Эффективность EMS-тренировок для предотвращения атрофии и наращивания мышечной массы: исследование и доказательства

Отдел Исследований NobleRise 20 апреля 2023
Участник исследования, получающий ограничение кровотока и электрическую стимуляцию мышц для предотвращения мышечной атрофии (фото взято из статьи Колледжа Биологических Наук, Онтарио, Канада. Автор фото Дж. Берр)

Исследование было впервые опубликовано в The Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle — рецензируемом международном журнале, посвященном публикации как научных, так и клинических материалов, касающихся кахексии и саркопении, а также состава тела и его физиологических и патофизиологических изменений.

 

Содержание статьи


1. Введение
2. Эксперименты на клеточных культурах
3. Исследования на животных
4. Исследования на людях
5. Выводы

Введение

Мышечная атрофия – это уменьшение мышечной массы и силы, которое часто происходит из-за недостатка физической активности, травм или длительной обездвиженности. EMS-тренировки помогают предотвратить атрофию за счет регулярной стимуляции мышечных волокон, что поддерживает их активность и тонус.

Положительное влияние физических упражнений на качество и продолжительность жизни является многократно доказанным фактом. Даже среди здоровых людей существует четкая взаимосвязь между образом жизни и вероятностью сердечно-сосудистых заболеваний и атрофии мышц. Согласно исследованию, опубликованному в 2015-м году, малоподвижный образ жизни является прямым фактором риска саркопении.

Таким образом, снижение вероятности мышечной атрофии и адаптация к физическим нагрузкам способны значительно улучшить жизненные показатели, а также ее продолжительность. Тем не менее одним из главных препятствий для регулярных упражнений является нехватка свободного времени. Решением данной проблемы может являться применение альтернативных тренировочных методик, которые занимают меньше времени с сохранением эффективности.

Одним из таких вариантов является электромиостимуляция (EMS-тренировки), которые в последнее время становятся все более популярными в различных видах спорта. Эффективность данных методик доказана не только экспериментально на клетках и тканях, но и путем исследования на людях.

 

EMS-тