип опор устанавливается в местах изменения направления трассы воздушной линии электропередачи?
Какой тип опор устанавливается на прямых участках трассы воздушной линии электропередачи?
Допускается ли прохождение воздушной линии электропередачи по территории стадионов, учебных и детских учреждений?
Что, согласно Правилам устройства электроустановок, называется питающей осветительной сетью?
Что, согласно Правилам устройства электроустановок, называется распределительной сетью?
Что, согласно Правилам устройства электроустановок, называется групповой сетью?
Какие условия для обычного исполнения светильников, согласно Правилам устройства электроустановок, должны соблюдаться при применении люминесцентных ламп в осветительных установках?
Светильники какого класса защиты, согласно Правилам устройства электроустановок, необходимо применять (за исключением светильников, обслуживаемых с кранов) в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных помещениях при высоте установки светильников общего освещения над полом или площадкой обслуживания менее 2,5 м при условии, что цепь не защищена устройством защитного отключения?
Светильники какого минимального класса защиты, согласно Правилам устройства электроустановок, допускается применять (за исключением светильников, обслуживаемых с кранов) в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных помещениях при высоте установки светильников общего освещения над полом или площадкой обслуживания менее 2,5 м при условии, что цепь защищена устройством защитного отключения?
Какое напряжение, согласно Правилам устройства электроустановок, должно применяться для питания переносных светильников в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных помещениях?
На какие виды, согласно Правилам устройства электроустановок, делится аварийное освещение?
Для чего, согласно Правилам устройства электроустановок, предназначено освещение безопасности?
Что, согласно Правилам устройства электроустановок, может применяться для питания групп светильников вместо групповых щитков при использовании шинопроводов в качестве линий питающей осветительной сети?
На какой максимальной высоте над уровнем пола, согласно Правилам устройства электроустановок, должны устанавливаться светильники, обслуживаемые со стремянок или приставных лестниц?
На какой высоте, как правило, должны устанавливаться штепсельные розетки на номинальный ток до 16 А и напряжение до 250 В производственных помещениях?
Допускается ли, согласно Правилам устройства электроустановок, сооружение встроенных или пристроенных подстанций в спальных корпусах различных учреждений, в школьных и других учебных заведениях?
В каких случаях, согласно Правилам устройства электроустановок, допускается размещение встроенных и пристроенных подстанций с использованием сухих трансформаторов в жилых зданиях при выполнении в полном объеме санитарных требований по ограничению уровня шума и вибрации в соответствии с действующими стандартами?
Какое минимальное расстояние, согласно Правилам устройства электроустановок, должно быть от места установки ВУ, ВРУ, ГРЩ до трубопроводов (водопровод, отопление, канализация, внутренние водостоки)?
Каким, согласно Правилам устройства электроустановок, должно быть сечение РЕ проводников, не входящих в состав кабеля?
Что используется при присоединении переносной или передвижной электросварочной установки непосредственно к стационарной электрической сети?
Какая должна быть длина гибкого кабеля, соединяющего источник сварочного тока и коммутационный аппарат?
При каком напряжении шкафы комплектных устройств и корпуса сварочного оборудования (машин), имеющие неизолированные токоведущие части, должны быть оснащены блокировкой, обеспечивающей при открывании дверей (дверец) отключение от электрической сети устройств, находящихся внутри шкафа (корпуса)?

Что является определением термина «Изолированная нейтраль»?
Какая электроустановка считается действующей?
Что является определением термина «Эксплуатация»?
Что является определением термина «Инструктаж целевой»?
Что является определением термина «Глухозаземленная нейтраль»?
Что является определением термина «Силовая электрическая цепь»?
Что является определением термина «Система сборных шин»?
Что является определением термина «Токопровод»?
Чем должны быть укомплектованы электроустановки?
У каких Потребителей можно не назначать ответственного за электрохозяйство?
Что из перечисленного входит в обязанности ответственного за электрохозяйство?
Что из перечисленного не входит в обязанности ответственного за электрохозяйство?
Какую периодичность повышения квалификации должен обеспечивать работодатель для персонала?
Какую периодичность проверки соответствия схем электроснабжения фактическим эксплуатационным с отметкой на них о проверке обязан обеспечить ответственный за электрохозяйство?
Какую периодичность пересмотра инструкций и схем обязан обеспечить ответственный за электрохозяйство?
Какая группа по электробезопасности должна быть у ответственного за электрохозяйство в электроустановках напряжением выше 1000 В?
За что несут персональную ответственность руководитель и специалисты энергетической службы?
За что несут персональную ответственность работники, непосредственно обслуживающие электроустановки?
За что несут персональную ответственность работники, осуществляющие ремонтные работы в электроустановках?
Какая ответственность предусмотрена за нарушение правил и норм при эксплуатации электроустановок?
В течение какого срока проводится комплексное опробование основного и вспомогательного оборудования электроустановки перед приемкой в эксплуатацию?
Кто проводит комплексное опробование оборудования перед приемкой в эксплуатацию электроустановок?
В течение какого срока проводится комплексное опробование основного и вспомогательного оборудования электроустановки перед приемкой в эксплуатацию?
В течение какого срока проводится комплексное опробование работы линии электропередачи перед приемкой в эксплуатацию?
Можно ли принимать в эксплуатацию электроустановки с дефектами и недоделками?
На какие категории подразделяется электротехнический персонал организации?
Какой персонал относится к электротехнологическому?
Какие виды инструктажа проводятся с административно-техническим персоналом?
Какие виды инструктажа проводятся с оперативным и оперативно-ремонтным персоналом?
В течение какого срока должна проводиться стажировка электротехнического персонала на рабочем месте до назначения на самостоятельную работу?
В течение какого срока проводится дублирование перед допуском электротехнического персонала к самостоятельной работе?
На какой срок может быть продлено для работника дублирование, если за отведенное время он не приобрел достаточных производственных навыков?
Какие меры принимаются к работнику, который в период дублирования был признан профессионально непригодными к данному виду деятельности?
Какая периодичность проверки знаний по электробезопасности установлена для электротехнического персонала, непосредственно организующего и проводящего работы по обслуживанию действующих электроустановок?
Где проводится проверка знаний у ответственных за электрохозяйство и их заместителей?
Сколько человек должно быть в комиссии по проверке знаний электротехнического персонала?
Какую группу по электробезопасности должен иметь председатель комиссии по проверке знаний электротехнического персонала Потребителя с электроустановками выше 1000 В?
Где проходят проверку знаний по электробезопасности члены комиссий структурных подразделений организации?
Сколько человек должно присутствовать в комиссии по проверке знаний членов комиссий структурных подразделений организации?
У каких Потребителей электрической энергии должно быть организовано оперативное диспетчерское управление электрооборудованием?
Что находится в оперативном управлении старшего работника из числа оперативного персонала?
Что находится в оперативном ведении старшего работника из числа оперативного персонала?
Кто может выполнять переключения в РУ, на щитах и сборках напряжением до 1000 В?
Какие требования безопасности должен выполнять оперативный персонал при исчезновении напряжения на электроустановке?
На кого возложена обязанность по составлению годовых планов (графиков) по ремонту основного оборудования электроустановок?
На какие виды ремонтов основного оборудования электроустановок должны составляться годовые планы (графики)?
Когда возникает необходимость проведения технического освидетельствования электрооборудования?
Какие работы должны быть проведены в организации до вывода основного оборудования электроустановок в ремонт?
В течение какого времени основное оборудование электроустановок, прошедшее капитальный ремонт подлежит испытаниям под нагрузкой?
Как часто должна проводиться проверка электрических схем электроустановок на соответствие фактическим эксплуатационным?
Что из перечисленного не входит в комплект документации, хранящейся на рабочем месте оперативного персонала?
Как часто должны пересматриваться производственные инструкции по эксплуатации электроустановок?
Что необходимо предпринять при образовании на гравийной засыпке маслоприемников трансформаторов твердых отложений от нефтепродуктов толщиной более 3 мм?
С какой периодичностью в распределительных электрических сетях напряжением до 20 кВ включительно производят измерения нагрузок и напряжений трансформаторов?
Кто обязан организовать обучение, проверку знаний, инструктаж персонала в соответствии с требованиями государственных стандартов, настоящих Правил, правил безопасности труда и местных инструкций?
Где проводится проверка знаний работников Потребителя, численность которых не позволяет создать собственную комиссию?
Каким образом оформляются результаты проверки знаний персонала по электробезопасности?
Чем должны отличаться светильники аварийного освещения от светильников рабочего освещения?
Какая проверка знаний проводится у персонала при назначении или переводе на другую работу, если новые обязанности требуют дополнительных знаний норм и правил?
Как часто должны проводиться осмотр и проверка исправности аварийного освещения?
Когда проводится внеочередная проверка знаний персонала?
Какая группа по электробезопасности должна быть у председателя комиссии по проверке знаний персонала организации с электроустановками до 1000 В?
При каких условиях допускается параллельная работа трансформаторов?
В каком случае на трансформаторах с системой охлаждения Д электродвигатели вентиляторов должны автоматически включаться?
Как часто должен проводиться осмотр трансформаторов электроустановок без их отключения?
В каком из перечисленных случаев проводятся внеочередные осмотры трансформаторов?
В каком из перечисленных случаев трансформатор должен быть аварийно выведен из работы?
Какое из положений не соответствует требованиям Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей к содержанию помещений распределительных устройств?
В каком случае нарушено требование Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей?
Кто должен выполнять уборку помещений распределительных устройств и очистку электрооборудования?
Кто у Потребителя утверждает график периодических осмотров воздушных линий?
Когда проводятся внеочередные осмотры воздушной линии электропередачи?
Какие данные должны быть указаны на бирках кабелей в начале и конце линии?
Как часто должны проводиться осмотры кабельных колодцев линий напряжением до 35 кВ?
Кто периодически должен проводить выборочный осмотр кабельных линий?
Кем должен быть утвержден Перечень ответственных механизмов, участвующих в самозапуске?
Какое из положений не соответствует Правилам технической эксплуатации электроустановок потребителей при эксплуатации электродвигателей?
Что из перечисленного должен осуществлять оперативный персонал?
Каким образом производится присоединение заземляющих проводников к заземлителю и заземляющим конструкциям?
В какой цвет должны быть окрашены открыто проложенные заземляющие проводники?
Какова периодичность осмотров заземляющих устройств с выборочным вскрытием грунта?
У какого количества опор воздушных линий, имеющих заземляющие устройства, производится выборочное вскрытие грунта для осмотра этих заземляющих устройств?
Как определяется величина участка заземляющего устройства, подвергающегося выборочному вскрытию грунта?
В каком случае элемент заземлителя должен быть заменен?
Можно ли использовать землю в качестве фазного или нулевого провода в электроустановках до 1000 В?
Когда проводится проверка состояния защиты от перенапряжений распределительных устройств?
Какая вода должна применяться для доливки аккумуляторов?
Как часто должна проводиться периодическая проверка переносных и передвижных электроприемников?
Кто проводит ремонт переносных электроприемников?
Какое напряжение должно применяться для питания переносных (ручных) светильников, применяемых в помещениях с повышенной опасностью?

На кого распространяются Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок?
Каким образом оформляются результаты проверки знаний по охране труда Потребителей?
Право проведения каких работ должно быть зафиксировано в удостоверении о проверке знаний правил работы в электроустановках в графе «Свидетельство на право проведения специальных работ»?
Какую группу по электробезопасности должны иметь работники из числа оперативного персонала, единолично обслуживающие электроустановки напряжением выше 1000 В?
Какую группу по электробезопасности должны иметь работники из числа оперативного персонала, единолично обслуживающие электроустановки напряжением до 1000 В?
Каким должно быть расстояние от людей и применяемых ими инструментов и приспособлений до неогражденных токоведущих частей в электроустановках напряжением 1-35 кВ?
На какое расстояние не допускается приближение механизмов и подъёмных сооружений к находящимся под напряжением неогражденным токоведущим частям при выполнении работ в электроустановках 110 кВ?
На какое расстояние не допускается приближаться работникам к находящимся под напряжением неогражденным токоведущим частям открытого распределительного устройства 220 кВ?
При каком условии работники, не обслуживающие электроустановки, могут быть допущены до осмотра электроустановок напряжением выше 1000 В?
При каком условии работники, не обслуживающие электроустановки, могут допускаться в РУ до 1000 В?
Что не запрещено при проведении осмотров РУ выше 1000 В?
В каких целях допускается приближение на расстояние менее 8 метров к месту возникновения короткого замыкания на землю при работах на воздушной линии электропередачи?
Кто дает разрешение на снятие напряжения при несчастных случаях для освобождения пострадавшего от действия электрического тока?
Какие изолирующие электрозащитные средства необходимо использовать при выполнении операций с коммутационными аппаратами с ручным приводом на установках выше 1000 В?
В каком из перечисленных случаев допускается заменять предохранители под напряжением и под нагрузкой?
Какие изолирующие электрозащитные средства необходимо использовать при снятии и установке предохранителей под напряжением в электроустановках выше 1000 В?
В каком случае нарушен порядок хранения и выдачи ключей?
Что принимается за начало и конец воздушной линии?
Кто имеет право проводить единоличный осмотр электроустановок напряжением выше 1000 В?
Каким образом не допускается производство работ в действующих электроустановках?
Допускается ли самовольное проведение работ в действующих электроустановках, а также расширение рабочих мест и объема задания, определенных наряд-допуском, распоряжением или утвержденным работодателем перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации?
Что включает в себя понятие «Наряд-допуск»?
Каким образом должно оформляться согласование работ, выполняемых в месте проведения работ по другому наряду-допуску?
Что недопустимо при выполнении работ под напряжением в электроустановках напряжением до 1000 В?
Какие мероприятия не относятся к организационным, обеспечивающим безопасность работ в электроустановках?
Какие из перечисленных работников являются ответственными за безопасное ведение работ в электроустановках?
При выполнении каких работ выдающий наряд-допуск имеет право не назначать ответственного руководителя работ?
Что входит в обязанности ответственного руководителя при проведении работ в электроустановках?
Кто назначается ответственным руководителем работ в электроустановках выше 1000 В?
Кто назначается ответственным руководителем работ в электроустановках до 1000 В?
За что отвечает допускающий?
Какую группу по электробезопасности должен иметь допускающий в электроустановках напряжением до 1000 В?
Какие требования должны соблюдаться при назначении допускающего в электроустановках напряжением выше 1000 В?
За выполнение какой из перечисленных функций не несет ответственность производитель работ?
Какую группу по электробезопасности должен иметь производитель работ, выполняемых по наряд-допуску в электроустановках напряжением выше 1000 В?
В каком из перечисленных случаев производитель работ должен иметь IV группу по электробезопасности?
Какие из перечисленных функций не входят в обязанности наблюдающего?
Допускается ли в состав бригады, выполняющей работы по наряд-допуску, включать работников, имеющих II группу по электробезопасности?
Сколько работников, имеющих II группу по электробезопасности, допускается включать в бригаду?
В каких случаях оперативный персонал, находящийся на дежурстве можно привлекать к работе в бригаде по наряд-допуску?
Какие дополнительные обязанности может выполнять выдающий наряд-допуск, отдающий распоряжение?
Какие дополнительные обязанности может выполнять ответственный руководитель работ?
Сколько экземпляров наряда-допуска должно оформляться?
Допускается ли оформлять наряд-допуск в электронном виде?
На какой срок разрешается выдавать наряд-допуск со дня начала работ в действующих электроустановках?
На какой срок может быть продлен наряд-допуск на производство работ в электроустановках?
Кто имеет право на продление наряд-допуска?
Каким способом может быть передано разрешение на продление наряд-допуска?
После какого срока могут быть уничтожены наряд-допуски, работы по которым полностью закончены и не имели место аварии, инциденты и несчастные случаи?
Каким образом в электроустановках ведется учет производства работ по нарядам-допускам и распоряжениям?
Какие требования установлены Правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок по ведению журнала учета работ по нарядам-допускам и распоряжениям?
На какое число присоединений допускается выдавать наряд-допуск в электроустановках выше 1000 В, где напряжение снято со всех токоведущих частей, в том числе с вводов воздушной линии электропередачи и кабельной линии, и заперт вход в соседние электроустановки
Для выполнения каких работ допускается выдавать один наряд-допуск в электроустановках до 1000 В при полностью снятом напряжении со всех токоведущих частей?
Когда допускается выдавать один наряд-допуск-допуск для одновременного или поочередного выполнения работ на разных рабочих местах одной электроустановки?
В каком из перечисленных случаев допускается выдавать один наряд-допуск для одновременного или поочередного выполнения работ на разных рабочих местах одной электроустановки?
Когда допускается выдавать один наряд-допуск для одновременного или поочередного выполнения работ на разных рабочих местах одной электроустановки?
Допустимо ли пребывание одного или нескольких членов бригады отдельно от производителя работ, в случае рассредоточения членов бригады по разным рабочим местам?
Кому разрешается работать единолично в электроустановках напряжением до 1000 В, расположенных в помещениях, кроме особо опасных?
В каких электроустановках могут выполняться работы в порядке текущей эксплуатации?
Какие работы из перечисленных можно отнести к работам, выполняемым в порядке текущей эксплуатации в электроустановках напряжением до 1000 В?
Какие из перечисленных мероприятий необходимо учитывать при оформлении перечня работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации?
Что обязан сделать допускающий, осуществляющий первичный допуск бригады к работе по наряд-допуску или распоряжению?
Какой инструктаж должен пройти электротехнический персонал перед началом работ по распоряжению?
Что должно предшествовать началу работ по наряд-допуску или по распоряжению?
Кто проводит целевой инструктаж при работах по распоряжению для членов бригады?
Кто инструктирует бригаду по вопросам использования инструмента и приспособлений?
Кому проводит целевой инструктаж, предусматривающий указания по безопасному выполнению конкретной работы, выдающий наряд-допуск?
Кому проводит целевой инструктаж, предусматривающий указания по безопасному выполнению конкретной работы, отдающий распоряжение?
Какие запрещающие плакаты вывешиваются на приводах коммутационных аппаратов во избежание подачи напряжения на рабочее место при проведении ремонта или планового осмотра оборудования?
Кто имеет право проводить обслуживание аккумуляторных батарей и зарядных устройств?
Каким образом должна быть обеспечена защита от потенциала при работах на проводах, выполняемых с телескопической вышки?
Как классифицируются электроинструмент и ручные электрические машины по способу защиты от поражения электрическим током?
Электроинструмент какого класса можно применять без использования электрозащитных средств при производстве работ в металлических емкостях с ограниченной возможностью перемещения и выхода?
Каковы условия применения электроинструмента класса II в особо опасных помещениях?
Что запрещено работнику при выполнении работ с применением переносного электроинструмента?
Какие требования предъявляются к командированному персоналу?
Что должен пройти командированный персонал по прибытии на место своей командировки для выполнения работ в действующих электроустановках?
Кто проводит первичный инструктаж командированному персоналу при проведении работ в электроустановках до 1000 В?
Кем выполняется подготовка рабочего места для выполнения строительно-монтажных работ?
Кто определяет перечень профессий и рабочих мест, требующих отнесения производственного персонала к группе по электробезопасности I?
Каким образом производится присвоение группы I персоналу, усвоившему требования по электробезопасности?
Кем проводится присвоение I группы по электробезопасности?
Какие существуют возрастные ограничения для присвоения III группы по электробезопасности?
Какой минимальный стаж работы в электроустановках должен быть у работника с высшим профессиональным (техническим) образованием в области электроэнергетики для перехода с третьей группы электробезопасности на четвертую?
В каком случае удостоверение о проверке знаний правил работы в электроустановках подлежит замене?
Что является подтверждением проведения и получения целевого инструктажа членами бригады?
Какие работники могут выполнять единоличный осмотр электроустановок, электротехнической части технологического оборудования напряжением до 1000 В?
У кого могут быть на учете ключи от электроустановок, не имеющих местного оперативного персонала?
Как должны выполняться работы по расчистке трассы воздушной линии электропередачи от деревьев согласно Правилам по охране труда при эксплуатации электроустановок?
Каковы требования Правил по охране труда при эксплуатации электроустановок при выполнении на воздушной линии электропередачи находящейся под напряжением, работ по удалению с проводов упавших деревьев?
Допускается ли производителю работ совмещать обязанности допускающего согласно Правилам по охране труда при эксплуатации электроустановок?
На какое расстояние не допускается приближаться незащищенными от поражения электрическим током частями тела к токоведущим частям, находящихся под напряжением при выполнении работ методом «в изоляции»?
Какой индекс необходимо указывать при заполнении графы «наименование работ» в поле «Свидетельство на право проведения специальных работ» в удостоверении работника, допущенного к работам под напряжением на токоведущих частях в электроустановках 6-20 кВ?
При совместном производстве нескольких видов работ, по которым требуется оформление наряда-допуска, допускается ли оформление единого наряда-допуска?
Допускается ли закреплять строп страховочной привязи поддерживающих и натяжных многоцепных изолирующих подвесках за гирлянду изолятора?
Сколько схем существует для обеспечения безопасности персонала при выполнении работ под напряжением на токоведущих частях согласно Правилам по охране труда при эксплуатации электроустановок?
Какую группу по электробезопасности должны иметь ответственный руководитель работ и производитель работ, имеющие право выполнения работ под напряжением на токоведущих частях, при работах в электроустановках до 1000 В ?
В каких случаях запрещается выполнение (возобновление) работ на ВЛ, ВЛЗ, ВЛИ под напряжением?
Необходима запись о допуске на подготовленное рабочее место в оперативном журнале согласно Правилам по охране труда при эксплуатации электроустановок?

Заживление стрессовых переломов за счет быстрого образования и уплотнения тканой кости

J Bone Miner Res. Авторская рукопись; доступно в PMC 2013 12 июня.

Опубликован в окончательной редакции как:

PMCID: PMC3680519

NIHMSID: NIHMS470630

Brian A. Uthgenannt

¹ Отделение ортопедической хирургии, Вашингтонский университет , Миссури

² Кафедра машиностроения Вашингтонского университета, Св.Луис, Миссури

Майкл Х. Крамер

¹ Отделение ортопедической хирургии Вашингтонского университета, Сент-Луис, Миссури

Джойс А. Хву

¹ Отделение ортопедической хирургии Вашингтонского университета, Сент-Луис, Миссури

³ Департамент биомедицинской инженерии Вашингтонского университета, Сент-Луис, Миссури

Бриджит Вопенка

⁴ Департамент наук о Земле и планетах Вашингтонского университета, Сент-Луис.Луис, Миссури

Мэтью Дж. Сильва

¹ Отделение ортопедической хирургии Вашингтонского университета, Сент-Луис, Миссури

³ Отделение биомедицинской инженерии Вашингтонского университета, Сент-Луис, Миссури

¹ Кафедра ортопедической хирургии, Вашингтонский университет, Сент-Луис, штат Миссури

² Кафедра машиностроения, Вашингтонский университет, Сент-Луис, Миссури

³ Кафедра биомедицинской инженерии, Вашингтонский университет, Сент-Луис, США.Луис, штат Миссури

⁴ Департамент наук о Земле и планетах Вашингтонского университета, Сент-Луис, штат Миссури

Для корреспонденции: Мэтью Дж. Сильва, доктор философии, отделение ортопедической хирургии, Медицинская школа Вашингтонского университета, 1 Barnes -Jewish Hospital Plaza, Suite 11300 WP, Сент-Луис, Миссури 63110, ude.ltsuw@mavlis Телефон: (314) 362-8585 Факс: (314) 362-0334 Окончательная отредактированная версия этой статьи издателем доступна бесплатно на сайте J Bone Miner Res См. Другие статьи в PMC, в которых цитируется опубликованная статья.

Abstract

Стресс-переломы различной степени тяжести были созданы с использованием модели усталостного нагружения скелета на крысах. Плетеная кость надкостницы формируется пропорционально уровню повреждения кости, что приводит к быстрому восстановлению прочности всей кости независимо от тяжести стрессового перелома.

Введение

Твердая костная мозоль надкостницы является отличительным признаком заживления стрессовых переломов. Факторы, которые регулируют образование этой тканой костной мозоли, плохо изучены. Наша цель состояла в том, чтобы произвести стрессовые переломы различной степени тяжести, а также оценить реакцию тканой кости и восстановление прочности кости.

Материалы и методы

Мы использовали модель сжатия передних конечностей для создания стрессовых переломов различной степени тяжести у 192 взрослых крыс. Передние конечности подвергались усталостной нагрузке до тех пор, пока смещение не достигало 30, 45, 65 или 85% перелома. Остеогенные ответы нагруженных и контралатеральных контрольных локтевых суставов оценивали через 7 и 14 дней после нагрузки с помощью pQCT, микроКТ, механического тестирования, гистоморфометрии и рамановской спектроскопии.

Результаты

Нагрузка стимулировала формирование периостальной тканой кости, которая была максимальной около середины диафиза локтевой кости и переходила в пластинчатую кость вдали от середины диафиза.Площадь тканой кости увеличивалась в зависимости от дозы с увеличением смещения усталости. Прочность всей кости частично восстановилась через 7 дней и полностью восстановилась через 14 дней, независимо от тяжести исходного стрессового перелома. Плотность тканой кости увеличилась на 80% от 7 до 14 дней, частично из-за 30% увеличения соотношения минерал: коллаген в тканой костной ткани.

Заключение

Функциональное заживление стрессового перелома, о чем свидетельствует восстановление прочности всей кости, произошло в течение 2 недель, независимо от тяжести стрессового перелома.Частичное восстановление силы в первую неделю объяснялось быстрым формированием воротника из тканой кости, который был локализован в месте повреждения кости и размер которого зависел от уровня исходного повреждения. Полное восстановление сил на второй неделе произошло за счет уплотнения тканой кости. Мы впервые показали, что образование тканой кости происходит как дозозависимый ответ после повреждающей механической нагрузки на кость.

Введение

Скелет млекопитающих обладает замечательной способностью к самовосстановлению повреждений, начиная от полных переломов и заканчивая частичными «стрессовыми» переломами.Полные переломы обычно заживают в процессе формирования эндохондральной кости, в результате чего быстрое образование грануляционной ткани уступает место фиброзно-хрящевой «мягкой мозоли», которая постепенно заменяется тканой костной «твердой мозолью». Процесс заживления стрессового перелома менее изучен.

Стресс-переломы часто встречаются у спортсменов и призывников. У бегунов на длинные дистанции в Соединенных Штатах ежегодно происходит более 400 000 стрессовых переломов, а уровень заболеваемости среди новобранцев в армии США достигает 4–7% ⁽¹⁾.Эти травмы имеют механическую этиологию, включающую повторяющуюся нагрузку на скелет и усталость костей ⁽²⁾. Кость, как и все твердые материалы, подвержена усталости – процессу, при котором повторяющееся нагружение на уровнях напряжения до перелома приводит к образованию и распространению трещин и постепенной потере жесткости и прочности ^(3,4). Микроповреждения, вызванные усталостью, могут вызвать локальное ремоделирование кости, которое восстановит повреждение ^(5,6). Текущие теории предполагают, что если скорость нарастания повреждений превышает скорость ремонта, микротрещины удлиняются и сливаются, образуя трещину под напряжением ^(2,7).

Меньше внимания уделялось другой реакции ткани, которая возникает при заживающем стрессовом переломе – прямому образованию надкостничной мозоли тканой кости ^(8,9). Образование тканой надкостницы увеличивает площадь поперечного сечения кости и, таким образом, должно снизить механические напряжения, вызванные нагрузкой на скелет, что теоретически уменьшит или предотвратит накопление дальнейшего усталостного повреждения ⁽⁷⁾. Другим следствием образования тканой кости является то, что острая потеря прочности, связанная с переломом под напряжением, может быть обращена вспять, эффективно восстанавливая структуру ⁽¹⁰⁾.

В дополнение к своему присутствию в месте заживления стрессовых переломов тканая кость формируется во время развития скелета, заживления переломов и после механической нагрузки с высокой деформацией. Тканая кость характеризуется отсутствием организации ⁽¹¹⁾ и, как полагают, формируется в условиях, когда требуется высокая скорость отложения матрицы ⁽¹²⁾. Когда достаточно медленной скорости отложения, формирование кости происходит в виде упорядоченной пластинчатой кости. Исследования адаптации кости к не повреждающей динамической нагрузке показывают, что формирование ламеллярной кости стимулируется механически-зависимым образом, т.е.е., скорость образования увеличивается с увеличением величины деформации ^(13,14). Напротив, ограниченные доступные данные предполагают, что образование тканой кости после нагрузки происходит как реакция «все или ничего», когда пороговое значение деформации превышено ⁽¹⁴⁾. Неизвестно, характеризует ли такое же поведение «все или ничего» формирование тканой кости в месте заживающего стрессового перелома.

Были описаны экспериментальные подходы к созданию трещин под напряжением в условиях контролируемого нагружения.Применяя циклическое сжатие к передней конечности крысы («усталостная нагрузка»), можно создать стрессовый перелом локтевой кости, который запускает два основных ответа на тканевом уровне, наблюдаемые у людей – внутрикортикальную резорбцию и образование тканой периостальной кости ^(10,15). Более того, отслеживая постепенное увеличение прикладываемого смещения, которое происходит во время усталостной нагрузки, можно контролировать уровень локтевого повреждения ^(16,17). Наши цели состояли в том, чтобы использовать модель нагрузки на переднюю конечность крысы для получения стрессовых переломов локтевой кости различной степени тяжести, а также для оценки реакции тканой кости и восстановления прочности кости.Основываясь на недавнем исследовании, в котором поглощение фторида в скелете увеличивалось с увеличением тяжести стрессового перелома ⁽¹⁸⁾, мы предположили, что степень образования тканой кости увеличивается пропорционально тяжести стрессового перелома, что приводит к быстрому восстановлению прочности кости независимо от уровня повреждать.

Материалы и методы

Дизайн исследования и загрузка in vivo

Всего 192 взрослых крыс-самцов (Fischer 344, возраст 4,5-5,5 месяцев; Harlan) были случайным образом распределены в равном количестве в одну из четырех групп нагрузки (30, 45 , 65 или 85% от перелома) и одну из двух точек времени выживания (7 или 14 дней).Под анестезией (1–3% изофлуорана) правая передняя конечность каждой крысы подвергалась осевому сжатию через запястье и олекранон с использованием машины для испытания материалов (модель 1331 / 8500R, Instron Corp., Норвуд, Массачусетс). Метод загрузки подробно описан нами недавно ⁽¹⁷⁾. Вкратце, была приложена предварительная нагрузка 0,3 Н, за которой последовал однократный цикл усталостной нагрузки (гаверсинус 2 Гц) с пиковым сжимающим усилием, скорректированным с учетом веса тела (0,055 Н / г; среднее значение: 20,6 Н). Нагрузка прекращалась, когда увеличение смещения привода достигало 30, 45, 65 или 85% от среднего смещения при полном разрушении (2 мм).Среднее количество циклов нагружения для четырех групп нагружения составило 1193 ± 1593, 2229 ± 3380, 2415 ± 3748 и 2340 ± 2878 соответственно (р = 0,20). В нашем предыдущем исследовании ⁽¹⁷⁾ мы связали увеличение смещения исполнительного механизма с повреждением костей локтевой кости у крыс, умерщвленных сразу после нагрузки. Жесткость и прочность локтевой кости уменьшались, а длина трещины постепенно увеличивалась с увеличением перемещения исполнительного механизма. Таким образом, в нашей модели нагружения смещение исполнительного механизма обеспечивает средство для модуляции уровня нулевого времени повреждения локтевой кости.

После загрузки крысам вводили анальгетик (0,05 мг / кг гидрохлорида бупренорфина внутримышечно) и возвращали в клетки. Им была разрешена неограниченная деятельность и неограниченный доступ к воде и пище до эвтаназии посредством удушья CO ₂ через 7 или 14 дней после загрузки. Локтевые кости, предназначенные для гистологии, вскрывали сразу после смерти и фиксировали в формалине; ulnae для механических испытаний хранили при -20 ° C до использования. Это исследование было одобрено нашим комитетом по исследованиям на животных.

Из 192 крыс, с которыми мы начали, четыре были исключены из-за проблем, связанных с нагрузкой in vivo (одна получила перелом передней конечности, одна не достигла предела смещения за отведенные 3 часа, одна умерла от передозировки анестезии, и в одном случае машина Instron вышла из строя во время загрузки). Еще девять крыс были исключены из-за технических ошибок (две локтевые кости были сломаны во время рассечения, семь были потеряны или неправильно маркированы во время гистологической обработки). Остались локтевые кости от 179 крыс.

pQCT

Перед механическим тестированием или гистологией мы оценили распределение образования локтевой кости по длине кости с помощью периферической количественной компьютерной томографии (pQCT; XCT Research, Norland / Stratec) на подмножестве образцов (n = 9–12). на группу). Были взяты восемь поперечных срезов pQCT (разрешение в плоскости 0,07 мм; толщина 0,5 мм) с интервалом 2 мм по длине каждой локтевой кости с центром около середины диафиза (). Мы определили площадь кости и содержание минералов в костях (BMC) на каждом участке, используя простой порог (500 мг / см ³) и стандартную процедуру CALCBD производителя.Затем мы вычислили относительные различия в площади поперечного сечения кости и BMC между нагруженными (справа) и парными контрольными (слева) локтевыми суставами.

(A) Расположение поперечных срезов, исследованных с помощью pQCT (пунктирные линии) и гистоморфометрии (стрелки). Длина локтевых костей от локтевой кости до запястья составляет ~ 34 мм. Мы сканировали середину диафиза с интервалом 2 мм в области 14 мм в общей сложности для восьми срезов pQCT. (MD обозначает середину диафиза. D8, D7, D6, D4, D2 и D1 обозначают участки 8, 7, 6, 4, 2 и 1 мм дистальнее MD, а P2, P4 и P6 обозначают 2, 4 и 6 мм проксимальнее MD.) (B) Продольное распределение увеличения площади кости и BMC в нагруженных по сравнению с контрольными локтевыми суставами было определено с помощью pQCT и показало симметричный ответ с центром на ~ 1 мм дистальнее середины диафиза, который является центром поврежденной области локтевой кости. ⁽¹⁷⁾. Показанные данные относятся к группе смещения 65% на 7 день (n = 9) и являются репрезентативными для всех групп. (p <0,05: * нагрузка отличается от контралатерального контроля; A, B, C - участки с одной и той же буквой не отличаются)

Гистоморфометрия

Костеобразующие поверхности метили in vivo путем двойной инъекции флуорохрома.Крысы (n = 10–13 на группу) получили первую инъекцию кальцеинового зеленого (20 мг / кг, Sigma) и вторую инъекцию ализаринкомплексона (30 мг / кг, Sigma). Крыс, умерщвленных на 7-й день, вводили в день 0 (сразу после нагрузки) и 5-й день, в то время как крысам, умерщвленным на 14-й день, вводили инъекцию на 7-й и 12-й день. Локтевой кости вскрывали после смерти, фиксировали в 10% формалине на 48 часов и обезвоживают в этаноле, а затем в ксилоле. Они были пропитаны и заключены в метилметакрилат (Fisher). Срезы (толщиной 100 мкм) вырезали на пильном микротоме (Leica SP1600) в точках D1, D4 и D7 () и помещали на предметные стекла.Срезы визуализировали с помощью инвертированного микроскопа с объективом 4x (Olympus). Анализ флуоресцентных меток и количества тканой кости выполняли с помощью ImageJ (NIH). Длину поверхности надкостницы, помеченной тканой костью (Wo.B.LS), двойной пластинчатой меткой (dLS), однослойной меткой (sLS) или немеченной (nLS), определяли и выражали как долю поверхности кости (BS ) (). Кроме того, измеряли площадь тканой кости (Wo.B.Ar) и исходную площадь кортикальной кости (B.Ar). Были проанализированы все нагруженные локтевые кости (n = 10–13 на группу); 8 контралатеральных локтевых суставов (n = 2–3 на группу нагрузки) были проанализированы и объединены для получения контрольных данных.

Флуоресцентные микрофотографии поперечных сечений локтевой кости, иллюстрирующие различные типы маркированной поверхности кости. Кальцеин зеленый и ализарин комплексон (красный) вводили за 7 и 2 дня до смерти соответственно. (A) Длину каждого типа метки отслеживали на поверхности исходной кости и выражали как долю от общей поверхности кости. Мы анализировали только поверхность надкостницы. Области тканой кости были идентифицированы там, где метки не были параллельны исходной поверхности кости.Пластинчатые области с двойной меткой были идентифицированы везде, где наблюдались параллельные зеленые и красные метки, разделенные промежутком. Помеченные одной меткой ламеллярные области были идентифицированы везде, где наблюдались единственная зеленая или красная линейная метка или зеленая и красная совместно локализованные линейные метки. (Показана локтевая кость из 14-дневной группы с смещением 85%, разрез D7.) (B) Площадь тканой кости рассчитывалась как сумма отдельных областей тканой кости вокруг периостальной поверхности локтевой кости. (Показана локтевая кость из 14-дневной группы смещения 65%, разрез D4.)

MicroCT

Перед механическими испытаниями локтевые кости от подгруппы крыс (n = 4–7 на группу) заливали 1,5% агарозным гелем, помещали в акриловую пробирку для образца диаметром 16 мм и сканировали с помощью микроКТ при изотропном разрешении 16 мкм. разрешение (μCT 40, Scanco Medical). Сканы были собраны через центральные 14 мм и проанализированы одним оператором (M.K.) с использованием программного обеспечения производителя. Плетеную надкостницу кость легко отличить от ранее существовавшей кортикальной кости на основании относительных различий в их затухании при КТ.Площадь тканой кости и кажущаяся минеральная плотность (калиброванная по фантому минерала гидроксиапатита [HA] производителя) определялись с шагом 2 мм.

Механические испытания

Локтевой кости нагружали до перелома путем трехточечного изгиба ex vivo для определения механических свойств всей кости. Локтевые кости оттаивали до комнатной температуры и поддерживали во влажном состоянии с помощью физиологического раствора. Они были размещены на опорах, расположенных на расстоянии 15 мм друг от друга, и нагружены поперечно в их средней точке с одной кривой кривой на 0.5 мм / с до разрушения. Этот режим изгиба вызывает растяжение в поперечном направлении и сжатие в медиальном направлении и соответствует тому, который возникает при сжатии передних конечностей ⁽¹⁹⁾. Данные силы-смещения были собраны и проанализированы для получения предельной силы, жесткости, смещения после выхода пласта и энергии разрушения.

Рамановская спектроскопия

После механических испытаний сломанные концы части нагруженных и контрольных локтевых суставов (n = 3–4 из групп смещения 65 и 85% через 7 и 14 дней) были разрезаны с помощью алмазного лезвия для пластин (Buehler). Isomet) для создания ровной поверхности.Мы проанализировали образцы из двух групп с наибольшим смещением, потому что в них было наибольшее количество тканой кости. Поверхность среза анализировали с использованием рамановского микрозонда с оптоволоконной связью (Рамановский микроскоп HoloLab Series 5000; Kaiser Optical Systems, Inc) с источником возбуждения лазера Nd-YAG с удвоенной частотой 532 нм. Лазер фокусировался на поверхность с пространственным разрешением ~ 1 мкм и мощностью <500 мкВт. Спектральный диапазон 100–4000 Δcm ^–1 одновременно регистрировался ПЗС-матричным детектором с 2048 каналами и спектральным разрешением 2.5 см ⁻¹. Время получения спектра составляло 32 × 4 секунды на спектр. Рамановские спектры были сняты в 12 заранее выбранных и фотографически задокументированных положениях вдоль медиально-латерального поперечного сечения поверхности разреза каждой нагруженной локтевой кости, в результате были получены шесть спектров тканой кости и шесть спектров кортикальной кости. Точно так же спектры комбинационного рассеяния света были сняты в шести положениях вдоль каждой ненагруженной контрольной локтевой кости. Каждый спектр подвергался деконволюции в диапазонах 700–1200 Δcm ^–1 и 2750–3150 Δcm ^–1, чтобы вычислить положения, ширину и площади пиков, характерные для колебаний минералов и коллагена.

Результаты

Анализ pQCT показал, что нагрузка вызвала увеличение BMC и площади кости, которая была локализована в центральной области диафиза, с симметричным ответом, сосредоточенным на 1 мм дистальнее середины диафиза (). Поперечные сечения на 6 мм проксимальнее или 8 мм дистальнее середины диафиза показали незначительные изменения или не изменились вообще, в то время как поперечные сечения 0 и 2 мм дистальнее середины диафиза показали максимальное увеличение. Основываясь на этих результатах, мы сосредоточили наш гистологический анализ на срезах 1, 4 и 7 мм дистальнее середины диафиза.

Надкостничная тканая кость наблюдалась на 92 из 93 локтевых костей, исследованных гистологически, в количестве, которое сильно зависело от усталостного смещения и анатомического расположения. Тканая кость около середины диафиза увеличивалась с увеличением уровня усталостного смещения (), четко указывая на то, что образование тканой кости происходило как дозозависимая реакция на уровень повреждения кости. Примечательно, что после 7-го дня было отмечено незначительное количество новой кости, а количественный анализ показал, что площадь тканой кости не изменилась с 7 до 14 дней (p> 0.05). Общая площадь кости (сотканная плюс исходная кортикальная кость) показала те же относительные различия между группами, что и площадь сотканной кости, поскольку исходная кортикальная область не различалась между группами (данные не показаны). Таким образом, общая площадь кости также не изменилась с 7 до 14 дней. Кроме того, в соответствии с результатами pQCT, площадь тканой кости зависела от продольного расположения, причем на участках, расположенных дальше от середины диафиза (p <0,05) (), постепенно уменьшалась площадь тканой кости. Более того, было постоянное распределение тканой кости в поперечных сечениях, с большим количеством тканой кости медиально, чем латерально, как мы уже отмечали ранее ⁽¹⁰⁾.Продольное и поперечное распределение тканой кости соответствовало картине растрескивания, которая соответствовала предыдущим описаниям ^(15–17). Трещины наблюдались на гистологических срезах 61 из 93 локтевой кости, при этом 60 локтевых суставов имели трещины на D1, шесть на D4 и ноль на D7. Эти трещины неизменно располагались на средней половине поперечного сечения ().

(A) Флуоресцентные микрофотографии поперечных срезов одного контрольного и восьми нагруженных локтевых костей на срезе D1 (на 1 мм дистальнее середины диафиза), иллюстрирующие, что количество новой тканой надкостницы увеличивалось с увеличением усталостного смещения.Ни на одной контрольной локтевой кости не было тканой кости. Стресс-перелом можно увидеть на средней половине некоторых участков, проходящих слева направо через кортикальную кость. Незначительное количество красной метки в 14-дневных костях указывает на то, что после 7-го дня было добавлено немного новой кости. (B) Количественный анализ площади тканой кости (Wo.B.Ar) на срезе D1 показал значительное увеличение с увеличением усталостного смещения. Важно отметить, что не было значительной разницы в Wo.B.Ar между 7 и 14 днями после загрузки.(n = 10–13 на группу; # p <0,05 между группами).

(A) Размер тканой кости был наибольшим на 1 мм дистальнее середины диафиза и постепенно уменьшался на 4 и 7 мм дистальнее середины диафиза. (Показанные сечения относятся к группе смещения 65% на 14-й день. Подобные относительные результаты были отмечены для других групп и на 7-й день. Ориентация как на и.) (B) Фракция локтевой периостальной поверхности, подвергающаяся различным типам костеобразования. в нагруженных и контрольных локтевых суставах (показаны средние значения, n = 10–18 на группу).Контрольные локтевые кости имели ~ 35% немеченой поверхности, 60% поверхности с одной меткой, 5% поверхности с двойной меткой и 0% поверхности тканой кости. Усталостная нагрузка вызывает увеличение как ламеллярной поверхности с двойной меткой, так и тканой поверхности с меткой костей, причем относительные пропорции зависят от уровня смещения и места. Преобладающим ответом на усталостную нагрузку в D1 было тканевое образование кости в трех группах с более высоким смещением и примерно равное сочетание тканого и пластинчатого образования в группе с наименьшим смещением.Произошел переход от тканой к пластинчатой кости с увеличением расстояния от D1. На Д7 менее 10% поверхности было покрыто тканой костью.

В соответствии с различиями в площади тканой кости, зависящей от смещения и местоположения, доля поверхностей, маркированных пластинчатой и тканой костью, значительно изменилась с усталостным смещением и продольным расположением (). Для локтевой кости в группе с наименьшим смещением новая тканая кость покрывала 35–50% поверхности кости на 1 мм дистальнее середины диафиза, в то время как образование пластинчатой кости происходило на 40–50% поверхности.Напротив, локтевые кости из трех групп с наибольшим повреждением имели 80–90% периостальной поверхности, покрытой тканой костью и 8–18% новой пластинчатой костью. В отличие от прогрессивного зависящего от смещения увеличения площади сотканной кости , доля сотканной костью поверхности достигла плато при 45% -ном смещении усталости. Таким образом, когда доля поверхности надкостницы, покрытой тканой костью, приближалась к 90%, дальнейшее увеличение площади тканой кости между группами было достигнуто за счет образования более толстого слоя тканой кости.Что касается эффекта продольного расположения, формирование кости сместилось с тканого на пластинчатое по мере удаления от середины диафиза.

Мы провели испытания на изгиб, чтобы определить восстановление прочности и жесткости локтевой кости после создания перелома под напряжением. Ранее мы оценивали изменения механических свойств локтевой кости в день 0 и сообщили о прогрессирующей потере прочности и жесткости с увеличением усталостного смещения ⁽¹⁷⁾; эти нулевые данные были объединены с новыми данными по локтевым суставам, полученными через 7 и 14 дней после утомительной нагрузки.В совокупности данные показывают частичное восстановление силы к 7-му дню и полное восстановление к 14-му дню (). Примечательно, что в отличие от потери силы, зависящей от смещения в день 0, не было различий в силе нагруженных локтевых суставов между группами смещения на 14 день. Более того, начальная потеря жесткости (которая варьировалась от 15 до 90%) была почти полностью восстановились к 14-му дню, а смещение после выхода пласта и энергия разрушения были восстановлены так, что они либо не отличались, либо улучшились по сравнению с контролем на 14-й день ().

Восстановление механических свойств локтевой кости после создания напряженных переломов возрастающей степени тяжести. (A) Сразу после нагрузки (день 0) прочность кости (предельная сила) была значительно снижена в нагруженных локтевых суставах по сравнению с контролем во всех группах, и степень снижения зависела от смещения усталости (p <0,05). К 7 дню сила вернулась к норме в группе с наименьшим смещением и частично восстановилась в трех других группах. К 14 дню сила восстановилась до нормального уровня во всех группах, и не было различий между группами.(B) Жесткость восстанавливалась таким же образом, как и прочность, хотя и медленнее, возможно, потому, что величина первоначальной потери жесткости была даже больше, чем потеря прочности. К 14 дню жесткость была восстановлена в двух группах с более низким смещением и была в пределах 15% от контроля для двух групп с более высоким смещением. (n = 9–12; * p <0,05 отличается от парного контроля под нагрузкой)

Таблица 1

Относительные значения энергии перелома и смещения после деформации по результатам трехточечного изгиба локтевых суставов, собранных через 0, 7 и 14 дней после усталостная нагрузка.Значения представляют собой среднее значение ± стандартное отклонение процентной разницы между нагруженными и контрольными локтевыми суставами (n = 9–12).

9024 * 900 ± 38,9 31,3 ± 40,3

Параметр	дней	Усталостное смещение (% разрушения)
Параметр	дней	30%	45%	65%	85%
8
8 9023 энергия разрушения 19,2 ^* ± 18,6	−27,9 ^* ± 30,2	−54,0 ^* ± 11,5	−58.2 ^* ± 30,7
7	20,3 ± 30,2	19,5 ± 39,8	−25,1 ^* ± 34,9	−34,3 ^* ± 20,5
14	60,9 ^* ± 40,7	37,0 ± 59,8	−18,0 ± 51,7
Вытеснение после выхода урожая	0	−12,4 ± 29,2	−20,6 ± 51,9 −	± 27.0	−53,9 ^* ± 45,3
	7	22,9 ± 35,7	21,2 ± 49,0	−35,1 ^* ± 30,0	−55,9 ^* ± 29,1

47,3 ^* ± 41,4	30,3 ± 66,1	−17,7 ± 46,8

Значительное увеличение механических свойств между 7 и 14 днями явно противоречило отсутствию увеличения тканой кости площадь за это время.Чтобы определить материальную основу восстановления прочности и жесткости после 7-го дня, мы измерили минеральную плотность тканой кости с помощью микроКТ. Плотность тканой кости резко увеличилась с 7 до 14 дней (в среднем 80%, p <0,001;), но не сильно зависела от уровня смещения усталости. Напротив, и в соответствии с гистоморфометрическими данными, площадь тканой кости не изменялась со временем (p = 0,11), но сильно зависела от смещения усталости (p <0,001).

Таблица 2

Площадь и минеральная плотность периостальной тканой кости в средней части диафиза по данным микроКТ (n = 4–7).

1 0,25

Параметр	Дней	Усталостное смещение (% перелома)
Параметр	Дней	30%	45%	65%	85%
.B Площадь тканой кости Ar, мм ²)	7	0,23 ± 0,20	0,67 ^а ± 0,18	0,89 ^а ± 0,22	0,88 ^а ± 0,17
.B Площадь тканой кости Ar, мм ²)	14	0.52 ± 0,24	0,75 ^a ± 0,22	0,71 ^a ± 0,21
Минеральная плотность тканой кости (Wo.BMD, мг HA / cm ³)	7	413 ± 44	368 ± 39	353 ^a ± 33	374 ± 22
Минеральная плотность тканой кости (Wo.BMD, мг HA / cm ³)	14 ^*	706 ± 35	697 ± 50	641 ^a, ^b ± 40	658 17

Наконец, мы использовали лазерную рамановскую спектроскопию, чтобы оценить, было ли увеличение видимой минеральной плотности тканой кости между 7 и 14 днями частично из-за повышенной минерализации твердой костной ткани.Анализ спектров комбинационного рассеяния для тканой кости на 7 день выявил соотношение минерал: коллаген (960/2940 и 960/1003 Δcm ^-1 площади пиков) примерно на 40% меньше, чем для контрольной кортикальной кости (p <0,05;). Минерализация тканой кости увеличилась с 7 до 14 дней (p <0,05), хотя 14-дневная тканая кость была все еще на ~ 20% меньше минерализованной, чем контрольная кость (p <0,05). Другие заметные различия между ткаными костными и контрольными спектрами включали большую неоднородность между участками в пределах одной и той же кости, увеличенную ширину минеральных пиков и сдвиг вниз на ~ 3 Δcm ^-1 в положении 2940 Δcm ^-1 коллагена. пик.

(A) Типичные спектры комбинационного рассеяния, полученные для кортикальной кости левой (ненагруженной контрольной) локтевой кости и тканой кости правой локтевой кости через 7 и 14 дней после утомительной нагрузки до уровня смещения 85%. Спектры показывают пики, обусловленные вибрациями кристаллов апатита нанометрового размера и коллагеновой матрицы. (Интенсивности были нормализованы к полосе коллагена 2940 см ^-1 и сдвинуты по оси Y для лучшего отображения.). Мы проанализировали интенсивность и ширину выступающих пиков минералов при ~ 960 и ~ 1070 Δcm ⁻¹ (вызванных колебаниями PO в тетраэдрах PO ₄ апатита) и выступающих пиков коллагена при ~ 2940 и ~ 3400 Δcm ^-1 (вызванный растяжениями CH и NH соответственно), а также небольшой пик коллагена при 1003 Δcm ^-1 (вызванный колебаниями CH бензольного кольца аминокислоты фенилаланина).Обратите внимание, что интенсивность минеральных пиков из тканой кости за 7 дней значительно снижена по сравнению с контрольной костью, в то время как 14-дневная тканая кость больше похожа на контрольную кость. (B) График соотношения минерал: коллаген, определяемый соотношением площадей под пиками 960 и 2940 Δcm ^-1. Спектры тканой кости показали более низкое соотношение минерал: матрикс и большую вариабельность внутри и между костями по сравнению с кортикальной костью. (Высота прямоугольника соответствует значениям процентиля от 25 ^-го до 75 ^-го, в то время как полосы ошибок отображают значения процентиля 10 ^-го и 90 ^-го; среднее значение показано горизонтальной линией внутри поля .)

Таблица 3

Рамановские спектры были получены из контрлатеральной контрольной локтевой кости («Контрольная кортикальная»), из кортикальной области нагруженной локтевой кости («Нагруженная кортикальная») и из области тканой кости нагруженной локтевой кости через 7 и 14 дней. Корковые данные за 7 и 14 дней объединены, потому что они не различались между точками времени.

Ширина пика 1003 (Δcm ⁻¹)

Параметр	Контрольный кортикальный (n = 11)	Загруженный кортикальный (n = 14)	Загруженный день 7 тканый (n = 7)	Загруженный день 14 тканый (n = 7)
960 положение пика (Δcm ^-1)	960.6 ± 0,1	960,7 ^* ± 0,1	960,9 ^*, ^† ± 0,2	960,7 ^# ± 0,1
960 ширина пика (Δcm ⁻¹)	15,9 ± 0,2	16,0 ± 0,1	16,4 ^* ^† ± 0,4	16,2 ^*, ^† ± 0,3
1070 положение пика (Δcm ⁻¹)	1072,3 ± 0,1	1072,3 ± 0,1	1072,3 ± 0,1	± 0,2	1072.8 ^* ± 0,7	1072,7 ± 0,5
1070 ширина пика (Δcm ⁻¹)	25,7 ± 0,8	26,3 ± 1,0	35,8 ^*, ^† ± 6,6	28,8 ^*, ^# ± 1,8
1003 положение пика (Δcm ⁻¹)	1003,2 ± 0,1	1003,1 ± 0,1	1003,0 ^* ± 0,2	1003,1 ± 0,1
9.8 ± 0,9	9,7 ± 0,9	9,5 ± 0,9	9,4 ± 1,5
2940 положение пика (Δcm ⁻¹)	2939,7 ± 0,7	2939,7 ± 0,3	2936,5 ^*, † ± 0,7	2938,2 ^*, ^†, ^# ± 0,5
2940 ширина пика (Δcm ⁻¹)	50,2 ± 1,9	51,2 0,9	49,7 ^† ± 1,2	50,1 ± 1.0
Площадь 960 / площадь 2940 (минерал: коллаген)	0,392 ± 0,029	0,378 ± 0,045	0,247 ^*, ^† ± 0,066	0,316 ^*, ^†, ^# ± 0,084
960 площадь / 1003 площадь (минерал: коллаген)	23,7 ± 4,9	22,7 ± 3,8	13,8 ^*, ^† ± 4,0	17,6 ^*, ^† ± 4.8
960 площадей / 1070 площадей (фосфат: карбонат)	3.11 ± 0,43	2,84 ± 0,37	2,97 ± 0,62	3,23 ± 0,40

Обсуждение

Твердая мозоль надкостницы – отличительный признак заживляющего стрессового перелома ^(8,9), но факторы, которые регулируют Формирование этой тканой костной мозоли изучено плохо. Мы создали стресс-переломы различной степени тяжести, используя модель усталостной нагрузки на крысах, чтобы проверить гипотезу о том, что степень образования тканой кости увеличивается пропорционально тяжести стресс-перелома.Наши результаты подтверждают эту гипотезу и ясно демонстрируют, что величина реакции тканой кости была масштабирована до уровня приложенного усталостного смещения и, следовательно, до уровня исходного повреждения кости. Насколько нам известно, это первое свидетельство того, что образование тканой кости происходит в зависимости от дозы на механический стимул. Этот результат согласуется с нашим недавним исследованием, в котором было обнаружено повышенное поглощение фторида скелетом пропорционально тяжести стрессового перелома с использованием той же модели нагружения ⁽¹⁸⁾, хотя в этом исследовании мы не смогли отличить образование кости от повреждения и / или реакции сосудов.Наш вывод о том, что реакция тканой кости масштабируется в зависимости от тяжести стрессового перелома, указывает на то, что образование тканой кости является хорошо регулируемой реакцией на повреждение скелета. Это расширяет предыдущие исследования, которые описали роль тканой кости в адаптивном ответе на повышенную механическую деформацию ^(14,20).

Хорошо задокументировано, что пластинчатое образование кости происходит в зависимости от дозы после приложения циклической механической деформации возрастающей величины ^(13,14).Немногие исследователи сосредоточились на количественной оценке реакции тканой кости , хотя результаты одного исследования показали, что формирование тканой кости происходило как реакция «все или ничего», как только пороговое значение деформации было превышено ⁽¹⁴⁾. Между нашим исследованием и предыдущим исследованием ⁽¹⁴⁾ есть несколько различий, которые могут объяснить наши разные выводы. Во-первых, мы использовали модель нагрузки на передние конечности, а не модель четырехточечного изгиба большеберцовой кости; ответ «все или ничего» может быть уникальным для модели сгибания большеберцовой кости.Во-вторых, мы применили одну серию утомительных нагрузок, которая вызвала ощутимое повреждение костей, тогда как в более раннем исследовании применяли несколько циклов (36 циклов в день; 2 недели), которые не привели к обнаруживаемым повреждениям. В-третьих, более ранний вывод был основан на измерении площади тканой поверхности кости, а не площади тканой кости. Мы наблюдали, что тканая кость , поверхность увеличилась с 30% до 45% групп смещения, но не увеличилась дальше, потому что уже достигла ~ 90% (). Напротив, площадь плетеной кости прогрессивно увеличивалась во всех четырех группах смещения, что позволяет предположить, что этот показатель может быть более чувствительным индикатором реакции на дозу.Взятые вместе, данные о поверхности тканой кости и площади из нашего исследования показывают, что после того, как образование тканой кости было активировано почти на всей периостальной поверхности, площадь тканой кости могла увеличиваться еще больше за счет отложения более толстого воротника тканой кости. Однако, независимо от толщины тканого слоя кости, пространство, которое занимает тканая кость, по существу устанавливается к 7-му дню, о чем свидетельствует диффузное поглощение флуорохромных меток, выдаваемых на 5-й и 7-й дни, с незначительной новой костью, помеченной на день 12.

Мы также предположили, что реакция тканой кости приведет к быстрому восстановлению прочности кости независимо от уровня повреждения. Наши результаты подтверждают эту гипотезу и демонстрируют, что зависимый от повреждений ответ тканой кости привел к почти полному функциональному заживлению в течение ~ 2 недель для всех уровней повреждения. Восстановление прочности всей кости, так что нагруженные локтевые кости из четырех групп смещения не отличались от контроля (и не отличались друг от друга) через 14 дней, особенно впечатляет, поскольку первоначальное снижение прочности костей нагруженных локтевых суставов в этих группах колеблется от 10 до 60%.Восстановление других механических свойств (жесткость, энергия разрушения, смещение после выхода пласта) было менее равномерным по группам смещения, что свидетельствует о том, что группы с более высоким смещением восстанавливаются медленнее, чем группы с более низким смещением. Необходимы дополнительные исследования, чтобы подтвердить этот вывод и определить, есть ли функциональное значение наличия разных скоростей восстановления этих различных свойств.

Картина образования тканой кости в модели усталости локтевой кости у крысы близко соответствует картине повреждения кости ().Подробное описание распределения повреждений / трещин было опубликовано нами ранее ⁽¹⁷⁾ и другими ^(15,16). Вкратце, мы наблюдаем трещины только на средней половине поперечного сечения, в области около середины локтевой кости. Появление этих трещин согласуется с переломом от сдвига, где плоскость излома находится примерно под 45 градусами от направления нагрузки. Связь между пространственным характером повреждения кости и образованием кости предполагает, что трещины в некотором роде являются стимулом для реакции костной ткани надкостницы.В подтверждение этого предположения мы заметили, что количество костеобразования увеличивается с увеличением усталостного смещения, которое, как мы ранее установили, напрямую связано с серьезностью растрескивания как в поперечном сечении, так и в продольном направлении ⁽¹⁷⁾ . Таким образом, мы предполагаем, что стрессовый перелом сам по себе является первичным стимулом, который определяет местоположение и степень реакции тканой кости.

Флуоресцентная микрофотография продольного среза локтевой кости крысы через 7 дней после утомительной нагрузки.Продольная сжимающая сила прилагается к дистальному и проксимальному концам локтевой кости, что приводит к сжатию плюс изгиб из-за искривления локтевой кости. Стресс-переломы (трещины), подобные показанному здесь (стрелки), возникают там, где величина деформации наибольшая, на медиальной стороне локтевой кости около ее середины. Рисунок тканой кости соответствует месту стрессового перелома с наибольшим количеством новой кости около средней точки на медиальной стороне. Мы постоянно наблюдаем область замедленной минерализации в месте, где трещина пересекает периостальную поверхность.

Наше исследование предоставляет новые данные об относительном вкладе размера кости и минерализации в восстановление прочности кости после стрессового перелома и подчеркивает зависящее от времени взаимодействие между размером, минерализацией и прочностью. Частичное восстановление прочности в первые 7 дней мы связываем с быстрым формированием воротника из тканой кости, размер которого зависит от уровня исходного повреждения. Однако, поскольку площадь кости не увеличилась значительно с 7 до 14 дней, увеличение прочности локтевой кости, происходящее на второй неделе, не может быть связано с изменениями размера кости.Более того, мы не связываем восстановление механических свойств с интракортикальным ремоделированием и восстановлением костных повреждений, основываясь на том факте, что внутрикортикальным остеокластам требуется ~ 10 дней, чтобы появиться в этой модели ^(5,10,21). Скорее, мы связываем увеличение прочности кости на второй неделе с уплотнением тканой кости. Кажущаяся минеральная плотность тканой кости увеличилась на 80% от 7 до 14 дней, частично из-за увеличения на 30% соотношения минерал: коллаген в костной ткани.К 14-му дню тканая костная ткань все еще была относительно гипоминерализованной по сравнению с кортикальной костью, но другие спектроскопические характеристики минерала и коллагена 14-дневной тканой кости были эквивалентны или лишь незначительно отличались от зрелой кортикальной кости. Быстрое созревание тканой костной ткани сопоставимо с быстрым химическим и механическим созреванием, о котором сообщается после отложения пластинчатой кости ⁽²²⁾.

У нашего исследования есть несколько ограничений. Во-первых, создание стрессового перелома за один цикл нагрузки порядка 1 часа не повторяет динамику развития клинического стрессового перелома.Большинство стрессовых переломов, вероятно, развиваются в течение нескольких дней или недель ⁽²³⁾, и преобладает мнение, что они возникают не только из-за усталостного повреждения, но из-за взаимодействия между усталостным повреждением, вызванным повреждением ремоделированием кости и локальной потерей жесткости кости. ^(2,7). Хотя наша модель не учитывала ремоделирующую активность до возникновения стрессового перелома, неясно, повлияет ли предшествующее состояние ремоделирования на периостальный ответ, что было в центре нашего исследования.Второе ограничение заключается в том, что мы не можем отделить эффекты динамической деформации от последствий повреждения костей (фактический стресс-перелом). Испытанию на усталость присуще то, что по мере увеличения смещения и повреждения динамическая деформация в месте повреждения также увеличивается. Таким образом, наблюдаемое нами увеличение доза-реакция в области тканой кости может быть связано с более высокими динамическими напряжениями и / или более серьезными стрессовыми переломами в группах с более высоким смещением. Тем не менее, использование динамической нагрузки представляет собой физиологически релевантный сценарий, в котором динамическое напряжение и повреждение кости присутствуют вместе в месте стрессового перелома.Независимо от физического стимула, который вызывает реакцию тканой кости, ключевым открытием остается то, что образование тканой кости в связи с заживляющим стресс-переломом не является реакцией «все или ничего», а модулируется механическими факторами.

Одним из клинических выводов наших результатов является то, что размер надкостничной мозоли может быть индикатором тяжести стрессового перелома. Хотя это может показаться интуитивным, наше исследование предоставляет количественные данные, подтверждающие эту концепцию. Второе значение заключается в том, что серьезность стрессового перелома может не указывать на время, необходимое для функционального заживления.Это, по-видимому, противоречит имеющимся руководствам по клиническому лечению, которые указывают на то, что тяжесть повреждения кости (определяемая размером и интенсивностью сцинтиграфического поглощения при сканировании кости) определяет предписанный период отдыха ⁽²⁴⁾. Одна из причин расхождения между клиническими рекомендациями и нашими результатами заключается в том, что измеренное нами функциональное заживление может предшествовать облегчению боли, которое является основой для клинического лечения. В качестве альтернативы, когда кость имеет микроповреждения, но не истинный стресс-перелом, она может зажить только за счет более медленного процесса внутрикортикального ремоделирования.Парадоксально, но только когда повреждение кости прогрессирует до стрессового перелома, может активироваться процесс «ремонта» тканой кости, что приведет к быстрому функциональному заживлению.

Таким образом, наше исследование демонстрирует процесс самовосстановления, при котором целые кости восстанавливают свою структурную целостность в течение двух недель после перенесения стрессовых переломов различной степени тяжести. В первую неделю на месте стрессового перелома формируется тканая кость пропорционально уровню исходного повреждения. Новая тканая кость является гипоминерализованной по сравнению с нормальной кортикальной костью, но, тем не менее, приводит к частичному восстановлению прочности и жесткости.В течение второй недели площадь тканой кости больше не увеличивается, но плотность тканой кости почти удваивается, поскольку пустоты начинают заполняться, а твердая фаза тканой кости становится более минерализованной. Таким образом, мы связываем частичное восстановление прочности всей кости в первую неделю после стрессового перелома с быстрым образованием воротника из тканой кости, который локализуется в месте повреждения кости и размер которого зависит от уровня исходного повреждения; полное восстановление сил на второй неделе происходит за счет уплотнения этой тканой кости.

Благодарности

Финансируется за счет гранта NIH / NIAMS (R01 AR050211).

Сноски

У авторов нет конфликта интересов.

Список литературы

1. Шаффер Р.А. Заболеваемость и распространенность стрессовых переломов у военнослужащих и спортсменов. В: Burr DB, Milgrom C, редакторы. Скелетно-мышечная усталость и стрессовые переломы. CRC Press; Бока Ратон: 2001. С. 1–14. [Google Scholar] 2. Schaffler MB. Костная усталость и ремоделирование при развитии стрессовых переломов.В: Burr DB, Milgrom C, редакторы. Скелетно-мышечная усталость и стрессовые переломы. CRC Press; Бока Ратон: 2001. С. 161–182. [Google Scholar] 3. Картер Д.Р., Хейс WC. Усталостное повреждение компактной кости – I: остаточная прочность и жесткость. J Biomech. 1977; 10: 325–337. [PubMed] [Google Scholar] 4. Паттин Калифорния, Калер В.Е., Картер ДР. Циклическое ухудшение механических свойств при усталостной нагрузке кортикального слоя кости. Журнал биомеханики. 1996; 29: 69–79. [PubMed] [Google Scholar] 5. Bentolila V, Boyce TM, Fyhrie DP, Drumb R, Skerry TM, Schaffler MB.Интракортикальное ремоделирование длинных костей взрослых крыс после усталостной нагрузки. Кость. 1998. 23: 275–281. [PubMed] [Google Scholar] 6. Мори С., Бурр ДБ. Усиленное внутрикортикальное ремоделирование после повреждения от усталости. Кость. 1993. 14: 103–109. [PubMed] [Google Scholar] 7. Мартин РБ. Роль ремоделирования костей в предотвращении или развитии стрессовых переломов. В: Burr DB, Milgrom C, редакторы. Скелетно-мышечная усталость и стрессовые переломы. CRC Press; Бока Ратон: 2001. С. 183–201. [Google Scholar] 8. Johnson LC, Stradford HT, Geis RW, Dineen JR, Kerley E.Гистогенез стрессовых переломов. J Bone Jt Surg [Am] 1963; 45: 1542. [Google Scholar] 9. Мори С., Ли Дж., Кавагути Ю. Гистологический вид стрессовых переломов. В: Burr DB, Milgrom C, редакторы. Скелетно-мышечная усталость и стрессовые переломы. CRC Press; Бока Ратон: 2001. С. 151–159. [Google Scholar] 10. Се Ю.Ф., Сильва М.Дж. Усталостная нагрузка in vivo на локтевую кость крысы вызывает как образование, так и резорбцию кости и приводит к связанным со временем изменениям механических свойств и плотности кости. Журнал ортопедических исследований.2002; 20: 764–771. [PubMed] [Google Scholar] 11. Буллоу П. Ортопедическая патология. 4. Мосби; Эдинбург: 2004. [Google Scholar] 12. Currey JD. Множество приспособлений костей. J Biomech. 2003; 36: 1487–95. [PubMed] [Google Scholar] 13. Ше Й.Ф., Тернер СН. Влияние частоты нагрузки на механически индуцированное костеобразование. J Bone Miner Res. 2001; 16: 918–924. [PubMed] [Google Scholar] 14. Turner CH, Forwood MR, Rho JY, Yoshikawa T. Пороги механической нагрузки для формирования пластинчатой и тканой кости. J Bone Min Res.1994; 9: 87–97. [PubMed] [Google Scholar] 15. Тами А.Е., Нассер П., Шаффлер МБ, Knothe Tate ML. Модель неинвазивного усталостного перелома локтевой кости крысы. J Orthop Res. 2003; 21: 1018–24. [PubMed] [Google Scholar] 16. Данова Н.А., Колопи С.А., Радтке С.Л., Кальшер В.Л., Маркель М.Д., Вандерби Р., МакКейб Р.П., Эскарсега А.Дж., Мьюир П. Деградация структурных свойств кости из-за накопления и слияния микротрещин. Кость. 2003. 33: 197–205. [PubMed] [Google Scholar] 17. Утгенант Б.А., Сильва М.Дж. Использование модели сжатия передних конечностей крысы для создания дискретных уровней повреждения костей in vivo.J Biomech. 2007. 40: 317–324. [PubMed] [Google Scholar] 18. Сильва MJ, Uthgenannt BA, Rutlin JR, Wohl GR, Lewis JS, Welch MJ. Получение изображений скелета 18F-фторида in vivo с помощью позитронно-эмиссионной томографии выявляет зависимые от повреждения и времени реакции на усталостную нагрузку в локтевой кости крысы. Кость. 2006. 39: 229–236. [PubMed] [Google Scholar] 19. Kotha SP, Hsieh Y-F, Strigel RM, Muller R, Silva MJ. Экспериментальный анализ и анализ методом конечных элементов модели нагрузки локтевой кости крысы – корреляция между деформацией и образованием кости после усталостной нагрузки.Журнал биомеханики. 2004. 37: 541–548. [PubMed] [Google Scholar] 20. Burr DB, Schaffler MB, Yang KH, Lukoschek M, Sivaneri N, Blaha JD, Radin EL. Изменения скелета в ответ на изменение окружающей среды напряжения: тканая кость является ответом на повышенное напряжение? Кость. 1989; 10: 223–233. [PubMed] [Google Scholar] 21. Верборгт О., Гибсон Г.Дж., Шаффлер МБ. Нарушение целостности остеоцитов в связи с микроповреждениями и ремоделированием костей после утомления in vivo. Журнал исследований костных минералов. 2000. 15: 60–67. [PubMed] [Google Scholar] 22.Busa B, Miller LM, Rubin CT, Qin YX, Judex S. Быстрое установление химических и механических свойств во время формирования пластинчатой кости. Calcif Tissue Int. 2005; 77: 386–94. [PubMed] [Google Scholar] 23. Джонс Б. Х., Харрис Дж. М., Винь Т. Н., Рубин С. Стресс-переломы, вызванные физической нагрузкой, и стресс-реакции костей: эпидемиология, этиология и классификация. Exer Sport Sci Rev.1989; 17: 379–422. [PubMed] [Google Scholar] 24. Милгром Ч., Фридман Э. Ранняя диагностика и клиническое лечение стрессовых переломов. В: Burr DB, Milgrom C, редакторы.Скелетно-мышечная усталость и стрессовые переломы. CRC Press; Бока Ратон: 2001. С. 295–303. [Google Scholar]

Adhesive Stress – обзор

17.4 Влияние температуры на адгезионные свойства

Температурные напряжения могут иметь большое значение, и их необходимо учитывать, особенно из-за различных CTE. Однако из-за полимерной природы адгезивов изменение механических свойств адгезивов (кривая зависимости напряжения от деформации и вязкости) в зависимости от температуры может быть наиболее важным фактором, который следует учитывать.Для высокотемпературных применений (выше 200 ° C) используемые клеи часто представляют собой бисмалеимиды или полиимиды и обычно поставляются в виде пленок. Пленочные клеи могут иметь опору с держателем или без опоры без держателя. В общем, носители могут быть нейлоновыми, полиэфирными или стеклянными (обычно предпочтительными при высоких температурах) волокнами, и их структура может быть нетканой, тканой или трикотажной.

Хотя полиимиды обладают хорошими высокотемпературными свойствами, бисмалеимиды обладают такими преимуществами, как то, что они не образуют летучие вещества во время отверждения, что приводит к меньшей пористости.Если желательны температуры выше 300 ° C, можно использовать керамические клеи (Bhowmik et al. , 2006). Они основаны на неорганических связующих соединениях, таких как силикаты щелочных металлов и фосфаты металлов.

Порошок углерода, диоксида кремния, магния или диоксида циркония обычно используется в качестве наполнителя. Клеи обычно доступны в виде двухкомпонентных систем, в которых один из компонентов является связующим, а другой – наполнителем. Соединение этих двух компонентов приводит к образованию суспензии, которую необходимо быстро нанести на основание.Затем сборка должна быть отверждена, что требует температуры от 260 до 1000 ° C. Различные комбинации связующего и наполнителя могут быть оптимизированы для более точного соответствия КТР подложки и снижения напряжений во время фаз нагрева и охлаждения.

Используемые в настоящее время керамические клеи не обеспечивают герметичного соединения или высокой степени надежности. Их надежность и прочность ниже, чем у высококачественной керамики, и это может привести к растрескиванию под действием термических напряжений.Поэтому использование этих клеев является очень сложным и требует тщательного проектирования.

Для аэрокосмических приложений необходимо учитывать не только чрезвычайно высокие температуры, но иногда и чрезвычайно низкие температуры. На орбите внешняя температура составляет порядка –80 ° C. Клеи для криогенных двигателей должны сохранять свои механические характеристики при температурах до –200 ° C. Высокотемпературные клеи можно использовать при низких температурах. Однако они очень чувствительны к дефектам из-за своей хрупкости.Более целесообразно использовать резиноподобные клеи, такие как полиуретаны или силиконы. Большинство обычных герметиков, таких как полисульфиды, эластичные эпоксидные смолы, силиконы, полиуретаны и упрочненные акрилы, достаточно эластичны для использования при промежуточных низких температурах до –30 ° C. Применение этих материалов в аэрокосмической отрасли включает их использование в качестве герметиков для топливных баков (Giannis et al. , 2008) или для склеивания керамических плиток космических кораблей.

Механические свойства клея зависят от рабочей температуры по отношению к температуре стеклования.При понижении температуры ниже температуры стеклования ( T _g) модуль и прочность увеличиваются, а пластичность снижается. При T _g наблюдается быстрое снижение модуля и прочности при повышении температуры, и клей больше не может выдерживать значительную нагрузку. Поэтому знание T _g очень важно. В таблице 17.2 представлены типичные значения T _г для различных типов клеев.

Таблица 17.2. Температура стеклования ( T _г) различных клеев (приблизительные значения) (da Silva и др. , 2007)

18 полирол 2 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 902 8

3 3 может быть определен различными методами, такими как динамический механический термический анализ (DMTA), термомеханический анализ (TMA) или дифференциальная сканирующая калориметрия (DSC) (Rieger, 2001).На рисунке 17.5 представлены результаты, полученные да Силва и Адамс (2005) на аппарате типа DMTA, где модуль и демпфирование как функция температуры приведены для эпоксидного клея (Hysol 9359.3, Loctite Aerospace). Высокое демпфирование и падение модуля хорошо видно в районе T _g.
17,5. Динамический модуль упругости при изгибе ( E ′) композитных образцов и демпфирование с использованием устройства типа DMTA для клея Hysol 9359.3 (да Силва и Адамс, 2005).
Влияние температуры от –55 до 200 ° C на характеристики напряжения сдвига и деформации сдвига эпоксидного клея (Supreme 10HT, Master Bond) и бисмалеимидного клея (Redux 326, Hexcel Composites) показано на рис. 17.6 ( да Силва и Адамс, 2007a). Согласно заявлению производителя, бисмалеимидный клей имеет максимальную рабочую температуру 230 ° C в течение длительного времени и 270 ° C в течение короткого периода времени. Эпоксидная смола имеет T _г, близкую к 100 ° C. Рисунок 17.6 ясно показывает резкое снижение прочности эпоксидного клея при 200 ° C.Сила адгезии бисмалеимида уменьшается с температурой, но его пластичность увеличивается, что может быть преимуществом при использовании в шве. Jensen et al. (1995) испытал свойства при растяжении полиимидного клея в форме пленки (без носителя) при 25, 150 и 177 ° C. Прочность на разрыв и модуль упругости уменьшались с температурой (48% и 39% соответственно), тогда как удлинение увеличивалось на 31%. Кривые напряжение-деформация для других типов клеев также были представлены Адамсом и Малликом (1993) и Чиу и др. (1994) с аналогичными выводами.
17.6. Кривые сдвига адгезии, полученные с помощью теста на сдвиг толстого адгезива (TAST): (a) Supreme 10HT, (b) паста Redux 326 (da Silva and Adams, 2007a).
Диксон и др. (1998) испытал эпоксидную смолу при сдвиге и отслаивании внахлест при высоких температурах и бисмалеимид при сдвиге и отслаивании внахлест от –55 до 130 ° C. Оба содержали носитель. Они обнаружили, что бисмалеимидный клей имеет более стабильную прочность в испытанном диапазоне температур, чем эпоксидная смола.Dixon et al. (1998) обнаружил, что разрушения начинаются с небольших трещин на концах образца и что катастрофическое разрушение часто происходит через опорную ткань. Более того, бисмалеимидный клей разрушился таким образом, что при 20 ° C и –55 ° C несущая ткань полностью отслаивалась, тогда как при 130 ° C клей оставался прикрепленным к волокнам ткани после разрушения, вероятно, из-за увеличения адгезионная пластичность. Более свежие результаты о влиянии температуры на адгезионные свойства представлены deb et al. (2008) с использованием испытаний на сдвиг в двухнахлестках.
Помимо изменения напряжения и деформации, вязкость клея также является важным фактором, который следует учитывать, поскольку это свойство материала все чаще используется для проектирования клеевых соединений (Curley et al. , 2000; Wang et al. , 2003; де Моура, 2008). Информацию о критической скорости высвобождения энергии деформации при низких или высоких температурах труднее найти в литературе, чем кривые напряжение-деформация клеев, и это, безусловно, область, которая требует исследования.Площадь под кривой “напряжение-деформация” является оценкой вязкости. С повышением температуры прочность уменьшается, но увеличивается пластичность, что приводит к дополнительной пластической деформации в вершине трещины и, следовательно, к увеличению ударной вязкости. Испытания на разрушение в режиме I при криогенных, комнатных и высоких температурах показали это (Kim et al. , 2005; Melcher and Johnson, 2007). Однако ожидается быстрое снижение ударной вязкости по мере приближения к T _г клея.
Мгновенный отклик полимерного материала выше его T _г – это небольшая часть его общего отклика на нагрузку с важным зависящим от времени компонентом. Модели, используемые для представления этого поведения, основаны на расположении пружин Гука или ньютоновских индикаторов. Если время, в течение которого прикладывается напряжение, мало по сравнению со временем релаксации, реакция в большей степени определяется пружиной, чем контрольными точками. Для полимера при температуре ниже его T _г время релаксации почти бесконечно велико, и поэтому реакция почти эластична.По мере того, как температура увеличивается и приближается к T _g, модуль начинает снижаться, и вязкая составляющая становится все более важной. Обычно структурные клеи используются при температурах ниже стекловидного состояния клея.
Ричардсон и др. (2003) предложил и оценил многоосный, зависящий от температуры и времени критерий разрушения эпоксидного клея. Было показано, что критерий разрушения применим в диапазоне температур от –29 ° C до 46 ° C.Важный аспект вязкоупругости возникает, когда полимеры циклически деформируются. Даже при температурах ниже Т _г всегда присутствует вязкая составляющая, которая приводит к потере энергии при циклической деформации. Одним из преимуществ этого явления является то, что оно может вызывать гашение колебаний. Однако энергия, преобразованная в тепло, увеличивает температуру. Теоретически повышение температуры может повлиять на модуль и прочность, но на практике большая межфазная поверхность обеспечивает отличные условия для выделения тепла.В случае соединений между металлическими материалами повышение температуры при динамической деформации незначительно. Этого нельзя предположить в случае других подложек, таких как композиты с углеродными или стеклянными волокнами.
Как видно из вышеизложенного, термические нагрузки являются особенно сложным условием для клеев. Изменения механических свойств могут быть постоянными или временными. Механизм старения можно разделить на физический и химический.
Физическое старение, которое заключается в постепенной потере свободного объема, может быть восстановлено путем нагревания клея выше T _г и закалки (Parvatareddy et al., 1998). Однако, когда химический состав клея изменяется после стадии при высоких температурах, повреждение необратимо. Этот аспект особенно важен, и рабочая температура конструкции никогда не должна превышать температуру химического разложения клея. Однако есть случаи, когда химические изменения используются как преимущество. Wang et al. (2006) показали, что остаток карбонизации органической синтетической смолы обладает превосходными теплофизическими свойствами.
Обычные стрессовые переломы – Американский семейный врач
1. Беннелл К.Л., Brukner PD. Эпидемиология и локальная специфика стрессовых переломов. Clin Sports Med . 1997; 16: 179–96 ….
2. Майтра Р.С., Джонсон DL. Стресс-переломы. История болезни и физикальное обследование. Clin Sports Med . 1997. 16: 259–74.
3. Монтелеоне Г. П. Мл. Стресс-переломы у спортсмена. Orthop Clin North Am .1995; 26: 423–32.
4. Beck BR. Стрессовые травмы большеберцовой кости. Этиологический обзор для целей руководства. Sports Med . 1998. 26: 265–79.
5. Бек Т.Дж., Ерш CB, Шаффер Р.А., Бетсингер К, Трон DW, Brodine SK. Стресс-перелом у призывников: гендерные различия в факторах мышечной и костной восприимчивости. Кость . 2000. 27: 437–44.
6. Каллахан Л. Р., Диллингем М. Ф., Лау А. С., Макгуайр Дж. Л..Спортивная медицина: спортивные травмы. В: Благородный J, изд. Учебник первичной медицины. 3-е изд. Сент-Луис: Мосби, 2001: 1322–39.
7. Беннелл К., Мэтисон Дж., Meeuwisse W, Брукнер П. Факторы риска стрессовых переломов. Sports Med . 1999. 28: 91–122.
8. Беннелл К.Л., Malcom SA, Томас С.А., Эбелинг PR, МакКрори PR, Уорк JD, Brukner PD. Факторы риска стрессовых переломов у легкоатлеток: ретроспективный анализ. Clin J Sport Med . 1995; 5: 229–35.
9. Экенман И., Хассмен П., Койвула Н, Рольф С, Фелландер-Цай Л. Стресс-переломы большеберцовой кости: могут ли черты характера помочь нам выявить склонного к травмам спортсмена ?. Scand J Med Sci Sports . 2001. 11 (2): 87–95.
10. Haverstock BD. Стресс-переломы стопы и голеностопного сустава. Clin Podiatr Med Surg . 2001; 18: 273–84.
11. Whitelaw GP, Ветцлер MJ, Леви А.С., Сигал Д, Биссоннетт К.Пневматический ортез для ног для лечения стрессовых переломов большеберцовой кости. Клин Ортоп . 1991; 270: 301–5.
12. Macleod MA, Хьюстон А.С., Сандерс Л, Анагностопулос К. Частота стрессовых переломов, связанных с травмами, и переломов голени у солдат-новобранцев мужского и женского пола: ретроспективное исследование. BMJ . 1999; 318 (7175): 29
13. Корпелайнен Р., Орава С, Карпакка J, Siira P, Хулкко А.Факторы риска повторных стрессовых переломов у спортсменов. Am J Sports Med . 2001; 29: 304–10.
14. Coady CM, Micheli LJ. Стресс-переломы у детского спортсмена. Clin Sports Med . 1997. 16: 225–38.
15. Хармат C, Демос ТС, Ломасней Л, Пинзур М. Стресс-перелом пятой плюсневой кости. Ортопедия . 2001; 24: 111204. – 8.
16. Дентон Дж. Чрезмерное использование травм стопы и голеностопного сустава в балете. Clin Podiatr Med Surg . 1997. 14: 525–32.
17. Брукнер П. Боль в голени, связанная с физической нагрузкой: кость. Медико-спортивные упражнения . 2000; 32 (3 доп.): S15–26.
18. Ширман С.М., Брандсер Е.А., Парман Л.М., Эль-Хури Г.Ю., Зальцман К.Л., Пьевич М.Т., Болес CA. Продольные стрессовые переломы большеберцовой кости: отчет о восьми случаях и обзор литературы. J Comput Assist Tomogr . 1998. 22: 265–69.
19. Даунт Н, Гриббин Д, Слейтер Г.С. Продольные стрессовые переломы большеберцовой кости. Австралас Радиол . 1998. 42: 188–90.
20. Boam WD, Miser WF, Юил СК, Delaplain CB, г. Гейл Э.Л., Мак-Дональд, округ Колумбия. Сравнение ультразвукового исследования с костным сцинтисканом в диагностике стрессовых переломов. J Am Board Fam Pract . 1996; 9: 414–17.
21. Romani WA, Перрин Д.Х., Дюссо Р.Г., Мяч DW, Kahler DM.Выявление стрессовых переломов большеберцовой кости с помощью терапевтического непрерывного ультразвука. J Orthop Sports Phys Ther . 2000; 30: 444–52.
22. Свенсон EJ Jr, DeHaven KE, Себастьянелли WJ, Хэнкс Джи, Каленак А, Линч Дж. М. Эффект пневматической фиксации ноги при возвращении к игре у спортсменов с переломами большеберцовой кости. Am J Sports Med . 1997. 25: 322–8.
23. Мэтисон ГО, Брукнер П. Пневматический фиксатор ноги после стрессового перелома большеберцовой кости для более быстрого возврата к игре. Clin J Sport Med . 1998; 8 (1): 66.
24. Гиллеспи WJ, Грант И. Вмешательства для профилактики и лечения стрессовых переломов и стрессовых реакций костей нижних конечностей у молодых людей. Кокрановская база данных Syst Rev . 2000; (2): CD000450
25. Бренд JC Jr, Тигровый Т, Ниланд Дж., Caborn DN, Джонсон DL. Позволяет ли импульсный ультразвук низкой интенсивности раньше вернуться к нормальной деятельности при лечении стрессовых переломов? Обзор одной предплюсневой ладьевидной кости и восьми стрессовых переломов большеберцовой кости. Айова Ортоп Дж. . 1999; 19: 26–30.
26. Фрей К. Обувь и стрессовые переломы. Clin Sports Med . 1997. 16: 249–57.
Оценки величины шока в большеберцовой кости у мужчин и женщин в начале и в конце программы военных учений | Военная медицина
Аннотация
Введение
Ступное упражнение – ключевой компонент военной подготовки, для которого характерны частые удары в пятку, что, вероятно, приводит к сильным ударным нагрузкам на большеберцовые кости.Более высокий шок большеберцовой кости во время бега ранее был связан с риском стрессовых переломов нижних конечностей, которые распространены среди военнослужащих. Следовательно, количественная оценка большеберцового шока во время тренировки на упражнение является оправданной. Это исследование было направлено на получение оценок большеберцового шока во время военных учений в рамках базовой подготовки британской армии. Исследование также было направлено на сравнение ценностей между мужчинами и женщинами и выявление любых различий между первой и последней сессиями тренировки.
Материалы и методы
Акселерометры большеберцовой кости были закреплены на правой медиальной дистальной части голени 10 новобранцев Британской армии ( n = 5 мужчин; n = 5 женщин) в течение запланированного сеанса тренировки на 1-й и 12-й неделе. базовой военной подготовки.Были количественно определены пиковые положительные ускорения, средняя величина превышения заданных пороговых значений и скорость превышения каждого порогового значения.
Результаты
Среднее (стандартное отклонение) пиковое положительное ускорение составило 20,8 (2,2) g во всех сеансах, что значительно выше значений, обычно наблюдаемых во время физической активности с высокой ударной нагрузкой. Степень шока большеберцовой кости была выше у мужчин, чем у женщин, и выше на 12 неделе по сравнению с 1 неделей тренировок.
Выводы
Это исследование дает первые оценки величины большеберцового шока во время военных тренировок в полевых условиях.Высокие значения указывают на то, что военные учения – это сложное мероприятие, и это следует учитывать при разработке и оценке программ военной подготовки. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы понять реакцию нижней конечности на военную тренировку и этиологию этих реакций при развитии стрессовых переломов нижней конечности.
ИСТОРИЯ
Акселерометрия большеберцовой кости с использованием акселерометров на хвостовике использовалась для оценки тибиального шока во время таких действий, как ходьба, ¹ бег, ^2–4 и прыжки.⁵ Когда ступня касается земли, наблюдается положительное осевое ускорение вверх. Сообщается, что во время ходьбы этот пик составляет 3-4 г, ¹ по сравнению с 6-8 г во время бега. ^2–4 Сообщалось о более высоких значениях 9–11 г при беге в более сложных условиях, например, при утомлении, ⁴ при увеличении длины шага, ³ или при беге под уклон. ² Военное учение включает в себя преувеличенные удары пяткой и топанье ногой и часто проводится во время базовой военной подготовки, ⁶, таким образом, исследование большеберцового шока во время тренировочного упражнения является оправданным.
Милнер и др. ⁷ определили, что бегуны с историей стрессовых переломов большеберцовой кости имеют более высокое пиковое ускорение большеберцовой кости во время бега, чем те, у которых в анамнезе не было стрессовых переломов, предполагая, что более высокие значения могут увеличить риск травм. Было показано, что величина осевого ускорения большеберцовой кости имеет положительную связь от умеренной от ⁸ до сильной ⁹ со скоростью нагрузки вертикальной силы реакции опоры во время бега, а более высокая скорость нагрузки во время бега также была связана с повышенным риском большеберцовой и большеберцовой кости. стрессовый перелом плюсневой кости.¹⁰ Травмы опорно-двигательного аппарата нижних конечностей составляют более трех четвертей тренировочных травм во время базовой военной подготовки ^11,12 и представляют собой серьезное бремя, приводящее к потере времени на тренировку и увольнению по медицинским показаниям. По оценкам, стоимость травм опорно-двигательного аппарата у военнослужащих составит 1,2 миллиарда фунтов стерлингов в течение следующих 15 лет. ¹³ В частности, стрессовые переломы нижних конечностей распространены среди новобранцев, причем значительно чаще, чем у высококлассных спортсменов и населения в целом.¹⁴ Стрессовые переломы особенно обременительны для военнослужащих из-за длительного периода восстановления, необходимого ¹⁵ и повышенной вероятности выписки по медицинским показаниям после тренировки. ¹⁶ На сегодняшний день масштабы большеберцового шока во время военных тренировок не исследованы.
Карден и др. ⁶ сообщили, что величина ускорения большеберцовой кости была больше во время маневров (~ 13 g), чем во время марша (~ 3 g), была на 80% выше у мужчин, чем у женщин во время учений, и что обученные солдаты вызывали более 60% более высокие значения ускорения, чем у новичков.Авторы предположили, что большая мышечная масса обученных солдат по сравнению с новичками, возможно, позволила им «приложить больше силы к земле». Этим также можно объяснить более высокие значения среди мужчин, чем среди женщин. Тем не менее, Carden et al. ⁶ оценили ускорение большеберцовой кости, используя двойную дифференциацию данных смещения движения по маркеру, расположенному на бугристости большеберцовой кости, а не с помощью акселерометра, установленного на голени. Хотя этот подход может дать важную информацию, акселерометры дают гораздо более точные значения, ¹⁷, поскольку они непосредственно измеряют ускорения, тогда как небольшие артефакты смещения маркера усиливаются во время двойного дифференцирования.Более того, данные не собирались в полевых условиях во время тренировки по бурению. Соответственно, цель настоящего исследования состояла в том, чтобы количественно оценить ускорение большеберцовой кости во время тренировочных занятий с использованием акселерометров на хвостовике. Вторичной целью было сравнить большеберцовый шок между мужчинами и женщинами и определить, изменилась ли величина большеберцового шока между первой и последней неделями тренировки, когда участники считались «нетренированными» и «тренированными» соответственно. Была выдвинута гипотеза, что величина шока большеберцовой кости во время тренировки на упражнение будет больше, чем та, которая наблюдалась ранее во время сильнодействующих физических нагрузок, таких как бег.Основываясь на существующих результатах, ⁶ было также выдвинуто предположение, что участники-мужчины будут показывать более высокие значения, чем участники-женщины, и что значения будут больше во время тренировки на последней неделе по сравнению с первой неделей обучения.
МЕТОДЫ
Участников
Пять женщин (средний (SD), возраст 24 (5) лет, рост 1,68 (0,05) м, масса 66,4 (11,8) кг) и пять мужчин (средний (SD), возраст 20 (1) лет, рост 1.75 (0,07) м, масса 72,5 (6,9) кг) новобранцы Британской армии вызвались принять участие в этом исследовании. Все участники были набраны в течение недели 1 базовой подготовки британской армии в армейском учебном центре Пирбрайт. Мужчины и женщины входили в состав двух тренировочных отрядов для мужчин и женщин (группы примерно из 40 новобранцев), оба из которых приступили к тренировкам в один и тот же день. Перед предоставлением письменного информированного согласия каждому участнику были полностью объяснены процедуры исследования и риски в письменной и устной форме.Все участники прошли первоначальное медицинское обследование и, следовательно, были признаны годными к тренировкам по состоянию здоровья. В исследование были включены первые пять женщин и пять мужчин, которые ранее не сообщали о боли в голени или стрессовом переломе большеберцовой кости. Это исследование было одобрено Комитетом по этике исследований Министерства обороны (Ref: 753 / MODREC / 16) и было завершено в соответствии с Хельсинкской декларацией.
Процедуры
Сбор данных происходил во время тренировки на 1-й и 12-й неделях подготовки британской армии на первой фазе.Эти данные были собраны в рамках более крупного исследования, которое включало дополнительные физиологические измерения. Мужчины и женщины прошли строевую подготовку в отдельных отрядах, и занятия проводили разные инструкторы по строевой подготовке. Военнослужащие мужского и женского пола должны были выполнять одни и те же занятия в одни и те же дни на протяжении всего обучения, хотя иногда и в разное время дня. Все учебные занятия проходили по стандартной программе курса и проходили на тренировочной площади в Армейском учебном центре, Пирбрайт, и все участники были одеты в стандартную армейскую форму для тренировок и ботинки для тренировок, а также не были одеты и не имели никакого дополнительного военного снаряжения.
Данные акселерометра были собраны при частоте 1000 Гц с правой передне-медиальной и дистальной части голени участников во время тренировки. Акселерометры IMeasureU (9-Axis Inertial Measurement Unit, Окленд, Новая Зеландия) были расположены так, чтобы вертикальная ось была выровнена с длинной осью большеберцовой кости, ⁸, а нижняя часть датчика была примерно на 10 мм выше верхней медиальной части. лодыжка. Эти датчики (40 × 28 × 15 мм, 12 г) были максимально плотно закреплены с помощью липких лент, не вызывая дискомфорта у человека.³ Акселерометры были размещены, и запись началась до того, как участники пересекли лагерь (в составе отряда новобранцев), чтобы начать тренировку по тренировкам. Учебная сессия проводилась по графику обучения новобранцев и никоим образом не была адаптирована к процедурам сбора данных. Акселерометры были сняты с участников, когда каждый отряд вернулся в жилой блок в конце сеанса.
Анализ данных
Данные были проанализированы в Matlab R2016a (Mathworks, Натик, Массачусетс, США).Были получены осевые ускорения (вдоль длинной оси большеберцовой кости) и результирующие ускорения в трех направлениях (аксиальном, передне-заднем и медиально-боковом). Среднее значение в каждом направлении вычиталось из всех точек данных перед любыми анализами. ⁷ Величины большеберцового шока были представлены в единицах g, где 1 g = 9,81 мс ⁻². Акселерометры показывают максимальное значение 15 g в положительном направлении. Если значения превышали эти пики, данные экстраполировались для оценки истинного пика на основе наклона, определенного по четырем кадрам по обе стороны от обрезанного пика (рис.1). Пороговые значения 5 г, 10 г и 15 г были выбраны, чтобы приблизительно представить умеренный , высокий и очень высокий большеберцовый шок, соответственно. Эти пороговые значения основывались на типичных значениях акселерометрии, наблюдаемых во время ходьбы (3–4 г ¹) и бега (6–11 г ^2–4). Для информации записывалось количество пиков, превышающих каждый порог. Пиковое положительное ускорение (PPA) определялось как максимальное значение в положительном направлении во время активности.Сообщалось PPA для каждого участника, а также среднее значение десяти самых высоких пиков. Эта последняя переменная была названа средним PPA . PPA и средний PPA были получены для сравнения с существующей литературой, где данные были собраны во время дискретных перемещений в течение более коротких периодов времени, а не в полевых условиях. Также рассчитывалась скорость превышения каждого порога (пиков в минуту) и среднее значение пиков выше каждого порога.
РИСУНОК 1.
Пример превышения максимального порогового значения вертикальных ускорений. Тот же пример представлен более чем 200 кадрами (A) и 20 кадрами (B) для ясности. « x » указывает на экстраполированный пик.
РИСУНОК 1.
Пример вертикального ускорения, превышающего максимальный порог. Тот же пример представлен более чем 200 кадрами (A) и 20 кадрами (B) для ясности. « x » обозначает экстраполированный пик.
Акселерометры были настроены на сбор данных с момента их размещения и закрепления на участниках.Это означало, что до начала тренировок были периоды бездействия. Начальная точка для данных, подлежащих анализу, была определена как точка, когда совокупное численное интегрирование абсолютного значения осевых ускорений превысило 35 × 10 ⁶ мс ⁻². Это значение использовалось, чтобы указать, что ускорения были достаточно высокими, чтобы указывать на активность. Окончание активности определялось путем определения периодов бездействия. Для обнаружения «бездействия» сначала были идентифицированы моменты времени, когда абсолютные ускорения> 75 мс ⁻².Во-вторых, был идентифицирован первый момент времени, когда первая производная этой матрицы превысила 11,5 × 10 ⁵ мс ⁻², и это означало конец деятельности. Если такое бездействие не было обнаружено, использовался конец записи. Эти пороговые значения были основаны на визуальном анализе данных и документации событий бурения, зафиксированных при наблюдении во время первого сеанса. Эти временные точки использовались для количественной оценки продолжительности сеансов в описательных целях. При использовании этого подхода не было опасений по поводу потери соответствующих данных бурения из-за длительного времени записи каждого сеанса.
СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
Был проведен смешанный дисперсионный анализ, чтобы рассмотреть влияние пола и времени (неделя тренировок) на зависимые переменные акселерометрии. К ним относятся скорость и величина осевых ускорений, скорость и величина результирующих ускорений и PPA. Значение p <0,05 указывало на значительный основной эффект или эффект взаимодействия. Post hoc попарных сравнений с учетом альфа-коррекции Бонферрони использовались для определения того, где имели место значительные эффекты.Там, где имели место эффекты взаимодействия, было проведено t -тестов для выявления значительных различий со скорректированными по Бонферрони значениями альфа. Величины эффекта были получены с использованием шкалы Коэна d ¹⁸ и частичного квадрата эта ( η _p ²). Продолжительность каждого сеанса и количество превышений каждого порога указывались только в описательных целях.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Продолжительность тренировок варьировалась от 53 до 176 минут в рамках четырех занятий (Таблица I).Мужчины продемонстрировали значительное увеличение продолжительности между 1 и 12 неделями, тогда как у женщин продолжительность обоих сеансов была одинаковой. Высокие стандартные отклонения, наблюдаемые в продолжительности тренировки среди женщин на 1-й неделе, связаны с тем, что две женщины-участницы были отстранены от тренировок своими инструкторами примерно через 78 минут после начала сеанса для выполнения несвязанных задач. Средняя продолжительность тренировки на стреле для остальных трех самок составила 215 мин. Средние (SD) значения скорости и величины ускорений, а также основных эффектов и эффектов взаимодействия представлены в таблице II.
Таблица I.
Средние значения (SD) описательных переменных

Клей	T _г (° C)
Эпоксидные смолы
Упрочненная эпоксидная смола	50-150
Фенольная эпоксидная смола	200
Эпоксидная смола
Нитрилфенольный	120
Винилфенольный	70
Неопрен фенольный	70
Полиимид	340-430
Полиурет hanes	20-50
Анаэробика	120
Цианоакрилаты	80

.	Мужчины .		Женщины .
Переменная .	Неделя 1 .	неделя 12 .	Неделя 1 .	неделя 12 .
Продолжительность (мин)	53,0 (0,22)	176.3 (5,6)	160,2 (82,0)	148,5 (1,3)
Количество превышений каждого порогового значения в осевом направлении
Умеренное (> 5 г)	136 (28)	715 (277 )	250 (212)	310 (186)
Высокий (> 10 г)	47 (18)	248 (97)	68 (61)	77 (19)
Очень высокий (> 15 г)	26 (21)	115 (108)	36 (35)	6 (13)

.	Мужчины .		Женщины .
Переменная .	Неделя 1 .	неделя 12 .	Неделя 1 .	неделя 12 .
Продолжительность (мин)	53,0 (0,22)	176,3 (5,6)	160,2 (82,0)	148,5 (1,3)
Количество превышений каждого порога в осевом направлении					Умеренное (> 5 г)	136 (28)	715 (277)	250 (212)	310 (186)
Высокое (> 10 г)	47 (18)	248 (97)	68 (61)	77 (19)
Очень высокий (> 15 г)	26 (21)	115 (108)	36 (35)	6 (13)

Таблица I.
Средние значения (SD) для описательных переменных
. Мужчины . Женщины .
Переменная . Неделя 1 . неделя 12 . Неделя 1 . неделя 12 .
Продолжительность (мин) 53,0 (0,22) 176,3 (5.6) 160,2 (82,0) 148,5 (1,3)
Количество превышений каждого порога в осевом направлении
Умеренное (> 5 г) 136 (28) 715 (277) 250 (212) 310 (186)
Высокий (> 10 г) 47 (18) 248 (97) 68 (61) 77 (19)
Очень высокий (> 15 г) 26 (21) 115 (108) 36 (35) 6 (13)
. Мужчины . Женщины .
Переменная . Неделя 1 . неделя 12 . Неделя 1 . неделя 12 .
Продолжительность (мин) 53,0 (0,22) 176,3 (5,6) 160,2 (82,0) 148,5 (1,3)
Количество превышений каждого порога в осевом направлении Умеренное (> 5 г) 136 (28) 715 (277) 250 (212) 310 (186)
Высокое (> 10 г) 47 (18) 248 (97) 68 (61) 77 (19)
Очень высокий (> 15 г) 26 (21) 115 (108) 36 (35) 6 (13)
Таблица II.
Средние значения (SD) для каждой переменной по полу и времени (неделя обучения)
0,0935 0,04 (0,0935 0,04) ) (0,61) 2,6835 19,9235 6,81 (1,208) Взаимодействие (1.8835) 16,52 (1,91) (1.8835) 19,21 (1,8835) )
. Мужчины . Женщины . Основные эффекты .
Неделя 1 . неделя 12 . Неделя 1 . неделя 12 .
Среднее (СО) .
Осевые ускорения
Скорость превышения каждого порога (пиков в минуту)
Умеренная (> 5 г) 2.55 (0,51) 4,06 (1,55) 1,57 (0,90) 2,09 (1,25) Пол
Высокий (> 10 г) 0,88 (0,33) 1,39 (0,52) 0,41 (0,28) 0,52 (0,13) Пол
Очень высокий (> 15 г) 0,48 (0,39) 0,64 (0,60) 0,21 (0,15) Пол
Величина выше каждого порога (г)
Умеренная (> 5 г) 9.49 (1,47) 9,50 (1,68) 8,57 (1,37) 8,81 (1,31) –
Высокое (> 10 г) 14,62 (0,64) 14,70 (0,51) 14,25 14,54 (0,59) –
Результирующее ускорение
Скорость превышения каждого порога (пиков в минуту)
Умеренная (> 5 г) 28.66 (10,50) 18,35 (7,23) 34,39 (10,02) Время
Высокое (> 10 г) 4,62 (2,15) 7,71 (2,59)
9,35 (3,68) Время
Очень высокий (> 15 г) 2,28 (0,88) 3,70 (0,90) * 3,48 (2,31)
Величина выше каждого порога (г)
Умеренная (> 5 г) 8.89 (0,89) 9,51 (1,04) 9,72 (1,21) 8,62 (0,66) Взаимодействие
Высокое (> 10 г) 16,52 (1,91) 15,02 (1,01) 14,19 (0,78) Пол
Очень высокий (> 15 г) 20,64 (1,34) 20,79 (0,81) 18,24 (1,18) 18,64 (1,34) ) Пол
PPA (г)
PPA 19.32 (2,01) 21,35 (2,73) 20,16 (2,07) 22,41 (1,86) Время
Среднее PPA 17,19 (1,12) 19,21 (1,8835) 18,43 (1,40) Время
выше каждый порог (г) (0,61) 2,6835 19,9235 6,81 (1,208) Взаимодействие (1.8835) 16,52 (1,91) (1.8835) 19,21 (1,8835) )
. Мужчины . Женщины . Основные эффекты .
Неделя 1 . неделя 12 . Неделя 1 . неделя 12 .
Среднее (СО) .
Осевые ускорения
Скорость превышения каждого порога (пиков в минуту)
Умеренная (> 5 г) 2,55 (0,51) 4,06 (1,55) 1 57 (0,90) 2,09 (1,25) Пол
Высокий (> 10 г) 0,88 (0,33) 1,39 (0,52) 0,41 (0,28) 0,52 (0,13) Пол
Очень высокий (> 15 г) 0,48 (0,39) 0,64 (0,60) 0,21 (0,15) 0,04 (0,09) Пол
Умеренный (> 5 г) 9.49 (1,47) 9,50 (1,68) 8,57 (1,37) 8,81 (1,31) –
Высокое (> 10 г) 14,62 (0,64) 14,70 (0,51) 14,25 14,54 (0,59) –
Результирующее ускорение
Скорость превышения каждого порога (пиков в минуту)
Умеренная (> 5 г) 28.66 (10,50) 18,35 (7,23) 34,39 (10,02) Время
Высокое (> 10 г) 4,62 (2,15) 7,71 (2,59)
9,35 (3,68) Время
Очень высокий (> 15 г) 2,28 (0,88) 3,70 (0,90) * 3,48 (2,31)
Величина выше каждого порога (г)
Умеренная (> 5 г) 8.89 (0,89) 9,51 (1,04) 9,72 (1,21) 8,62 (0,66) Взаимодействие
Высокое (> 10 г) 16,52 (1,91) 15,02 (1,01) 14,19 (0,78) Пол
Очень высокий (> 15 г) 20,64 (1,34) 20,79 (0,81) 18,24 (1,18) 18,64 (1,34) ) Пол
PPA (г)
PPA 19.32 (2,01) 21,35 (2,73) 20,16 (2,07) 22,41 (1,86) Время
Среднее PPA 17,19 (1,12) 19,21 (1,8835) 18,43 (1,40) Время
Таблица II.
Средние значения (SD) для каждой переменной по полу и времени (неделя обучения)
0,0935 0,04 (0,0935 0,04) ) (0,61) 2,6835 19,9235 6,81 (1,208) Взаимодействие (1.8835) 16,52 (1,91) (1.8835) 19,21 (1,8835) )
. Мужчины . Женщины . Основные эффекты .
Неделя 1 . неделя 12 . Неделя 1 . неделя 12 .
Среднее (СО) .
Осевые ускорения
Скорость превышения каждого порога (пиков в минуту)
Умеренная (> 5 г) 2.55 (0,51) 4,06 (1,55) 1,57 (0,90) 2,09 (1,25) Пол
Высокий (> 10 г) 0,88 (0,33) 1,39 (0,52) 0,41 (0,28) 0,52 (0,13) Пол
Очень высокий (> 15 г) 0,48 (0,39) 0,64 (0,60) 0,21 (0,15) Пол
Величина выше каждого порога (г)
Умеренная (> 5 г) 9.49 (1,47) 9,50 (1,68) 8,57 (1,37) 8,81 (1,31) –
Высокое (> 10 г) 14,62 (0,64) 14,70 (0,51) 14,25 14,54 (0,59) –
Результирующее ускорение
Скорость превышения каждого порога (пиков в минуту)
Умеренная (> 5 г) 28.66 (10,50) 18,35 (7,23) 34,39 (10,02) Время
Высокое (> 10 г) 4,62 (2,15) 7,71 (2,59)
9,35 (3,68) Время
Очень высокий (> 15 г) 2,28 (0,88) 3,70 (0,90) * 3,48 (2,31)
Величина выше каждого порога (г)
Умеренная (> 5 г) 8.89 (0,89) 9,51 (1,04) 9,72 (1,21) 8,62 (0,66) Взаимодействие
Высокое (> 10 г) 16,52 (1,91) 15,02 (1,01) 14,19 (0,78) Пол
Очень высокий (> 15 г) 20,64 (1,34) 20,79 (0,81) 18,24 (1,18) 18,64 (1,34) ) Пол
PPA (г)
PPA 19.32 (2,01) 21,35 (2,73) 20,16 (2,07) 22,41 (1,86) Время
Среднее PPA 17,19 (1,12) 19,21 (1,8835) 18,43 (1,40) Время
выше каждый порог (г) (0,61) 2,6835 19,9235 6,81 (1,208) Взаимодействие (1.8835) 16,52 (1,91) (1.8835) 19,21 (1,8835) )
. Мужчины . Женщины . Основные эффекты .
Неделя 1 . неделя 12 . Неделя 1 . неделя 12 .
Среднее (СО) .
Осевые ускорения
Скорость превышения каждого порога (пиков в минуту)
Умеренная (> 5 г) 2,55 (0,51) 4,06 (1,55) 1 57 (0,90) 2,09 (1,25) Пол
Высокий (> 10 г) 0,88 (0,33) 1,39 (0,52) 0,41 (0,28) 0,52 (0,13) Пол
Очень высокий (> 15 г) 0,48 (0,39) 0,64 (0,60) 0,21 (0,15) 0,04 (0,09) Пол
Умеренный (> 5 г) 9.49 (1,47) 9,50 (1,68) 8,57 (1,37) 8,81 (1,31) –
Высокое (> 10 г) 14,62 (0,64) 14,70 (0,51) 14,25 14,54 (0,59) –
Результирующее ускорение
Скорость превышения каждого порога (пиков в минуту)
Умеренная (> 5 г) 28.66 (10,50) 18,35 (7,23) 34,39 (10,02) Время
Высокое (> 10 г) 4,62 (2,15) 7,71 (2,59)
9,35 (3,68) Время
Очень высокий (> 15 г) 2,28 (0,88) 3,70 (0,90) * 3,48 (2,31)
Величина выше каждого порога (г)
Умеренная (> 5 г) 8.89 (0,89) 9,51 (1,04) 9,72 (1,21) 8,62 (0,66) Взаимодействие
Высокое (> 10 г) 16,52 (1,91) 15,02 (1,01) 14,19 (0,78) Пол
Очень высокий (> 15 г) 20,64 (1,34) 20,79 (0,81) 18,24 (1,18) 18,64 (1,34) ) Пол
PPA (г)
PPA 19.32 (2,01) 21,35 (2,73) 20,16 (2,07) 22,41 (1,86) Время
Среднее PPA 17,19 (1,12) 19,21 (1,8835) 18,43 (1,40) Время
Осевое ускорение
Было главное влияние секса на скорость превышения каждого порога ( умеренное : F _(1,8) = 11.368, p = 0,010, η _p ² = 0,587; высокий : F _(1,8) = 28,304, p = 0,001, η _p ² = 0,780; очень высокий : F _(1,8) = 6,161, p = 0,038, η _p ² = 0,435). Мужчины превышали каждый порог в 1,8, 2,4 и 4,5 раза, женщины – умеренных , высоких и очень высоких порогов соответственно.Не было основных или взаимодействующих эффектов для величин большеберцового толчка в осевом направлении ни на одном из порогов.
Результирующее ускорение
Было главное влияние времени на скорость, с которой результирующие ускорения превышали умеренных и высоких порогов ( F _(1,8) = 19,946, p = 0,002, η _p ² = 0,714; F _(1,8) = 30.719, p = 0,001, η _p ² = 0,793 соответственно). Показатели были выше на 12 неделе, чем на 1 неделе, на 65% и 49% для пороговых значений , умеренного и , высокого соответственно. Возникло влияние взаимодействия на скорость превышения очень высокого порога ( F _(1,8) = 8,386, p = 0,020, η _p ² = 0,512) , причем мужчины со временем увеличиваются ( p = 0.023, d = 1,59), и женщины, не показавшие изменений ( p = 0,341, d = 0,34). Основное влияние секса на величину большеберцового шока выше ( F _(1,8) = 5,708, p = 0,044, η _p ² = 0,416, Рис.2) и очень высокий порогов ( F _(1,8) = 16,769, p = 0,003, η _p ² = 0,677, рис.2). Величины были на 13% выше у мужчин, чем у женщин при высоком пороге , и на 12% выше при очень высоком пороге . Было влияние взаимодействия на величину выше умеренного порога ( F _(1,8) = 8,659, p = 0,019, η _p ² = 0,520), хотя post Тесты hoc показали, что значение существенно не изменилось с течением времени ни для мужчин, ни для женщин ( p > 0.05).
РИСУНОК 2.
Величина результирующих ускорений выше верхнего и очень высокого порогового значения . Планки погрешностей представляют собой стандартные ошибки, * p <0,05; ** p <0,01.
РИСУНОК 2.
Величина результирующих ускорений выше верхнего и очень высокого порогового значения . Планки погрешностей представляют собой стандартные ошибки, * p <0,05; ** p <0,01.
Пиковое положительное ускорение
PPA и средний PPA из данных, собранных во время всех четырех сеансов, превысили порог устройства в 16 g. При использовании экстраполированных оценок PPA наблюдалось основное влияние времени на оба PPA ( F _(1,8) = 6,389, p = 0,035, η _p ² = 0,444) и средний PPA ( F _(1,8) = 6,666, p = 0,033, η _p ² = 0.455) с увеличением на 11% и 9% на 12 неделе по сравнению с 1 неделей соответственно. Не было ни основного эффекта для секса, ни эффекта взаимодействия.
ОБСУЖДЕНИЕ
Это было первое исследование по количественной оценке большеберцового шока во время военных тренировок в полевых условиях с использованием закрепленного на хвостовике большеберцового акселерометра. Наблюдались повторяющиеся удары при больших величинах толчка в большеберцовой кости. Значения PPA во время тренировки были выше, чем те, которые наблюдались ранее во время бега, что подтверждает гипотезы и предыдущие результаты.Важно отметить, что величины PPA были оценены с использованием экстраполированных значений, что означает, что их точность неизвестна. Однако эти значения были более 16 г, что более чем в два раза выше значений, обычно наблюдаемых во время бега, ^2–4 и более чем на 23% выше, чем значения, сообщаемые при приземлении на одну ногу (~ 13 г ⁵). Это было ожидаемо из-за характера армейской тренировки стопы, которая включает в себя преувеличенное топание стопой. ⁶ Более высокие ускорения связаны с более высокими скоростями нагружения, ^8,9, и обе эти переменные связаны с возникновением трещин под напряжением в бегунах.^7,10 Единичное воздействие этих высоких величин вряд ли приведет к повреждению кости, поскольку они будут ниже порога разрушения кости, ^19,20, но повторное воздействие таких величин может способствовать высокой распространенности стрессовых переломов у призывников. Травма не была критерием исхода в этом исследовании, и требуется дальнейшее изучение любых потенциальных связей с травмой.
Влияние пола
Умеренный порог в осевом направлении использовался для определения ударов, которые были аналогичны по величине ударам, которые регулярно превышаются во время бега.Количество пиков во время сеанса, которые превысили этот порог, составило в среднем 353, что эквивалентно ожидаемым воздействиям во время бега на 1,9 км, согласно оценкам из данных, представленных Mercer et al. ²¹ Тем не менее, во время тренировочной деятельности будут применяться другие механизмы демпфирования, чем во время бега, что может изменить риск травмы. Дальнейшее изучение этого вопроса дало бы ценную информацию. Очень высокий порог был превышен 46 раз на одного участника, в среднем за сеанс учений.В течение 12-й недели тренировки участники-мужчины превышали этот порог в среднем в 115 раз по сравнению с участниками-женщинами всего в 6 раз. Более высокая частота воздействий выше каждого порога у мужчин по сравнению с женщинами, вероятно, была связана с различием в обучении, а не с различием полов как таковым. Мужчины и женщины прошли обучение по отдельности, и занятия проводились разными инструкторами по тренировкам, что является ограничением при сравнении полов и затрудняет интерпретацию балла пиков.Не было разницы между мужчинами и женщинами в величине ускорений большеберцовой кости в осевом направлении, в отличие от гипотезы. Однако результирующее ускорение может быть более важным, чем осевое ускорение, для понимания общих требований этой деятельности и может предоставить больше информации относительно любых различий в технике, применяемой каждым полом.
Величина результирующего ускорения по определению больше, чем осевое ускорение, и является показателем общего ускорения хвостовика.Сообщалось о результирующем ускорении 7,5 g и 10,6 g во время работы при 3,5 мс ^-1 и 4,7 мс ^-1 соответственно. ¹ Результирующие ускорения, превышающие верхний порог (10 g), можно рассматривать как аналогичные по величине ускорения, возникающие при быстром беге. Величина пиков выше пороговых значений высокий и очень высокий была больше среди мужчин, чем среди женщин, что подтверждает гипотезу и предыдущие выводы.⁶ Однако это открытие не объясняет, почему женщины чаще страдают стрессовыми переломами, чем мужчины, среди военнослужащих, ^22,23 и страдают от более серьезных стрессовых переломов большеберцовой кости, чем мужчины. ²⁴ Вероятно, это связано с различиями в геометрии и прочности костей у мужчин и женщин. Мужчины имеют больший размер и прочность костей, чем женщины, ^25–27, поэтому большие размеры большеберцового шока, наблюдаемые как у мужчин, так и у женщин во время тренировок, вероятно, лучше переносятся мужчинами.С другой стороны, это открытие может свидетельствовать о том, что большеберцовый шок во время военных тренировок не влияет на риск стрессового перелома. Не было различий между мужчинами и женщинами по величине осевого шока большеберцовой кости , но величины были больше у мужчин, чем у женщин в результате шока большеберцовой кости , что свидетельствует о том, что мужчины и женщины применяют разные техники во время упражнений, что, вероятно, вызывает различия. в среде нагружения сдвигом. Кортикальная кость является наиболее слабой при сдвигающей нагрузке, ²⁸, поэтому последствия этого могут быть важны в контексте повреждения скелета.На различия в среде загрузки могут влиять анатомические и антропометрические различия или разница в технике, например, из-за большей длины шага.
Влияние времени (неделя обучения)
Более высокие значения PPA наблюдались во время тренировки в последнюю неделю тренировки по сравнению с первой, независимо от влияния пола. Это подтверждало гипотезы и предыдущие результаты ⁶ и предполагает, что по мере того, как участники стали больше практиковаться в этом упражнении, они, возможно, приняли метод, который приводил к большему большеберцательному шоку.Причина этого неясна, поскольку можно было ожидать, что более опытный рекрут сможет лучше уменьшить большеберцовый шок. Результаты могут отражать более сложные тренировки на последней неделе программы по сравнению с первой. В качестве альтернативы, более сильный большеберцовый шок на более поздней фазе тренировки может быть результатом кумулятивного утомляющего эффекта программы тренировки, подтверждающего предыдущие наблюдения увеличения большеберцового шока при беге в утомленном состоянии по сравнению с неутомленным.⁴ Тем не менее, более высокий большеберцовый шок, вероятно, нежелателен с точки зрения риска травмы, ^7,10 и рекомендуется более тщательное исследование факторов, способствующих сильному большеберцовому шоку во время тренировки упражнений.
Результирующие ускорения, превышающие пороговые значения высокий и умеренный , во время тренировки на 12 неделе превышались чаще, чем на неделе 1, и это не зависело от влияния пола. Это указывает на то, что тренировки становятся более требовательными на протяжении всей программы как для мужчин, так и для женщин, как и следовало ожидать.При дальнейшем развитии программ военной подготовки следует учитывать требовательный характер военной подготовки.
Непривычная активность
Участники настоящего исследования не привыкли выполнять упражнения в начале тренировки, что означает, что тренировка, вероятно, привела бы к ремоделированию кости. ²⁹ Возможно, что высокий большеберцовый шок, описанный в настоящем исследовании, может способствовать этим ранним структурным адаптациям большеберцовой кости в ответ на короткие периоды военной подготовки (Izard et al. ²⁹).Однако для того, чтобы произошло благоприятное ремоделирование, требуется достаточно времени, чтобы адаптироваться к этой высокой нагрузке. Процесс ремоделирования кости занимает в общей сложности примерно 13 недель, ³⁰, при этом кость наиболее ослаблена и подвержена дальнейшему повреждению через 2–4 недели после стимуляции, ³¹ из-за повышенного микроповреждения. Следовательно, повторное воздействие этих сильных толчков большеберцовой кости при недостаточном восстановлении может увеличить риск стрессового перелома, и необходимы дальнейшие исследования, чтобы лучше понять эту взаимосвязь.
ОГРАНИЧЕНИЯ
Это исследование обеспечивает полезную количественную оценку большеберцового шока во время военных тренировок, при этом акселерометр на хвостовике является наиболее подходящим инструментом для неинвазивной оценки большеберцового шока в этой сложной среде. Однако важно учитывать, что это не дает прямого измерения нагрузки на большеберцовую кость или деформации костей. Кроме того, пики, превышающие 15 г, были идентифицированы путем экстраполяции, и поэтому их следует рассматривать только как приблизительные величины пикового тибиального шока.Тем не менее, эти устройства были способны предоставить полезные индикаторы различий между мужчинами и женщинами, а также различий в программе тренировок, но абсолютная величина значений PPA не должна считаться точной. Для подтверждения этих первоначальных результатов необходимы дальнейшие исследования, которые оценивают величину большеберцового шока с использованием акселерометров с более высоким верхним пределом. В этом исследовании также сравнивали большеберцовый шок у мужчин и женщин. Мужчины и женщины тренируются в разнополых взводах во время базовой подготовки британской армии, и поэтому любые различия в большеберцовых шоках могут быть результатом полученного ими раздельного обучения, а не половыми различиями.Однако это, скорее всего, повлияет на показатель на пиков выше каждого порога, а не на звездной величины . Разница в продолжительности тренировок между мужчинами и женщинами на 1-й неделе (Таблица I) является примером возможных различий в реализации программы тренировок. Более продолжительная тренировка упражнений, которую проводят женщины, чем мужчины на первой неделе, могла привести к более высокому уровню утомляемости, а это, в свою очередь, могло повлиять на величину большеберцового шока.Более продолжительный сеанс не обязательно свидетельствует о более интенсивном или требовательном сеансе. Дальнейшие исследования должны определить, наблюдаются ли различия в величине между полами, когда мужчины и женщины одновременно проходят тренировки, с использованием более широкой выборки участников.
ВЫВОДЫ
Тренировочные упражнения
Британской армии вызывают чрезвычайно высокие показатели ударной нагрузки большеберцовой кости, превышающие те, которые наблюдаются при физических нагрузках с высокой ударной нагрузкой, таких как бег и прыжки.Это может способствовать высокому уровню травм нижних конечностей у новобранцев и, в частности, высокому риску переломов при напряжении. Мужчины испытали больший тибиальный шок, чем женщины, во время тренировки, и максимальный шок увеличился с первой до последней недели начальной подготовки британской армии.
Финансирование
Исследование спонсировалось Управлением по вербовке и обучению в штаб-квартире армии Великобритании.
Список литературы
1
Лафортюн
MA
:
Трехмерное ускорение голени при ходьбе и беге
.
J Biomech
1991
;
24
(
10
):
877
–
86
,2
Чу
JJ
,
Caldwell
GE
: жесткость
и демпфирующий отклик, связанный с затуханием ударов при спуске
.
J Appl Biomech
2004
;
20
(
3
):
291
–
308
..3
Деррик
TR
,
Hamill
J
,
Caldwell
GE
:
Поглощение энергии ударов при беге с разной длиной шага
.
Med Sci Sports Exerc
1998
;
30
(
1
):
128
–
35
,4
Мизрахи
Дж
,
Вербицкий
O
,
Исаков
E
,
Daily
D
:
Влияние усталости на кинематику ног и ударное ускорение при беге на длинные дистанции
.
Hum Mov Sci
2000
;
19
(
2
):
139
–
51
. .5
Ковентри
E
,
O’Connor
KM
,
Hart
BA
,
Earl
JE
,
Ebersole
KT
:
Влияние усталости нижних конечностей на ослабление удара ногой при приземлении
.
Clin Biomech
2006
;
21
(
10
):
1090
–
7
. .6
Карден
PPJ
,
Izard
RM
,
Greeves
JP
,
Lake
JP
,
Myers
SD
:
Силовые и ускоряющие характеристики военного упражнения на ногу: влияние на риск травм у новобранцев
.
BMJ Open Sport Exerc Med
2015
;
1
(
1
):
bmjsem-2015-000025
. .7
Милнер
CE
,
Ferber
R
,
Pollard
CD
,
Hamill
J
,
Davis
IS
:
Биомеханические факторы, связанные с стрессовым переломом большеберцовой кости у бегунов женского пола
.
Медико-спортивные упражнения
2006
;
38
(
2
):
323
–
8
. .8
Рудер
MC
,
Атиметин
P
,
Jamison
ST
,
Davis
IS
. Влияние обуви с высокой амортизацией на ускорение большеберцовой кости у бегунов. В: Ежегодное собрание Американского общества биомехаников [Интернет].Колумбус, Огайо, 2015.
9
Хенниг
EM
,
Lafortune
MA
:
Взаимосвязь между силой реакции опоры и параметрами ускорения большеберцовой кости
.
Int J Sport Biomech
1991
;
7
(
3
):
303
–
309
.10
Задпур
AA
,
Никоян
AA
:
Взаимосвязь между стрессовыми переломами нижних конечностей и силой реакции опоры: систематический обзор
.
Clin Biomech
2011
;
26
(
1
):
23
–
8
. .11
Алмейда
SA
,
Williams
KM
,
Shaffer
RA
,
Brodine
SK
:
Эпидемиологические особенности опорно-двигательного аппарата и физическая подготовка
.
Med Sci Sports Exerc
1999
;
31
(
8
):
1176
–
82
.12
Джонс
BH
,
Bovee
MW
,
Harris
JM
,
Cowan
DN
:
Внутренние факторы риска травм, связанных с физической нагрузкой, среди солдат-стажеров мужского и женского пола
.
Am J Sports Med
1993
;
21
(
5
):
705
–
10
,13
WGCC
:
Промежуточный отчет о рисках для здоровья женщин, участвующих в боевых действиях на земле
.
Хэмпшир
,
Укомплектование личным составом (армия)
,
2016
,14
Дерево
AM
,
Hales
R
,
Keenan
A
и др. :
Частота и время возвращения к тренировкам при стрессовых переломах во время базовой военной подготовки
.
J Sports Med
2014
;
2014
:
e282980
..15
Муннох
К
:
Психологическое влияние физических травм на выздоровление при обучении новобранцев Королевской морской пехоты
.
Саутгемптон
,
Саутгемптонский университет
,
2008
.16
Рейс
JP
,
Trone
DW
,
Macera
CA
,
Rauh
MJ
:
Факторы, связанные с разрядом во время базовой подготовки морской пехоты
.
Mil Med
2007
;
172
(
9
):
936
–
41
,17
Бартлетт
R
: Другие методики анализа спортивных движений. В:
Введение в спортивную биомеханику
, стр.
254
–
81
. Оксон, Великобритания:
Тейлор и Фрэнсис
,
1997
,18
Коэн
Дж
: Дисперсионный анализ.В:
Статистический анализ мощности для поведенческих наук
, 2-е издание, стр.
148
–
50
.
Нью-Джерси, США Lawrence Erlbaum Associates
,
1988
,19
Шаффлер
МБ
,
Jepsen
KJ
:
Усталость и восстановление кости
.
Int J Fatigue
2000
;
22
(
10
):
839
–
46
..20
Шаффлер
МБ
,
Радин
EL
,
Заусенец
DB
:
Механические и морфологические эффекты скорости деформации на усталость компактной кости
.
Кость
1989
;
10
(
3
):
207
–
14
,21
Мерсер
JA
,
Devita
P
,
Derrick
TR
,
Bates
BT
:
Индивидуальное влияние длины и частоты шага на ослабление ударов во время бега
.
Медико-спортивные упражнения
2003
;
35
(
2
):
307
–
13
. .22
Камень
IMM
:
Травмы среди женщин-призывников: конфликт законодательства
.
J R Soc Med
2002
;
95
(
1
):
23
–
7
,23
Венц
л
,
Liu
P-Y
,
Haymes
E
,
Ilich
JZ
:
У женщин больше случаев стрессовых переломов, чем у мужчин, как у военных, так и у спортсменов: системный обзор
.
Mil Med
2011
;
176
(
4
):
420
–
30
,24
Gam
А
,
Goldstein
L
,
Karmon
Y
и др. :
Сравнение стрессовых переломов у новобранцев мужского и женского пола во время базовой подготовки в израильских войсках ПВО
.
Mil Med
2005
;
170
(
8
):
710
–
2
.25
Эванс
RK
,
Negus
C
,
Antczak
AJ
,
Yanovich
R
,
Israel
E
,
Moran
DS
:
Сила костей вне новых различий в параметрах пола новобранцев. плотность костей
.
Медико-спортивные упражнения
2008
;
40
(
11 Доп.
):
S645
–
53
..26
Негус
СН
,
Izard
RM
,
Greeves
JP
,
Fraser
WD
. 14-недельная начальная военная подготовка привела к дистальной трабекуляризации и утолщению диафизарной коры голени у мужчин и женщин. Ежегодное собрание Американского общества исследований костей и минералов, Сан-Диего, США, 2011 г.
27
Ньевес
JW
,
Formica
C
,
Ruffing
J
и др.:
У самцов размер скелета и костной массы больше, чем у самок, несмотря на сопоставимый размер тела
.
J Bone Miner Res
2005
;
20
(
3
):
529
–
35
. .28
Тернер
СН
,
Wang
T
,
Burr
DB
:
Прочность на сдвиг и усталостные свойства кортикальной кости человека, определенные на основе испытаний на чистый сдвиг
.
Calcif Tissue Int
2001
;
69
(
6
):
373
–
8
,29
Изард
RM
,
Fraser
WD
,
Negus
C
,
Продажа
C
,
Greeves
JP
:
Повышенная плотность и периостальное расширение большеберцовой кости у молодых взрослых мужчин после краткосрочных тренировок
.
Кость
2016
;
88
:
13
–
9
. .30
Ли
GP
,
Zhang
SD
,
Chen
G
,
Chen
H
,
Wang
AM
:
Радиографические и гистологические анализы стрессовых переломов большеберцовой кости кролика
.
Am J Sports Med
1985
;
13
(
5
):
285
–
94
.31
Шаффлер
МБ
,
Jepsen
KJ
:
Усталость и восстановление кости
.
Int J Fatigue
2000
;
22
(
10
):
839
–
46
. .
© Ассоциация военных хирургов США, 2018. Все права защищены. Для получения разрешений, пожалуйста, пишите на электронную почту: журналы[email protected].
Симптомы и последствия стресса: полезное руководство
Стресс стимулирует аппетит, увеличивает абдоминальный жир, увеличивает риск заболеваний и даже может сыграть роль в наших интимных отношениях.
Список можно продолжать, но что такое стресс и как он связан со всеми этими последствиями? Это руководство даст вам полное представление о многих аспектах стресса.
Определение напряжения
Вред и польза стресса
Как ментальное восприятие влияет на факторы стресса
Стресс у мужчин и женщин
Метаболизм
Кортизол – его польза и вред
Методы управления стрессом
Прокрутите вниз, чтобы начать!
Вы можете узнать больше о стрессе и о том, как он соотносится с упражнениями, в программе NASM-CPT.Также прочтите этот блог о физических упражнениях как средствах снятия стресса, чтобы получить отличный дополнительный материал.
А пока читайте дальше!
Что такое стресс?
Стресс можно определить как неспецифический ответ на любой стимул, который преодолевает или угрожает преодолеть способность организма поддерживать гомеостаз (состояние равновесия внутренних биологических механизмов организма) (1). Другими словами, когда тело подвергается воздействию стрессора или ожидает его, оно запускает механизм реакции, помогающий восстановить состояние равновесия.
Тем не менее, важно помнить, что этот биологический ответ по существу одинаков, независимо от типа стресса, который мы налагаем на себя, и отличается только величиной необходимой реакции.
Нарушение механизма реакции на стресс
Наш механизм реакции на стресс разработан, чтобы реагировать на острые физиологические стрессы – стрессы, вызывающие стресс в нашем теле только на короткие периоды времени (например, бегство от саблезубого тигра), на которые мы отвечаем физической работой.
Мы часто называем этот механизм нашей реакцией «бей или беги» . Мы либо противостоим стрессору, либо удаляемся от него (1). Стресс непродолжителен и дает организму достаточно времени, чтобы оправиться от стрессовой реакции.
После того, как мы удалим фактор стресса, тело теоретически стремится вернуться в состояние спокойствия, чтобы восстановить исходный уровень или гомеостаз, или, возможно, пройти адаптацию, чтобы лучше переносить будущее воздействие того же фактора стресса. Эта фаза восстановления обеспечивает достаточное время для каждой системы (например,g., иммунная система) для завершения любого необходимого восстановления, пополнения, восстановления или адаптации, что показано ниже.
Психическое восприятие и стресс
Вреден ли стресс для организма? Следует ли этого избегать, управлять и сокращать – или это следует принять и использовать на благо тела?
Хотя окончательного ответа не существует, появляются все новые свидетельства того, что, хотя проявление стресса в основном физиологическое, может быть умственное восприятие или интерпретация стресса, которые в конечном итоге определяют, является ли стресс полезным или вредным.
В исследовании, проведенном Келлером и его коллегами, было отслежено 30 000 человек, чтобы определить их восприятие стресса и его влияние на смертность (Keller, et al., 2012).
Как и ожидалось, люди, сообщающие о низком уровне стресса, испытали самый низкий уровень смертности. Напротив, те, кто испытывал высокий уровень стресса, демонстрировали самый высокий риск смерти, но интересное открытие заключалось в восприятии того, как стресс влияет на организм.
Те, кто идентифицировал высокий уровень стресса, но также считал, что стресс не причиняет вреда организму, продемонстрировали такие же показатели смертности, как и те, кто испытывал низкий уровень стресса.Хотя это исследование подверглось некоторой тщательной проверке, оно проложило путь для других исследований, в которых изучалась та же концепция психического восприятия как ключевой индикатор воздействия стресса.
Два механизма реакции на стресс
Чтобы лучше понять эту разницу, может быть полезно сначала рассмотреть ключевые механизмы реакции на стресс. Наша биологическая реакция на стресс была разработана для выживания и регулируется как нервной, , так и эндокринной (гормональной) системами.
Нервная система – быстродействующая, но недолговечная коммуникационная система , которая функционирует путем передачи нервных импульсов – она очень быстро реагирует на раздражители, но ее эффекты длятся недолго (например,g., внезапное кратковременное учащение пульса при испуге).
Эндокринная система – это медленнее действующая, но более долговечная коммуникационная система, которая функционирует за счет гормонального воздействия – она активируется медленнее (иногда из-за нервной активности), и ее эффекты могут длиться дольше (например, устойчивое повышение частоты сердечных сокращений). во время 60-минутного бега).
Реакции на стресс и их физиологическое влияние
Основные факторы стресса наших предков включали борьбу за выживание или до смерти против хищника или агрессора, и природа стресса была интенсивной, острой физиологической реакцией (рис. 1).
Однако после этой короткой, но стрессовой встречи последовало полное выздоровление, чтобы вернуться к исходному уровню (состояние спокойствия – парасимпатический синдром или преобладание ПНС).
Это дало каждой физиологической системе (например, иммунной системе) время для восстановления и регенерации после борьбы за поддержание гомеостаза.
В отличие от , сегодняшний стресс обычно включает в себя устойчивые психологические стрессоры меньшей интенсивности, которые иногда никогда не проходят, а накапливаются (рис. 2).
Например, вы можете проспать будильник и проснуться в панике поздно для встречи, пропустить завтрак, задержаться из-за медленной поездки на работу, опоздать на презентацию, получить выговор от начальника и, наконец, дойти до вашего офиса. после чего вам звонят, что ваш ребенок болен и его нужно забрать из школы – звучит знакомо?
Эти устойчивые факторы стресса, хотя и меньше по размеру, накапливают и лишают организм времени, необходимого для восстановления, восстановления и пополнения.

Тем не менее, в любой ситуации (предки против сегодняшнего дня) тело активирует стрессовую реакцию одинаковым образом, хотя и с разной интенсивностью. И хотя мы знакомы со многими реакциями (например, учащение пульса и артериального давления, мобилизация накопленных жиров, повышенное потоотделение), мы можем не знать других, которые заслуживают внимания (таблица 1).
Например, повышенный уровень адреналина усиливает свертываемость крови за счет увеличения адгезии тромбоцитов (5).По замыслу, это может быть необходимо, чтобы предотвратить кровотечение до смерти во время борьбы за выживание, но подумайте об этом устойчивом влиянии на здоровье сердечно-сосудистой системы.
Вы когда-нибудь задумывались, почему у вас пересыхает во рту, когда вы нервничаете, почему собака мочится, когда напугана, или почему вам нужно бежать в ванную перед большой гонкой?
Рассмотрим нашу потребность в выживании – во время реакции на стресс определенные системы требуют дополнительных ресурсов, по сути заимствуя их у других систем, которые считаются ненужными во время реакции «бей или беги» (например,г., размножение, рост, содержание).
Другими словами, некоторые системы автоматически отключаются, чтобы обеспечить необходимые ресурсы и энергию для критических систем и мест, чтобы облегчить выживание (например, мышцы, кожа для терморегуляции). Примером этого является высвобождение слюны и пищеварительных ферментов во рту, желудке и верхних отделах желудочно-кишечного тракта для облегчения жевания, пищеварения и прекращения всасывания.
Напротив, сократительная способность нижних отделов желудочно-кишечного тракта и гладких мышц мочевого пузыря активируется, чтобы вывести ненужную мочу и фекалии, которые могут замедлить вас в случае, если вам нужно бежать, чтобы выжить.Мы перечисляем многие из этих распределений или ресурсов в таблице ниже.
Таблица 1: Влияние стрессовой реакции на физиологические системы
Активированных событий
События запрещены
Повышенная сердечно-легочная реакция
Повышенное расширение сосуда в нужном месте
Повышенная мобилизация топлива
Повышенная свертываемость крови
Повышенная сократимость толстой кишки
Повышение сократимости мочевого пузыря
Повышение иммунной функции – кратковременное
Повышенное потоотделение
Снижение секреции слюнных и пищеварительных ферментов, а также пищеварения
Снижение сократимости желудка / тонкой кишки
Снижение восприятия боли (обезболивание)
Снижение роста, ремонта и обслуживания
Пониженная воспроизводимость
Иммунная функция – устойчивая долгосрочная
Хотя эти события, несомненно, допустимы в течение короткого периода (т.е.ж., тренировка), подумайте о последствиях этих событий во время продолжительного стресса.
Например, кровь свертывается быстрее во время острого эпизода стресса, чтобы предотвратить чрезмерное кровотечение, но подумайте о риске для здоровья инсульта или эмболии, если этот эффект будет длиться бесконечно?
Что такое кортизол и каковы его преимущества?
Кортизол – это важный гормон, который выделяется надпочечниками в ответ на стресс, и имеет множество преимуществ:
Экономия гликогена в печени для обеспечения сохранения глюкозы в крови, необходимой для важных физиологических событий, таких как транспортировка кислорода в мозг нашими эритроцитами, может питаться только за счет глюкозы.
Способствует расщеплению накопленного жира в нашей жировой ткани, который используется в качестве топлива мышечными клетками.
Содействие поглощению жира мышечными клетками во время активности.
Подавление непрерывного синтеза и высвобождения цитокинов после острой фазы воспаления – нормальный и здоровый процесс. Другими словами, кортизол помогает защитить организм от потенциальных пагубных последствий сверхактивного иммунного ответа, действуя в качестве иммунодепрессанта.
Эти события модулируются кортизолом и во время него при острых приступах стресса.А теперь посмотрим, как изменилось подверженность стрессу людей, живущих сегодня. Мы перешли от нечастых, острых и коротких всплесков стресса с последующими периодами восстановления к образу жизни с устойчивыми эпизодами стресса, которые не включают периоды восстановления, как показано ниже.
Эффекты повышенного уровня кортизола
Рассмотрите влияние устойчивого повышенного уровня кортизола на физиологические системы организма. Многие из наших запланированных мероприятий с клиентами и спортсменами сосредоточены на контроле аппетита, повышении метаболизма и утилизации жира, наращивании мышечной массы, а также уменьшении абдоминального жира и общего жира в организме.
Однако при длительном стрессе и повышенном уровне кортизола действие многих гормонов, ответственных за эти желательные события, затруднено или даже подавлено, в том числе:
Стресс + кортизол может вызвать повышенное желание есть
Кроме того, стресс в сочетании с повышенным уровнем кортизола может вызвать повышенное желание есть, учитывая влияние кортизола на нейропептид Y, нейромедиатор в головном мозге, регулирующий аппетит.
За едой следует повышение уровня инсулина, который препятствует метаболизму жиров в организме, что является еще одним нежелательным явлением.
Вы можете узнать больше о том, как стресс останавливает метаболизм здесь.
Методы управления стрессом
Какой механизм преодоления стресса вы можете использовать, чтобы снизить уровень стресса вашего клиента? Существует множество различных методов, демонстрирующих различные уровни успеха, и хотя все они должны быть рассмотрены, выберите наиболее подходящий для вашего клиента (-ей) (7). Примеры включают:
Глубокое дыхание (также известное как дыхание с ритмом; брюшное, брюшное или диафрагмальное дыхание):
Найдите место (физически или очистив свой разум), свободное от отвлекающих факторов.
Закройте глаза; и после нескольких нормальных вдохов сделайте один длинный медленный вдох через нос, задействуя диафрагму (включая грудную клетку – апикальную, если хотите).
Сделайте паузу на мгновение, затем медленно выдохните через рот.
Повторяйте в течение 30-60 секунд.
Техники осознанности:
Начните с повторения последовательности дыхания, но теперь визуализируйте расслабляющие сцены или визуализируйте / повторяйте (медленно) любое ключевое слово или фразу, которая помогает вам расслабиться.
Практикуйтесь в месте, где вас не отвлекают, 1-2 раза в день минимум 10 минут каждый раз.
Варианты этой техники включают:
Прогрессивное расслабление разума – постепенное усиление образа, слова или фразы.
Внимательная медитация.
Йога, тайцзи или цигун – включая движения тела и разума.
Фельденкрайз или управляемые образы – сверхмедленная (с закрытыми глазами) визуализация, вызывающая более глубокое чувство внимательности и мысленных образов – часто используется для репетиции перед движением.
Осведомленность о телесных ощущениях:
Незаметные ощущения (например, зуд, покалывание) без осознания – позвольте им пройти (техники прогрессивного расслабления).
Прогрессивная мышечная релаксация – техника визуализации снятия напряжения с мышц с помощью последовательных сокращений мышц.
Обращение к эмоциям и чувствам (например, гнев, грусть) с осуждением – примите их и постепенно позволяйте им проходить (уменьшаться).
Выделение накопленной энергии:
Иногда стресс может вызвать мышечное напряжение.
Например, газель при интенсивной активации SNS, которая ускользнула от интереса хищника, после снятия стресса начинает прыгать, чтобы снять мышечное напряжение. Точно так же людям также нужны физические источники для снятия стресса (например, упражнения, удары кулаками).
Изменение приоритета:
Создавайте возможности для изменения приоритетов дел – после стрессового события проведите время за приятным делом или с людьми, которые имеют высокий приоритет в вашей жизни (например,g., обнимает / играет с детьми).
Это помогает расставить приоритеты и построить перспективу.
Социальная поддержка:
Исследования приматов и наших предков продемонстрировали, как самки после приступов стресса прибегали к аффилированному поведению, например, к уходу за внешностью и объятиям, что обеспечивает успокаивающий эффект в обществе (например, снижает кровяное давление, уровень кортизола).
Исследования уровней окситоцина у самок приматов и предков человека продемонстрировали больше реакции дружбы и дружбы, чем реакции борьбы или бегства, когда они стремятся к своему потомству и связываются друг с другом при стрессе (8, 9).
Особенно для женщин: помогите спланировать и разработать систему социальной поддержки, которая предлагает такой же успокаивающий эффект.
Прогностическая информация:
Осведомленность или предвидение типа, величины и продолжительности стресса позволяет разработать эффективные механизмы преодоления.
Например, предварительное планирование обеда в ресторане путем просмотра меню при попытке контролировать потребление калорий помогает справиться со стрессом, связанным с принятием поспешного решения.
Информация, однако, должна быть актуальной (т. Е. Связанной со стрессовым событием) и соответствовать времени (например, информация, предоставленная за 3 недели до или за минуту до заказа, мало чем поможет).
Чувство контроля:
Создание впечатлений или контроль над стрессовой ситуацией может снизить уровень стресса.
Низкий уровень контроля плюс требования к стрессу = слабая реакция на стресс, тогда как более высокий уровень контроля плюс требования к стрессу = лучшие реакции на стресс.
При уровне стресса от легкого до умеренного повышенный контроль способствует самоэффективности.
При высоком уровне стресса можно извлечь выгоду из меньшего контроля, чтобы избежать чрезмерного давления, отчаяния или обвинений в случае неудачи.
Когнитивная гибкость:
Это включает в себя развитие способности устранять факторы стресса, которые вы действительно контролируете, но при этом адаптируйтесь к тем факторам, которые вы не можете контролировать. По сути, это помогает интерпретировать вещи как всегда улучшающиеся (т.е., позитивный прогноз с наполовину полным стаканом).
Молитва о безмятежности, написанная Рейнхольдом Нибуром, теологом 20 ^– века, помогает резюмировать эту стратегию:
«Дай мне безмятежность принять то, что я не могу изменить, мужество изменить то, что я могу, и мудрость, чтобы знать разницу».
Заключение
В заключение, мы можем услышать, что стресс убивает. Тем не менее, возможно, более подходящая интерпретация состоит в том, что проблема заключается в нашей неспособности приспособиться или позволить надлежащее восстановление после стресса, учитывая нашу естественную реакцию на стресс и то, как мы воспринимаем влияние стресса на нашу жизнь.
Как фитнес-эксперты, возможно, пришло время заново научиться тому, как мы подходим к проблеме стресса при составлении программ и выборе упражнений для клиентов.
Артикул:
Кэннон, У. Б. (1926). Физиологическая регуляция нормальных состояний: некоторые предварительные постулаты биологической гомеостатики. IN: Pettit, A., & Richet, A.C., Ses amis, ses collègues, ses élèves , Париж, Франция, Éditions Médicales.
Сапольский Р. (2010). Стресс и ваше тело . Шантильи, Вирджиния. Обучающая компания. http://www.thegreatcourses.com/tgc/courses/course_detail.aspx?cid=1585. Проверено 21 января 2013.
Crum AJ и Langer EJ (2007). Мышление имеет значение: упражнения и эффект плацебо. Психологические науки , 18 (2): 165-171.
Hoehn, K, Marieb. EN. (2010). Анатомия и физиология человека . Сан-Франциско, Калифорния: Бенджамин Каммингс
Сапольский, РМ. (2004). Почему у зебр не появляются язвы .Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Генри Холт и компания, ООО.
Keller A, Litzelman K, Wisk LE, Maddox T, Cheng ER, Creswell PD и Witt WP, (2012). Имеет ли значение представление о том, что стресс влияет на здоровье? Связь со здоровьем и смертностью. Психология здоровья , 31 (5), 677.
Селье, Х. (1978). Жизненный стресс . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Макгроу-Хилл
Границы | Воспалительные эффекты упражнений высокой и средней интенсивности – систематический обзор
Введение
Воспаление характеризуется каскадом клеточных и молекулярных событий, ведущих к повышению температуры тела, расширению капилляров и продукции растворимых компонентов, переносимых кровью (Allen et al., 2015; Gonzalo-Calvo et al., 2015). Эти реакции, которые могут быть вызваны стрессорами и жизненно важны для защиты хозяина и естественного гомеостаза тканей, инициируют устранение вредных соединений и поврежденных тканей (Moldoveanu et al., 2001; Allen et al., 2015).
Упражнения действуют как стрессор во время и после их выполнения и могут вызывать воспаление (Silveira et al., 2016). Интересно, однако, что регулярные физические упражнения можно рассматривать как длительную противовоспалительную терапию после того, как острые воспалительные явления разрешены (Gleeson et al., 2011; Аллен и др., 2015). Более того, провоспалительные процессы, возникающие после тренировки, такие как увеличение экспрессии провоспалительных цитокинов, могут иметь жизненно важное значение для долгосрочных адаптивных реакций на тренировку с физической нагрузкой. Воспаление необходимо для восстановления процессов, которые возникают, например, в результате физических упражнений и тренировок (Oishi and Manabe, 2018). Следовательно, вызванные физической нагрузкой изменения воспаления можно разделить на острые эффекты (изменения во время и сразу после тренировки) и долгосрочные эффекты (изменения в покое или базальных уровнях, когда острые эффекты, вызванные физической нагрузкой, смываются). (Рока-Родригес и др., 2015; Педерсен, 2017).
Некоторые авторы предположили, что интенсивные тренировки инициируют сложный каскад воспалительных явлений, которые зависят от типа, интенсивности, продолжительности и привычности упражнения, а также возраста и клинического состояния участников (Moldoveanu et al., 2001 ; Allen et al., 2015; Bigley, Simpson, 2015; Silveira et al., 2016; Hennigar et al., 2017; Peake et al., 2017). Измеримые иммунные параметры, на которые влияют упражнения, включают, среди прочего, изменения числа клеток периферической крови, активности гранулоцитов, цитотоксической активности NK-клеток, пролиферации лимфоцитов и уровней цитокинов в плазме (Moldoveanu et al., 2001; Петерсен и Педерсен, 2005 г .; Тиммонс и Чеслак, 2008; Gleeson et al., 2011; Аллен и др., 2015; Бигли и Симпсон, 2015; Лайтфут и Купер, 2016; Хеннигар и др., 2017; Пик и др., 2017; Shaw et al., 2017).
Цитокины – это растворимые белки или гликопротеины, продуцируемые и разделяемые во время воспаления, которые опосредуют связь между иммунными и неиммунными клетками и регулируют биологические процессы (Chen et al., 2018). Продукция цитокинов может быстро повышаться в ответ на воспалительные стимулы, и этот ответ может быть временным или длительным (Allen et al., 2015). Провоспалительные цитокины (TNF-α, IL-1β и IL-6) высвобождаются после физической активности достаточной интенсивности, за которой следует высвобождение противовоспалительных или регуляторных цитокинов (IL-4, IL-10, IL- 1RA и IL-13), которые ослабляют этот ответ (Moldoveanu et al., 2001).
Некоторые белки поражаются в ответ на воспалительные процессы, большинство из которых демонстрируют повышенные уровни вскоре после воспалительной реакции (Fedewa et al., 2016). Те белки, концентрация которых увеличивается, называются положительными белками острой фазы.СРБ – это белок острой фазы печени, маркер системного воспаления, связанный с сердечно-сосудистым риском (Allen et al., 2015). Более того, его уровни коррелируют со слабостью, заболеваемостью и смертностью (Allen et al., 2015). Уровень CRP ниже у людей, которые занимаются умеренными физическими нагрузками, по сравнению с неактивными людьми (Allen et al., 2015; Fedewa et al., 2016). Креатинкиназа (КК) – это белок, участвующий в метаболизме мышц, и его концентрация обычно считается маркером физического стресса (Moghadam-Kia et al., 2016). Утечка CK в плазму считается полуколичественным показателем повреждения мышечных волокон (Marqués-Jiménez et al., 2016). Уровни КК сильно зависят от пола и расы, а также от типа упражнений: эксцентрические упражнения вызывают большее повреждение мышц, чем концентрические сокращения той же силы (Baumert et al., 2016; Moghadam-Kia et al., 2016).
В целом, кажется очевидным, что после упражнений наблюдаются иммунные изменения, особенно с повышенной интенсивностью. Более того, существует мнение, что эти изменения заметно отличаются после тяжелых упражнений от изменений после умеренных.Таким образом, этот систематический обзор был направлен на синтез и анализ умеренной и интенсивной физической активности у здоровых активных взрослых, изучение ассоциированных маркеров воспаления и предоставление количественных оценок изменения этих маркеров.
Методы
Стратегия поиска
Был проведен всесторонний поиск в базе данных MEDLINE (PubMed) (NCBI). Основная цель состояла в том, чтобы найти исследования, описывающие иммунологические изменения в ответ на умеренные и / или интенсивные / энергичные упражнения.Выражение поиска («Воспаление» [Сетка]) И («Упражнение» [Сетка]) использовалось во всех полях (Таблица 1). Никаких ограничений на дату публикации или продолжительность исследования не накладывалось. Литература, опубликованная с момента создания базы данных до 31 июля 2017 г., была включена.
Таблица 1 . Стратегия поиска и критерии включения / исключения на основе PICO.
Критерии приемлемости
После первоначального поиска дубликаты и исследования, не относящиеся к данному анализу, были исключены, а резюме оставшихся исследований были изучены двумя независимыми рецензентами.Сомнения относительно включения или исключения исследований были разрешены путем обсуждения между двумя независимыми исследователями. После этого первого отбора оба исследователя прочитали статьи, чтобы решить, соответствуют ли они критериям, определенным с помощью критериев PICO (популяция, вмешательство, сравнение и результат) (таблица 1; Methley et al., 2014). Дальнейшие исследования рассматривались для включения после проверки ссылок на оригинальные исследования. Поскольку поиск в других базах данных не проводился, вручную выполнялся поиск в списках литературы всех включенных исследований и соответствующих обзорных исследований.
Оценка риска смещения
Научное качество исследований было независимо оценено двумя рецензентами с использованием шкалы STROBE для перекрестных исследований и шкалы CONSORT для клинических испытаний (von Elm et al., 2008; Schulz and Atlman, 2010). Если результаты оценки противоречили друг другу, присваивалась окончательная оценка на основе консенсуса.
Извлечение и анализ данных
Этот систематический обзор литературы о воспалительных эффектах после упражнений высокой и умеренной интенсивности был зарегистрирован в PROSPERO (CRD 42018085835) и проводился в соответствии с рекомендациями, установленными в Руководстве по предпочтительным элементам отчетности для систематических обзоров и метаанализа (PRISMA) (Urrútia и Бонфилл, 2010).
Были определены основные характеристики участников и основные результаты исследования. Были выявлены и оценены данные о типе, интенсивности и продолжительности физических упражнений, а также об изменениях маркеров воспаления, вызванных физической нагрузкой. Умеренная физическая нагрузка определялась по: шкале Борга от 12 до 13 или% от максимальной частоты пульса (HR _max), от 64 до 76% или% максимального резерва частоты пульса (HR _max), от 40 до 60% или% максимальное потребление кислорода (VO _2max), от 46 до 64% или метаболический эквивалент (MET), от 3 до 6 или% максимального повторения (RM), от 50 до 70% или MET к возрасту от 4.8 и 7.2 (молодые: 20–39 лет) и 4.0–6.0 (средний возраст: 40–64 года). Интенсивность упражнений определялась по: шкале Борга> 13 или ЧСС _макс> 76% или ЧСС _макс> 60% или VO _2макс> 64% или МЕТ> 6,0 или РМ> 70% или МЕТ по возрасту> 7,2 ( молодые: 20–39 лет) и> 6,0 (средний возраст: 40–64 года) (Pescatello et al., 2013). Влияние интенсивности упражнений на маркеры воспаления оценивали в образцах крови, собранных до и после упражнений, и определяли относительное увеличение, связанное с исходными уровнями (количество раз).Более того, этот анализ был рассчитан с использованием Коэна d , где среднее пост-значение было вычтено из среднего предварительного значения и разделено на стандартное отклонение. Этот метод позволил определить величину различий, полученных при экспериментальном лечении. Величина эффекта классифицировалась как малая ( сут = 0,2), средняя ( сут = 0,5) или большая ( сут = 0,8) (Cohen, 1988).
Результаты
Характеристики интервенционных исследований
В результате поиска в базе данных было выявлено в общей сложности 1 374 записи, а из других источников было выявлено 7 дополнительных записей.После удаления дубликатов 1380 статей были рассмотрены для чтения тезисов. Из 41 отобранных статей только 39 были доступны в виде полных текстов и были проверены на соответствие требованиям. После полнотекстового чтения 18 исследований были включены для качественного синтеза (рис. 1). Большинство включенных исследований показали качество от среднего до хорошего (таблицы S1, S2).
Рисунок 1 . Блок-схема исследования PRISMA (предпочтительные элементы отчетности для систематических обзоров и метаанализов).
Восемнадцать (18) включенных исследований собрали данные от 255 здоровых субъектов.Эти участники выполняли различные виды упражнений (бег, езда на велосипеде, тренировки с отягощениями и каякинг) с высокой и / или умеренной интенсивностью упражнений. Возраст испытуемых колебался от 18 до 53 лет (35,9 ± 17,0). Некоторые из результатов были получены в исследованиях смешанного пола (Abbasi et al., 2013; Stelzer et al., 2015), а остальные были получены только от мужчин-добровольцев (Brenner et al., 1999; Mucci et al., 1999; Ostrowski et al. ., 1999; Connolly et al., 2004; Degerstrøm, Østerud, 2006; Fatouros et al., 2006; Spiropoulos et al., 2010; Бернекер и др., 2011; Ниман и др., 2012; Bonsignore et al., 2013; Драганидис и др., 2013; Марклунд и др., 2013; Азизбейги и др., 2015; Гонсало-Кальво и др., 2015; Ulven et al., 2015; Wadley et al., 2015). В исследованиях, в которых добровольцы выполняли более одного цикла упражнений с разной интенсивностью, период отдыха сильно варьировался: 1 месяц (Gonzalo-Calvo et al., 2015), 3 недели (Draganidis et al., 2013), 2 недели. (Brenner et al., 1999), 1 неделя (Mucci et al., 1999; Ulven et al., 2015; Wadley et al., 2015) или 5 дней (Fatouros et al., 2006). Характеристики включенных исследований приведены в Таблице 2.
Таблица 2 . Характеристики исследований.
Сравнение биомаркеров воспаления между умеренными и интенсивными упражнениями представлено в таблице 3. В большинстве исследований образцы крови брали через несколько минут после тренировки (сразу через 10 или 15 минут). Однако некоторые маркеры оценивались в другие моменты времени: IL-10 (Wadley et al., 2015), лейкоциты и лимфоциты (Abbasi et al., 2013) оценивались также через 30 минут после тренировки; WBC, IL-6 и TNF-α (Bernecker et al., 2011) оценивались также через 1 час после тренировки; IL-10 и TNF-α (Brenner et al., 1999) оценивали также через 3 часа после тренировки, а CK (Brenner et al., 1999) оценивали также через 3 дня после нагрузки; CRP и CK (Fatouros et al., 2006) оценивались также через 4 дня после тренировки. В таблице 3 представлены измерения, полученные через 15 минут после тренировки. Результаты IL-6 и CRP от Spiropoulos et al.(2010) не рассматривались, потому что они показали увеличение в 10 470 и 6000 раз соответственно, что делает их несопоставимыми с другими исследованиями. То же самое и с исследованием Marklund et al. (2013), в которых исходное значение CRP не определялось.
Таблица 3 . Немедленное влияние умеренных и интенсивных упражнений (0–15 мин) на маркеры воспаления.
Влияние физических упражнений на секрецию цитокинов
Пятнадцать исследований оценивали влияние физических упражнений на концентрацию цитокинов в крови (IL-6, IL-8, IL-1β, IL-10 и TNF-α).Наш обзор в целом поддерживает идею о том, что упражнения могут стимулировать как провоспалительные, так и противовоспалительные реакции. Это увеличение было временным, и значения возвращались к исходным значениям через 5–24 ч после тренировки.
IL-6 был наиболее часто оцениваемым цитокином (13 исследований), что соответствовало 4 умеренным и 12 интенсивным тренировкам. После тренировки уровень IL-6 увеличился в 1,33–4,20 раза при умеренных и от 1,59 до 26,79 при высокоинтенсивных упражнениях сразу после тренировки.В 6 исследованиях не было увеличения (2 умеренных и 4 интенсивных упражнения) (Brenner et al., 1999; Degerstrøm and Østerud, 2006; Bernecker et al., 2011; Azizbeigi et al., 2015).
IL-8 увеличивался после умеренных и интенсивных упражнений в 1,37-2,77 раза (Mucci et al., 1999; Degerstrøm and Østerud, 2006; Nieman et al., 2012; Marklund et al., 2013; Gonzalo-Calvo et al. др., 2015). IL-10 увеличивался после интенсивных упражнений в пределах от 1,57 до 32,99 раза в 4 исследованиях (Ostrowski et al., 1999; Ниман и др., 2012; Гонсало-Кальво и др., 2015; Ulven et al., 2015). В трех исследованиях не было никакого увеличения, одно из них относилось к интенсивным и умеренным упражнениям, одно – к умеренным, а другое – только к интенсивным упражнениям.
Gonzalo-Calvo et al. (2015) оценили влияние умеренных и интенсивных упражнений на циркулирующие IL-8, IL-6 и IL-10 и наблюдали увеличение всех оцениваемых цитокинов. Это повышение сохранялось более 1 дня, а затем вернулось к исходному уровню. Wadley et al.(2015) оценили цитокиновый профиль после умеренных и интенсивных велотренировок. Их результаты показывают увеличение IL-6 через 30 минут после тренировки независимо от интенсивности. В том же исследовании IL-10 увеличивается через 15 минут после интенсивных упражнений без изменения в умеренных упражнениях (Wadley et al., 2015). Mucci et al. (1999) оценили выполнение интенсивных и умеренных упражнений на велосипеде, показав кратковременное повышение уровня IL-8 при обеих интенсивностях с возвратом к исходным значениям через 5 минут. Brenner et al. (1999) оценивали уровни цитокинов после умеренных и интенсивных упражнений, но показали повышение уровня ИЛ-6 только после умеренных упражнений (восстановление).
Некоторые исследования, которые оценивали только интенсивные упражнения, показали увеличение IL-6, IL-8 и IL-10; однако значения достигают пика в разное время: сразу (15 мин) для IL-6 и IL-10 в Ostrowski et al. (1999), через 1 или 2 часа после тренировки для IL-6, IL-8 и IL-10 в Nieman et al. (2012), а также для IL-8 в Degerstrøm and Osterud (2006). Marklund et al. (2013), которые оценивали умеренные упражнения на сверхвысокую выносливость, показали повышение уровней IL-8 и IL-6 через 30 минут после тренировки, однако только для IL-8 это увеличение осталось на отметке 28 часов.Spiropoulos et al. (2010) оценивали интенсивные упражнения на сверхвысокую выносливость и наблюдали повышение уровня IL-6 через 2 дня. То же самое наблюдалось в исследованиях Gonzalo-Calvo et al. (2015), Островски и др. (1999) и Bernecker et al. (2011). Эти расхождения можно объяснить продолжительностью упражнений в этих исследованиях: исследование Спиропулоса относится к упражнениям на сверхвысокую выносливость, а остальные три исследования – к марафонским бегам (Ostrowski et al., 1999; Bernecker et al., 2011; Gonzalo- Calvo et al., 2015).
В глобальном масштабе повышение уровней IL-6 и IL-8 было выше при интенсивных упражнениях по сравнению с умеренными упражнениями. Напротив, IL-10 увеличивался только после интенсивных упражнений, без изменений после умеренных упражнений (рисунки S1, S2). Тем не менее, при сравнении результатов исследований следует учитывать влияние продолжительности тренировки.
IL-1β оценивался в 4 исследованиях с противоречивыми результатами (Mucci et al., 1999; Ostrowski et al., 1999; Nieman et al., 2012; Marklund et al., 2013). Mucci et al. (1999) сообщили о примерно одинаковом увеличении и возврате к исходному уровню интенсивности упражнений для IL-1β. О таком же образце при интенсивных упражнениях сообщили Nieman et al. (2012) и Ostrowski et al. (1999). Напротив, Marklund et al. (2013) не сообщили об изменениях этого цитокина.
Уровень
TNF-α был оценен в 8 исследованиях, соответствующих трем типам умеренных упражнений без изменений (Brenner et al., 1999; Marklund et al., 2013; Azizbeigi et al., 2015) и шести типам интенсивных упражнений: три без изменений на уровни цитокинов (Brenner et al., 1999; Бернекер и др., 2011; Azizbeigi et al., 2015) и три с увеличением сразу после тренировки (Ostrowski et al., 1999; Nieman et al., 2012; Ulven et al., 2015). Во всех исследованиях, в которых сообщалось об изменениях, время упражнений превышало 1 час. Только исследование Ostrowski et al. (1999) неоднократно проводили измерения, показывающие медленное снижение значений TNF-α без возврата к исходным уровням через 4 часа.
Влияние физических упражнений на лейкоциты периферической крови
Количество лейкоцитов увеличилось после интенсивных упражнений в 7 исследованиях (Bonsignore et al., 2001; Коннолли и др., 2004; Дегерстрем и Эстеруд, 2006 г .; Spiropoulos et al., 2010; Ниман и др., 2012; Гонсало-Кальво и др., 2015; Stelzer et al., 2015). Abbasi et al. (2013) оценили эффект от упражнений высокой интенсивности и наблюдали увеличение количества лейкоцитов через 30 минут после тренировки. Это повышение сохранялось даже после 3-часового периода восстановления и отражало выраженный гранулоцитоз. Напротив, общее количество лимфоцитов не изменилось за тот же период, но увеличилось через 30 минут после тренировки.Все лейкоциты вернулись к норме через 24 часа после тренировки (Abbasi et al., 2013). Подобно этому исследованию, Bonsignore et al. (2001) показали увеличение лейкоцитов и уменьшение лимфоцитов. Это увеличение лейкоцитов произошло за счет нейтрофилов и макрофагов.
Nieman et al. (2012), которые проанализировали влияние длительного цикла высокой интенсивности на острый воспалительный ответ, показали увеличение лейкоцитов, но, в отличие от предыдущих исследований, это происходило из-за увеличения лимфоцитов, моноцитов и гранулоцитов.Лимфоциты и лейкоциты вернулись к исходному уровню через 1 час после тренировки. Такая же картина наблюдалась и в других трех исследованиях: Degerstrøm и Østerud (2006) с увеличением количества через 2 часа после тренировки, Connolly et al. (2004) с увеличением через 1 час после тренировки и Stelzer et al. (2015) с увеличением сразу после тренировки. Согласно данным исследования Degerstrøm and Osterud (2006), это увеличение количества лейкоцитов было связано с лимфоцитами и гранулоцитами; за счет нейтрофилов, моноцитов и лимфоцитов в Stelzer et al. (2015) исследование; и за счет лимфоцитов и моноцитов в Connolly et al.(2004) исследование. В двух других исследованиях интенсивных упражнений также оценивается увеличение количества лейкоцитов после упражнений, но нет данных о соответствующих субпопуляциях (Spiropoulos et al., 2010; Bernecker et al., 2011).
Draganidis et al. (2013) проанализировали лейкоциты после тренировки с отягощениями (интенсивные и умеренные упражнения), показав увеличение после умеренных упражнений, которые возвращаются к исходному уровню через 1 день и не сообщили об изменениях лейкоцитов после интенсивных упражнений. Wadley et al. (2015) оценивали количество лимфоцитов, но не общее количество лейкоцитов после тренировки на велосипеде (умеренной и интенсивной), и сообщили об увеличении обеих интенсивностей, которое возвращается к исходному уровню через 30 минут после тренировки.Marklund et al. (2013) оценили количество лейкоцитов через 30 минут после умеренной нагрузки, показав увеличение с возвратом к исходным значениям через 28 часов после тренировки.
При сравнении обеих интенсивностей упражнений увеличение общего количества лейкоцитов происходит только после интенсивных упражнений. Однако в субпопуляции лимфоцитов обе интенсивности показали одинаковое увеличение, и только в одном исследовании было показано уменьшение лимфоцитов после интенсивных упражнений (Bonsignore et al., 2001).
Одно исследование специально рассматривало количество NK-клеток и цитолитическую активность NK: Brenner et al.(1999) показали увеличение обоих параметров после тренировки. Это увеличение было больше при интенсивных упражнениях по сравнению с умеренными (Brenner et al., 1999).
Влияние упражнений на СК
CK оценивался в 7 исследованиях, соответствующих 10 различным типам упражнений. Короче говоря, КК увеличилось в 4 упражнениях интенсивного типа (Fatouros et al., 2006; Draganidis et al., 2013; Gonzalo-Calvo et al., 2015; Stelzer et al., 2015) и 2 умеренных упражнениях (Draganidis et al. , 2013; Марклунд и др., 2013), без каких-либо изменений в остальных исследованиях, оценивающих умеренные и интенсивные упражнения в той же группе добровольцев. В исследовании Draganidis et al. (2013) максимальное увеличение CK достигалось через 24 часа после тренировки в группе средней интенсивности, а максимальное – через 48 часов в группе высокой интенсивности. Однако в исследовании de Gonzalo-Calvo et al. (2015), CK достиг пика через 24 часа после интенсивных упражнений, а в исследовании Marklund et al. (2013) через 28 часов после умеренной нагрузки. Fatouros et al. (2006) оценили CRP через 4 дня после тренировки, показав увеличение.При сравнении интенсивных и умеренных упражнений увеличение КК было больше при умеренных упражнениях, но только 2 исследования оценивают эту интенсивность по сравнению с 4 исследованиями, оценивающими интенсивные упражнения.
Влияние упражнений на CRP
Повышение уровня СРБ наблюдалось в одном исследовании умеренных упражнений (Draganidis et al., 2013) и двух исследованиях интенсивных упражнений (Fatouros et al., 2006; Draganidis et al., 2013). В работе Draganidis et al. (2013) исследовали, что повышение сохранялось в течение 1-2 дней перед возвращением к исходному уровню.Увеличение CRP по Fatouros et al. (2006) показывает результаты только сразу после тренировки. Marklund et al. (2013), оценивая умеренный тип упражнений, показали повышение CRP через 30 минут после тренировки с большим увеличением через 28 часов после, но коэффициент увеличения не может быть рассчитан из-за отсутствия исходного значения. Gonzalo-Calvo et al. (2015) сообщили о повышении уровня СРБ через 24 часа после тренировки без изменений до этого. В глобальном масштабе во всех исследованиях отмечалось повышение этого воспалительного маркера с более высокими значениями через 24 часа.Сравнивая обе интенсивности упражнений, увеличение было больше после интенсивных упражнений, но только одно исследование относилось к упражнениям умеренной интенсивности.
Обсуждение
В этом систематическом обзоре оценивались изменения маркеров воспаления после умеренных и интенсивных тренировок. Результаты текущего обзора предполагают, что после упражнений существует профиль острого воспаления с увеличением большинства воспалительных маркеров, особенно при высокоинтенсивных упражнениях. В образцах, взятых сразу после длительных и интенсивных упражнений, мы не могли исключить влияние обезвоживания на объем плазмы и, следовательно, количественную оценку измеренных маркеров воспаления.
Влияние физических упражнений на цитокины
Результаты показали, что существуют значительные расхождения в степени провоспалительных изменений в иммунной системе. Изучая влияние упражнений разной интенсивности на секрецию противовоспалительных цитокинов, некоторые исследования показали увеличение, в то время как другие сообщают об отсутствии изменений (Brenner et al., 1999; Bernecker et al., 2011; Marklund et al., 2013; Azizbeigi). и др., 2015). Это может быть следствием того, что цитокины временно появляются в крови и, таким образом, ускользают от обнаружения.Более того, цитокины секретируются многими клетками и тканями, при этом считается, что мышцы вносят основной вклад во время упражнений, поэтому циркулирующие уровни могут не отражать уровни в исходных тканях.
Концентрация
IL-6 увеличивается в большей степени, чем другие цитокины во время упражнений, что может указывать на повреждение мышц (Allen et al., 2015; Lightfoot and Cooper, 2016). Сообщается, что на концентрацию ИЛ-6 в плазме влияют не только интенсивность, но и другие факторы, такие как тип и время тренировки (Gleeson et al., 2011; Baumert et al., 2016). Постоянное повышение уровня этого цитокина может быть связано с атрофией мышц, что приводит к снижению силы и функции мышц и усилению боли в мышцах (Hennigar et al., 2017). После интенсивных упражнений повышенные уровни IL-6 способствуют увеличению IL-10 и IL-1RA, двух противовоспалительных цитокинов.
Большинство исследований показали повышение уровня IL-10 после интенсивных упражнений, что согласуется с предыдущими сообщениями (Moldoveanu et al., 2001; Allen et al., 2015). Shaw et al. (2017) продемонстрировали, что выработка IL-10 после интенсивных острых упражнений неоднозначна, с увеличением, уменьшением и без изменений в упражнениях с различными протоколами и аналитическими методами. Тем не менее, уровни IL-10 имеют тенденцию достигать пика во время восстановления после упражнений, при этом величина увеличения связана с активной мышечной массой и интенсивностью упражнений. В целом, продолжительность упражнений была наиболее важным фактором, определяющим величину индуцированного упражнениями увеличения плазменного IL-10, согласно недавнему обзору Santos et al.(2019). Это повышение уровня IL-10 может быть связано с предотвращением потенциально опасного хронического воспаления низкой степени тяжести и повреждения тканей.
TNF-α стимулировался только интенсивными упражнениями на выносливость (более 1 часа) (Ostrowski et al., 1999; Nieman et al., 2012; Ulven et al., 2015). В отличие от наших основных результатов, Starkie et al. (2003) показали, что выработка TNF-α снижается после одного упражнения на выносливость, а Moldoveanu et al. (2001) сообщили о повышении TNF-α после трех 2–3-часовых умеренных тренировок (езда на велосипеде и бег + езда на велосипеде).Однако никаких изменений не было обнаружено после одного 45-минутного умеренного боя или одного 5-минутного интенсивного боя (Moldoveanu et al., 2001). Эти результаты предполагают, что другие факторы, а именно продолжительность упражнений, также важны в регулировании высвобождения TNF-α.
Предыдущие отчеты предполагали, что высвобождение IL-1 зависит от типа, интенсивности и продолжительности физических упражнений (Moldoveanu et al., 2001). Текущий обзор показывает, что уровень IL-1β увеличивается во всех исследованиях интенсивных упражнений, но ни в одном из них после умеренных упражнений. Подобно TNF-α, локальное повышение уровня IL-1 выше системного повышения после эксцентрических упражнений (Baumert et al., 2016). IL-1β представляет собой мощный провоспалительный цитокин, влияющий на молекулы адгезии и хемокины, и тем самым, возможно, связанный с миграцией и функцией лейкоцитов.
В этом систематическом обзоре было отмечено, что IL-8 увеличивался после обеих интенсивностей упражнений, что согласуется с предыдущими обзорами, в которых сообщалось о повышенных системных уровнях IL-8, связанных с вредными режимами упражнений (Moldoveanu et al., 2001; Lightfoot and Cooper, 2016). Судзуки и др. (2003) показали, что уровень IL-8 увеличивается после продолжительных упражнений с некоторыми изменениями после интенсивных интенсивных упражнений.То же самое происходит в этом систематическом обзоре: системные уровни IL-8 повышаются после продолжительных и интенсивных интенсивных упражнений.
В целом, цитокины увеличиваются больше при интенсивных упражнениях, чем при умеренных, но это увеличение не является постоянным, поскольку зависит от продолжительности и типа упражнений.
Влияние физических упражнений на лейкоциты
Peake et al. (2017) показали, что одна тренировка может вызвать изменения количества лейкоцитов в крови, которые сохраняются во время восстановления после упражнений и, напротив, уменьшаются быстрее (через 30 минут) после особенно длительных и / или интенсивных упражнений.Включенные исследования показали увеличение лейкоцитов сразу после интенсивных упражнений; однако в период выздоровления снижение не было постоянным между исследованиями. Число лейкоцитов было единственным изученным маркером воспаления, который показал явное увеличение после интенсивных упражнений во всех включенных исследованиях, без изменений в исследованиях умеренных упражнений. Результаты также предполагают хронологию мобилизации различных популяций лейкоцитов в кровь, при этом лимфоцитоз возникает в конце интенсивных тренировок и уменьшается вскоре после (30 минут) (Wadley et al., 2015).
Как часть врожденной иммунной системы, NK-клетки могут распознавать и уничтожать неопластические и инфицированные вирусом клетки без предварительного контакта (Bigley and Simpson, 2015). Снижение активности NK сопровождается увеличением числа инфекционных заболеваний (Fu et al., 2014). Количество NK-клеток и активность NK-клеток увеличивались после умеренных и интенсивных упражнений, но это было подтверждено только в одном исследовании, включенном в этот систематический обзор. Исследование Brenner et al. (1999) показали, что острые физические упражнения увеличивают активность и индуцируют мобилизацию NK-клеток в периферическую кровь независимо от интенсивности упражнений.Теоретически высокая частота NK-клеток может защитить организм от инфекций или прогрессирования опухоли, но следует помнить, что это увеличение было временным, и возможная миграция NK-клеток в периферические ткани не оценивалась. В предыдущих обзорах сообщалось об увеличении активности NK и NK в ответ на стрессоры (Timmons and Cieslak, 2008; Viana et al., 2014; Bigley and Simpson, 2015; Peake et al., 2017).
Исследования, изучающие истинный эффект изменений в распределении клеток в ответ на упражнения и состояние здоровья, отсутствуют, и актуальность этих результатов не может быть полностью оценена, поскольку мы не смогли учесть количество клеток, инфильтрирующих в мышечную ткань в ответ на физическую нагрузку. .Фактически, Marklund et al. (2013) показали, что выносливость средней интенсивности (пик ~ 60% V02), поддерживаемая в течение очень длительного периода, вызывала обширную локальную инфильтрацию мышц.
Воздействие физической нагрузки на CK
Результаты
CK были очень противоречивыми, так как половина исследований не показала изменений сразу после интенсивных или умеренных упражнений, в то время как другая половина показала повышение уровня CK. Moghadam-Kia et al. (2016) отметили, что уровни КК сильно зависят от пола и расы.Степень этого изменения зависела от продолжительности и типа упражнений; с напряженными упражнениями, ответственными за большие возвышения. Было указано, что причиной роста являются поврежденные структуры мышечных волокон, но одно исследование повторных эксцентрических упражнений почти не вызывало повышения уровня КФК (Baumert et al., 2016). КК был единственным маркером, увеличение которого было выше при умеренных нагрузках по сравнению с интенсивными упражнениями, но мало исследований было доступно в группе умеренных упражнений. В целом, повреждение мышц, о чем свидетельствует активность ЦК, не сопровождалось параллельным увеличением маркеров воспаления, а именно цитокинов и СРБ.
Воздействие физических упражнений на CRP
Из белков, стимулируемых во время острой фазы ответа, СРБ привлек наибольшее внимание как маркер воспаления как при ревматических, так и неревматических заболеваниях (Petersen and Pedersen, 2005; Schrödl et al., 2016). Предлагается выполнять функцию поглотителя для устранения бактериальных продуктов или поврежденных клеток и ослабления последствий инфекции или повреждения тканей. Петерсен и Педерсен (2005) сообщили, что этот воспалительный маркер играет роль в подавлении синтеза провоспалительных цитокинов тканевыми макрофагами и в индукции противовоспалительных цитокинов.Поскольку уровни CRP резко возрастают во время воспалительных процессов и остаются повышенными в течение длительного периода времени, CRP может быть подходящим маркером. В этом систематическом обзоре два исследования (Fatouros et al., 2006; Draganidis et al., 2013) показали повышение уровня СРБ в конце упражнения, в отличие от Петерсена и Педерсена (2005), где уровень СРБ увеличился через 1 день. Это несоответствие может быть связано с тем, что в этих исследованиях спортсмены выполняли короткие серии упражнений, а в Петерсене и Педерсене (2005) они выполняли упражнения большей продолжительности.Fedewa et al. (2016) указали, что CRP значительно снизился после тренировки, но не сообщает о значениях сразу после интенсивной нагрузки. Эта информация противоречит данным Петерсена и Педерсена (2005), показывающим, что регулярные упражнения вызывают снижение CRP.
Применение на практике
Упражнения были созданы как часть мультимодальных терапевтических подходов при нескольких патологиях, влияющих на кардиореспираторную подготовку, мышечную силу, гибкость и нейромоторные характеристики.Однако сильная изменчивость в дизайне исследований, типах, продолжительности и интенсивности упражнений остается препятствием для оценки измеримого воздействия упражнений на маркеры воспаления.
В недавнем систематическом обзоре влияния физической активности на сывороточные уровни воспалительных маркеров у пациентов с ревматоидным артритом не удалось сделать вывод о значительном влиянии на системные уровни воспалительных маркеров (Burghardt, 2019). Тем не менее, при рекомендации и назначении физической активности этим конкретным пациентам необходимо внимание.Следует знать о возможном влиянии лекарств и потенциальном усилении боли и активности заболевания при выполнении физических упражнений, даже без каких-либо изменений маркеров воспаления.
Предыдущие исследования показали, что влияние аэробных упражнений на увеличение цитокинов отличается от эффекта силовых упражнений / упражнений с отягощениями, причем последнее менее очевидно (Santos et al., 2019). Это соответствует нашим свидетельствам. Более того, силовые / силовые упражнения зависят от различных переменных, таких как интенсивность, рабочая нагрузка, количество повторений, интервал между подходами и размер мышечной массы, участвующей в сокращении мышц.Принимая во внимание, что противовоспалительная природа IL-6 способствует острой фазе ответа и адаптации скелетных мышц к упражнениям, хронически повышенные уровни IL-6 способствуют стойкому воспалению и истощению мышц (Lightfoot and Cooper, 2016). Высвобождение противовоспалительных медиаторов, таких как IL-10, в качестве компенсаторного механизма также может нарушать иммунные ответы. Выраженный противовоспалительный ответ, вызванный длительными и изнурительными упражнениями, может привести к временному подавлению некоторых иммунных компонентов и повысить риск инфекции (Shaw et al., 2017).
Ограничения
Результаты этого обзора были основаны на отдельных видах спорта, таких как езда на велосипеде, силовые тренировки и бег, что ограничивает его применение другими видами спорта. При компиляции и сравнении результатов были обнаружены некоторые ограничения, поскольку время, тип упражнений и количество подходов в исследованиях различались. Кроме того, мы не проводили сравнительный анализ (мета-анализ), потому что такой анализ не может быть легко проведен из-за несогласованности параметров и отсутствия единообразия.Из-за отсутствия ответов некоторых авторов исследования некоторые статьи с важными выводами могут быть не включены. СРБ был наиболее ограничивающим маркером воспаления, без возможности сравнения концентраций, поскольку методы измерения сильно различались. Наши результаты показали, что в большинстве исследований наблюдаются одни и те же изменения; однако амплитуда этих изменений на системном уровне не всегда коррелирует с изменениями местного воспаления, вызванными физической нагрузкой. Еще одно ограничение заключается в том, что в большинстве исследований эксперимент проводился на одном уровне интенсивности с относительно небольшим количеством участников, что могло способствовать увеличению индивидуальной изменчивости.Все исследования, включенные в этот систематический обзор, относятся к здоровым людям, не ведущим сидячий образ жизни. Таким образом, невозможно установить, будут ли те же результаты действительными для людей, ведущих малоподвижный образ жизни, которые начинают заниматься физическими упражнениями, и каковы будут последствия для популяций с хроническими воспалительными патологиями. Наши выводы могли быть ограничены ограничением нашего поиска базой данных PubMed, поскольку другие соответствующие исследования могли не быть рассмотрены.
Заключение
Согласно результатам текущего обзора, упражнения оказывают значительное влияние на маркеры воспаления.Провоспалительный цитокин TNF-α и противовоспалительный IL-10 увеличиваются только после интенсивных упражнений, а провоспалительные цитокины IL-6 и IL-1β увеличиваются больше при интенсивных, чем при умеренных упражнениях. Основные различия, касающиеся влияния интенсивности упражнений на исследования маркеров воспаления, были обнаружены в общем количестве лейкоцитов, IL-6 и IL-10, с более высоким увеличением в интенсивных, чем в умеренных упражнениях. Наибольшие изменения происходят после интенсивных упражнений в IL-6 с увеличением до 26,79 раз и в IL-10 с увеличением до 32.99 раз, что соответствует VO _2max, равному 75,33%. В исследованиях с умеренной нагрузкой более высокие изменения происходят в CK с увеличением в 24,16 раза при VO _2max на 46–63%. Однако наши результаты не были последовательными, с расхождениями, вероятно, из-за акцента на мышечное сокращение (эксцентрическое или концентрическое) и интенсивности усилий, связанных с типом упражнения. Тем не менее, хотя регулярные упражнения оказывают глобальный положительный противовоспалительный эффект, упражнения высокой интенсивности, особенно когда они выполняются с сокращенными периодами восстановления, вызывают стойкое нарушение регуляции иммунной системы с повышенной восприимчивостью к болезням.Необходимы дальнейшие исследования, чтобы изучить влияние интенсивности упражнений на воспаление. Важно, чтобы будущие исследования тщательно оценивали не только интенсивность, но и увязывали ее с типом и продолжительностью упражнений, поскольку было обнаружено, что эти аспекты глубоко влияют на воспаление в группе интенсивных упражнений.
Авторские взносы
ÉC и OL провели поиск литературы и написали первый вариант рукописи. DM и HN проверили спортивные аспекты и возможные последствия тренировок.ПР проверила иммунологические аспекты. ÉC, DM, HN и OL проверили окончательную версию рукописи. Все авторы внесли свой вклад в обзор.
Финансирование
Эта работа поддерживается национальным финансированием через Португальский фонд науки и технологий, IP, в рамках проекта UID / DTP / 04045/2019 и Европейский фонд регионального развития (FEDER), выделенный Европейским союзом в рамках программы COMPETE 2020 (POCI -01-0145-FEDER-006969) – конкурентоспособность и интернационализация.
Конфликт интересов
Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Дополнительные материалы
Дополнительные материалы к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphys.2019.01550/full#supplementary-material
Сокращения
СК, креатинкиназа; CONSORT, Консолидированные стандарты отчетности о судебных процессах; CRP, C-реактивный белок; ЧСС _макс, максимальная ЧСС; HRR _max, Максимальный резерв ЧСС; ИЛ, интерлейкин; MEDLINE, Система анализа и поиска медицинской литературы; MET, метаболический эквивалент; Н.К., Натуральный убийца; PBMC, мононуклеарные клетки периферической крови; PICO, Население, Вмешательство, Сравнение и результат; ПРИЗМА, Предпочтительные элементы отчетности для систематических обзоров и метаанализа; RM, максимальное повторение; STROBE, Укрепление отчетности наблюдательных исследований в эпидемиологии; TNF-α, фактор некроза опухоли альфа; VO _2max, Максимальное потребление кислорода; WBC, белые кровяные тельца.
Сноски
Список литературы
Abbasi, A., Hauth, M., Walter, M., Hudemann, J., Wank, V., Niess, A.M, et al. (2013). Исчерпывающие упражнения изменяют различные профили и пути экспрессии генов в культурах цельной крови, стимулированных и нестимулированных ЛПС. Мозг. Behav. Иммун. 39, 130–141. DOI: 10.1016 / j.bbi.2013.10.023
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Азизбейги К., Азарбайджани М. А., Аташак С.и Станнард С. Р. (2015). Влияние средней и высокой интенсивности тренировок с отягощениями на показатели воспалительного и окислительного стресса. Res. Спорт. Med. 23, 73–87. DOI: 10.1080 / 15438627.2014.975807
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Баумерт П., Лейк, М. Дж., Стюарт, К. Э., Драст, Б., и Эрскин, Р. М. (2016). Генетическая изменчивость и повреждение мышц, вызванное физической нагрузкой: влияние на спортивные результаты, травмы и старение. Eur.J. Appl. Physiol. 116, 1595–1625. DOI: 10.1007 / s00421-016-3411-1
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Бернекер, К., Шерр, Дж., Шиннер, С., Браун, С., Шербаум, В. А., и Галле, М. (2011). Доказательства индуцированного физической нагрузкой увеличения TNF-α и IL-6 у марафонцев. Сканд. J. Med. Sci. Спорт. 23, 207–214. DOI: 10.1111 / j.1600-0838.2011.01372.x
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Бигли, А.Б. и Симпсон Р. Дж. (2015). NK-клетки и упражнения: значение для иммунотерапии рака и выживаемости. Discov. Med. 19, 433–445.
PubMed Аннотация | Google Scholar
Бонсиньоре, М. Р., Моричи, Г., Риккобоно, Л., Инсалако, Г., Бонанно, А., Профита, М., и др. (2001). Воспаление дыхательных путей у бегунов-любителей, не страдающих астматизмом. г. J. Physiol. Легочная клетка. Мол. Physiol. 281, L668 – L676. DOI: 10.1152 / ajplung.2001.281.3.L668
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Бонсиньор, М.R., Morici, G., Riccobono, L., Insalaco, G., Bonanno, A., Profita, M., et al. (2013). Воспаление дыхательных путей у бегунов-любителей, не страдающих астматизмом. Мол. Иммунол. 281, 129–134.
PubMed Аннотация | Google Scholar
Бреннер И. К., Натале В. М., Василиу П., Молдовяну А. И., Шек П. Н. и Шепард Р. Дж. (1999). Влияние трех различных типов упражнений на компоненты воспалительной реакции. Eur. J. Appl. Physiol. Ок. Physiol. 80, 452–460.DOI: 10.1007 / s004210050617
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Чен, Л., Лю, Х., Юань, М., Лу, В., Ван, Дж., И Ван, Т. (2018). Роль интерлейкинов в восстановлении перфузии после заболевания периферических артерий. Biosci. Отчет 38: BSR20171455. DOI: 10.1042 / BSR20171455
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Коэн Дж. (1988). Статистический анализ мощности для поведенческих наук .Хиллсдейл, Мичиган: Эрлбаум.
Google Scholar
Коннолли П. Х., Кайоццо В. Дж., Зальдивар Ф., Немет Д., Ларсон Дж., Хунг С.-П. и др. (2004). Влияние физических упражнений на экспрессию генов в мононуклеарных клетках периферической крови человека. J. Appl. Physiol. 97, 1461–1469. DOI: 10.1152 / japplphysiol.00316.2004
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Дегерстрём Дж. И Остеруд Б. (2006). Повышенная воспалительная реакция клеток крови на повторяющиеся упражнения на выносливость. Med. Sci. Спортивные упражнения. 38, 1297–1303. DOI: 10.1249 / 01.mss.0000227315.
.8d
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Драганидис Д., Хатциниколау А., Джамуртас А. З., Карлос Барберо Дж., Цукас Д., Теодору А. С. и др. (2013). Временные рамки влияния упражнений с острым сопротивлением на результативность футбольных навыков: влияние интенсивности упражнений. J. Sports Sci. 31, 714–722. DOI: 10.1080 / 02640414.2012.746725
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Фатурос, И.Г., Дестуни А., Маргонис К., Джамуртас А. З., Вретту К., Уретас Д. и др. (2006). Бесклеточная ДНК плазмы как новый маркер тяжести асептического воспаления, связанного с перетренированностью. Clin. Chem. 52, 1820–1824. DOI: 10.1373 / Clinchem.2006.070417
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Федева, М. В., Хэтэуэй, Э. Д., и Уорд-Ритакко, К. Л. (2016). Влияние тренировок на С-реактивный белок: систематический обзор и метаанализ рандомизированных и нерандомизированных контролируемых исследований. руб. J. Sports Med. 51, 670–676. DOI: 10.1136 / bjsports-2016-095999
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Глисон, М., Бишоп, Н. К., Стенсел, Д. Дж., Линдли, М. Р., Мастана, С. С., и Ниммо, М. А. (2011). Противовоспалительные эффекты упражнений: механизмы и значение для профилактики и лечения заболеваний. Nat. Rev. Immunol. 11, 607–610. DOI: 10.1038 / nri3041
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Гонсало-Кальво, Д., de, Dávalos, A., Montero, A., García-González, A., Tyshkovska, I., González-Medina, A., et al. (2015). Циркулирующая сигнатура воспалительной миРНК в ответ на различные дозы аэробных упражнений. J. Appl. Physiol. 119, 124–134. DOI: 10.1152 / japplphysiol.00077.2015
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Marklund, P., Mattsson, C.M, Wahlin-Larsson, B., Ponsot, E., Lindvall, B., Lindvall, L., et al. (2013). Обширная инфильтрация воспалительных клеток в скелетных мышцах человека в ответ на тренировку на сверхвысокую выносливость у опытных спортсменов. J. Appl. Physiol. 114, 66–72. DOI: 10.1152 / japplphysiol.01538.2011
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Маркиз-Хименес, Д., Кальеха-Гонсалес, Дж., Арратибель, И., Делекстрат, А., Террадос, Н. (2016). Эффективна ли компрессионная одежда для восстановления мышечных повреждений, вызванных физической нагрузкой? Систематический обзор с метаанализом. Physiol. Behav. 153, 133–148. DOI: 10.1016 / j.physbeh.2015.10.027
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Метли, А.М., Кэмпбелл, С., Чу-Грэм, К., МакНалли, Р., и Чераги-Сохи, С. (2014). PICO, PICOS и SPIDER: сравнительное исследование специфичности и чувствительности в трех поисковых инструментах для качественных систематических обзоров. BMC Health Serv. Res. 14: 579. DOI: 10.1186 / s12913-014-0579-0
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Могхадам-Киа, С., Оддис, К. В., и Аггарвал, Р. (2016). Подход к бессимптомному повышению креатинкиназы. Клив. Clin. Дж.Med. 81, 37–42. DOI: 10.3949 / ccjm.83a.14120
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Молдовяну А. И., Шепард Р. Дж. И Шек П. Н. (2001). Цитокиновый ответ на физическую нагрузку и тренировки. Спорт. Med. 31, 115–144. DOI: 10.2165 / 00007256-200131020-00004
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Муччи, П., Дюран, Ф., Лебель, Б., Буске, Дж., Префо, К., и Эфа, К. П. (1999). Уровень интерлейкинов 1-бета, -8 и гистамина увеличивается у тренированных спортсменов. Med. Sci. Спорт. Упражнение. 32, 1094–1100. DOI: 10.1097 / 00005768-200006000-00009
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ниман, Д. К., Конрад, М., Хенсон, Д. А., Кеннерли, К., Шанели, Р. А., и Валлнер-Либманн, С. Дж. (2012). Различия в острой воспалительной реакции на продолжительную езду на велосипеде связаны с интенсивностью упражнений. J. Interf. Cytokine Res. 32, 12–17. DOI: 10.1089 / jir.2011.0038
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Островский, К., Роде, Т., Асп, С., Шерлинг, П., и Педерсен, Б.К. (1999). Баланс про- и противовоспалительных цитокинов при физических нагрузках у людей. J. Physiol. 515, 287–291. DOI: 10.1111 / j.1469-7793.1999.287ad.x
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Пик, Дж. М., Нойбауэр, О., Уолш, Н. П., и Симпсон, Р. Дж. (2017). Восстановление иммунной системы после тренировки. J. Appl. Physiol. 122, 1077–1087. DOI: 10.1152 / japplphysiol.00622.2016
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Пескателло, Л.С., Росс, А., и Дебора, Р. (2013). «Общие принципы предписания упражнений», в Руководство по тестированию с физической нагрузкой и предписаниям, 9-е изд. , ред. Л. С. Пескателло, Р. Арена, Д. Рибе и Д. Пол (Филадельфия, Пенсильвания: Томпсон), 162–193.
Google Scholar
Рока-Родригес, М. М., Гарридо-санчес, Л., Гарсия-альмейда, Х. М., Руис-нава, Дж., Алкайд-Торрес, Х., Gómez-gonzález, A., et al. (2015). Влияние упражнений на воспаление в кардиологической реабилитации. Nutr. Hosp. 31, 2633–2640. DOI: 10.3305 / nh.2015.31.6.8868
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Сантос, К. К., Сезар, Дж., Нето, Р., Бишоп, Н. К., и Лира, Ф. С. (2019). Интерлейкин – 10 ответов от физических упражнений у здоровых субъектов: систематический обзор. J. cell. Physiol. 234, 9956–9965. DOI: 10.1002 / jcp.27920
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Schrödl, W., Büchler, R., Wendler, S., Reinhold, P., Muckova, P., Reindl, J., et al. (2016). Белки острой фазы как перспективные биомаркеры: перспективы и ограничения для медицины и ветеринарии. Proteomics Clin. Прил. 10, 1077–1092. DOI: 10.1002 / prca.201600028
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Шульц, К. Ф., и Атман, Д. Г. М. Д. (2010). CONSORT 2010 Заявление: обновленное руководство по повторению рандомизированных исследований в параллельных группах. Ann.Int. Мед . 152, 726–732. DOI: 10.7326 / 0003-4819-152-11-201006010-00232
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Шоу Д. М., Мериен Ф., Браакхейс А. и Дулсон Д. (2017). Т-клетки и их производство цитокинов: противовоспалительное и иммунодепрессивное действие тяжелых физических упражнений. Цитокин 104, 136–142. DOI: 10.1016 / j.cyto.2017.10.001
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Силвейра, Л. С., Антунес Бде, М., Минари, А. Л., душ Сантуш, Р. В., Нето, Дж. К., и Лира, Ф. С. (2016). Поляризация макрофагов: влияние на метаболические заболевания и роль упражнений. Crit. Преподобный Эукариот. Gene Expr. 26, 115–132. DOI: 10.1615 / CritRevEukaryotGeneExpr.2016015920
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Спиропулос, А., Гуссетис, Э., Маргели, А., Преметис, Э., Скендери, К., Графакос, С., и др. (2010). Влияние воспаления, вызванного длительными упражнениями, на циркулирующих предшественников эритроидов и маркеры эритропоэза. Clin. Chem. Лаборатория. Med. 48, 199–203. DOI: 10.1515 / CCLM.2010.034
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Старки Р., Островски С. Р., Джауффред С., Феббрайо М. и Педерсен Б. К. (2003). Физические упражнения и инфузия ИЛ-6 подавляют индуцированное эндотоксином производство ФНО-альфа у людей. FASEB J. 17, 884–886. DOI: 10.1096 / fj.02-0670fje
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Stelzer, I., Kröpfl, J.M., Fuchs, R., Pekovits, K., Mangge, H., Raggam, R.B., et al. (2015). Упражнения на сверхвысокую выносливость вызывают стресс и воспаление и влияют на функцию циркулирующих кроветворных клеток-предшественников. Сканд. J. Med. Sci. Спорт. 25, e442–450. DOI: 10.1111 / смс.12347
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Судзуки К., Накадзи С., Ямада М., Лю К., Куракаке С., Окамура Н. и др. (2003). Влияние соревновательной марафонской гонки на системные цитокиновые и нейтрофильные реакции. Med. Sci. Спортивные упражнения. 35, 348–355. DOI: 10.1249 / 01.MSS.0000048861.57899.04
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Тиммонс, Б. В., и Чеслак, Т. (2008). Подмножества естественных клеток-киллеров человека и острые упражнения: краткий обзор. Exerc. Иммунол. Rev. 14, 8–23.
PubMed Аннотация | Google Scholar
Ульвен, С. М., Фосс, С. С., Скьольсвик, А. М., Стадхейм, Х. К., Мюрстад, М. К., Рааэль, Э. и др. (2015). Острая тренировка модулирует воспалительную реакцию мононуклеарных клеток периферической крови у здоровых молодых мужчин. Arch. Physiol. Biochem. 121, 41–49. DOI: 10.3109 / 13813455.2014.1003566
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
Уррутия, Г., Бонфилл, X. (2010). Declaración PRISMA: una propuesta para mejorar la publicación de revisiones sistemáticas y metaanálisis. Med. Clin. 135, 507–511. DOI: 10.1016 / j.medcli.2010.01.015
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Виана, Дж. Л., Космадакис, Г. К., Уотсон, Э. Л., Бевингтон, А., Feehally, J., Bishop, N.C., et al. (2014). Доказательства противовоспалительного эффекта упражнений при ХБП. J. Am. Soc. Нефрол. 25, 2121–2130. DOI: 10.1681 / ASN.2013070702
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
фон Эльм, Э., Альтман, Д., Эггер, М., Покок, С., Готше, П., и Ванденброуч, Дж. (2008). Заявление об усилении репортажа наблюдательных исследований в эпидемиологии (STROBE): руководство по повторному ведению наблюдательных исследований. Дж.клин. Эпидемиол. 61, 344–349. DOI: 10.1016 / j.jclinepi.2007.11.008
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Уодли, А. Дж., Чен, Ю.-В., Лип, Г. Ю. Х., Фишер, Дж. П., и Олдред, С. (2015). Интервальные упражнения с низким объемом и высокой интенсивностью обладают антиоксидантным и противовоспалительным действием у людей. J. Sports Sci. 34, 1–9. DOI: 10.1080 / 02640414.2015.1035666
PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar
концентраций стресса: как выявить и уменьшить их в ваших проектах
В современном мире продукты становятся все более сложными, что оказывает понижательное давление на общие цены.Это привело к неизбежному увеличению геометрической сложности механических компонентов. Хотя это позволило компонентам выполнять несколько функций, это привело к сложной передаче нагрузки и возможной концентрации напряжений.
Концентрация напряжений определяется как высокое локализованное напряжение по сравнению со средним напряжением тела и обычно обнаруживается в области, имеющей резкие геометрические изменения. В этой статье будут рассмотрены основы концентрации напряжений, предложены реальные примеры, иллюстрирующие концепцию, и описаны методы снижения концентрации напряжений в ваших проектах.
Обзор концентрации напряжений
Концентрации напряжений относительно просты, когда дело доходит до определения того, где они будут находиться и способствовали ли они отказу. Они будут расположены на небольших радиусах и острых углах на пути нагрузки. На изображении ниже показан компонент, который будет иметь ролики на валах меньшего диаметра на обоих концах, с нагрузкой, приложенной к верхней плоской поверхности.
Эта установка будет вести себя почти как грузовики со скейтбордом, но мы будем загружать с более высокой силой, которая носит циклический характер.На изображении ниже показан узел сборки, в который входит этот компонент, включая ролики с подшипниками.
Теперь мы можем видеть, что валы меньшего диаметра встречаются с центральной частью нашей роликовой опоры с относительно крутым радиусом. Если мы увеличим этот радиус, мы увидим, что он составляет всего 0,010 дюйма, как показано ниже.
Если вы вспомните выше, острый угол или радиус будут местом концентрации напряжений. Чтобы визуализировать эту концентрацию напряжений, я проведу исследование методом МКЭ, которое довольно хорошо отобразит эти напряжения.Вариант нагружения уже обсуждался, но мы можем вновь обратиться к иллюстрации ниже.
У нас есть направленная вниз сила 500 фунтов, и мы зафиксировали поверхность вала, на которой будут сидеть ролики. Единственный оставшийся шаг – запустить симуляцию и обработать наши красивые картинки! На изображении ниже мы видим красивые красные пятна, которые указывают на концентрацию напряжения. Вот и все … вот и все!
Мы можем видеть, что это наиболее напряженная особенность, и это будет первое место, которое выйдет из строя при циклической нагрузке (хотя, скорее всего, это произойдет на нижней стороне, нагруженной растяжением, а не на верхней стороне сжатия).Это началось бы как небольшая поверхностная трещина, которая в конечном итоге распространилась через компонент до полного разрушения.
Есть также несколько основных формул для определения максимальных напряжений в этом типе геометрии, когда к нам применяется изгибающий момент. Формула в данном случае следующая:
σ _max = k _t * σ _ср
Где:
K, t – коэффициент концентрации напряжений
σ, ср – среднее напряжение в элемент
Во многих простых геометрических формах коэффициент концентрации напряжений определяется для ряда геометрических форм.На диаграмме ниже показаны кривые этих факторов и зависимость от соотношений критических размеров.
Эта диаграмма используется путем деления сначала большого диаметра на меньший. Допустим, у нас есть стержень диаметром 2 дюйма, который уменьшен до 1 дюйма; что дает нам D / d, равное 2. Затем мы смотрим на отношение радиуса к меньшему диаметру.
В качестве другого примера предположим, что радиус равен 0,1 дюйма, поэтому у нас есть отношение r / d 0,1. Если мы посмотрим на диаграмму выше, нам нужно найти кривую, которая представляет D / d, равное 2.Затем мы смотрим на ось x, чтобы определить отношение r / d, равное 0,1, и смотрим на ось Y, чтобы получить коэффициент концентрации напряжений около 1,8.
На изображении ниже все это показано в графическом формате.
Важно отметить, что эта формула изменяется в зависимости от случая нагружения и геометрии, поэтому я рекомендую вам дополнительно изучить диаграммы для дополнительных геометрий. Теперь, когда мы понимаем основы, мы можем перейти к некоторым примерам корректировки концентраций напряжений.
Реальные примеры
В этом разделе мы рассмотрим несколько реальных примеров и то, как мы можем снизить пиковые напряжения в месте концентрации напряжений.Первый пример, который мы рассмотрим, – это наш исходный компонент с роликами. Если вы помните, у нас был очень маленький радиус 0,01 дюйма на ступеньке диаметра. Теперь мы собираемся увеличить этот диаметр до 0,08 дюйма, чтобы посмотреть, насколько мы можем уменьшить напряжения.
Первое изображение – это исходные напряжения, а второе – приведенные напряжения с большим радиусом.
Мы видим, что напряжения снизились с 14419 фунтов на квадратный дюйм до 3873 фунтов на квадратный дюйм. Несмотря на то, что эта разница довольно велика из-за чрезвычайно малого исходного радиуса, она заставляет задуматься о том, насколько концентрация напряжений может влиять на напряжения в детали.
В следующих двух примерах мы рассмотрим некоторые геометрические формы с приложенной растягивающей нагрузкой вместо изгибающего момента. Первая часть – это опорный кронштейн, на котором крепится латунный штифт. К латунному штифту обычно прикладывается направленная вверх нагрузка, а основание крепится болтами к неподвижной пластине, как показано на изображении установки ниже.
Как вы, вероятно, ожидали, мы снова запустили FEA, чтобы получить базовое значение напряжения, прежде чем вносить какие-либо изменения. Результаты этого исследования показаны ниже.
Напряжения в основании с малыми радиусами (0.030 ”), безусловно, имеют высокую концентрацию, превышающую 68,0000 фунтов на квадратный дюйм. К настоящему времени мы можем предположить, что больший радиус должен помочь снизить здесь напряжения, даже при сильно отличающемся нагружении и геометрии. В следующем моделировании я увеличил радиусы с 0,030 дюйма до 0,080 дюйма, и результаты стали намного лучше, как показано ниже.
Если бы я хотел получить еще более низкие напряжения, я мог бы сделать это, утолщив фланец, к которому прикреплен этот узел. Вы можете увидеть светло-голубую окраску, которая показывает, как эта деталь прогибается под нагрузкой.
В нашем следующем примере у нас есть плоская пластина с ромбовидным отверстием, вырезанным из центра. К одному концу приложена нагрузка, а другой конец зафиксирован, как показано на схеме ниже.
Я уверен, что вы уже догадались, что самые высокие напряжения будут находиться в верхнем и нижнем углах ромбовидного отверстия. Если это так, вы были абсолютно правы. На следующем изображении показаны результаты этого моделирования.
Мы видим, что концентрация напряжений именно там, где мы ожидали.Мы знаем, что можем увеличить радиусы, но что, если бы мы хотели просверлить это отверстие вместо того, чтобы использовать фрезу или пуансон? Можем ли мы использовать круг большего диаметра, эффективно уменьшая общий материал детали и при этом снижая напряжения?
Совершенно верно! Как показано на изображении ниже, то же моделирование было выполнено с круглым отверстием, диаметр которого больше, чем расстояние от верха до низа ромбовидного отверстия выше.
Мы можем видеть, что, хотя область напряжения больше, величина пикового напряжения составляет примерно 1/3 от исходного случая.При аналогичном подходе, но в другом применении, ремонтные центры обычно просверливают отверстие в конце трещины, чтобы уменьшить высокую концентрацию напряжений, связанную с очень малым радиусом на вершине трещины.
Я надеюсь, что к настоящему времени идея определения и снижения концентраций напряжения ясна, и вы уже на правильном пути к совершенствованию конструкции. Хотя здесь я использовал программу FEA для определения величины напряжений, есть несколько общих рекомендаций, которые можно использовать для улучшения конструкции.
Общие рекомендации и проблемы, которых следует избегать
Когда дело доходит до обычных методов снижения напряжений, следующий список включает несколько простых элементов, которые помогут вам быстро начать работу:
Сделайте радиусы на пути нагрузки такими же большими, как вы удобно делать их.
По возможности ограничивайте отношение большого элемента к мелкому.
Добавьте отверстия для снижения напряжения на концах щелей, острых углов или трещин, чтобы снизить концентрацию напряжений.
Обратитесь к диаграммам концентрации напряжений, чтобы понять, когда вы находитесь в области убывающей отдачи по отношению к размеру радиуса.
Вот некоторые общие проблемы, которых следует избегать:
Не используйте острые углы на пути загрузки.
Не делайте больших переходов между загруженными элементами. Несоответствие жесткости приведет к значительному увеличению концентрации напряжений.
Не думайте, что радиус одного размера подходит для всех элементов.Помните, что концентрация напряжения основана на соотношении, а не на величине.
Не создавайте концентрацию напряжений при высокой циклической нагрузке, если вам абсолютно необходимо использовать острый угол.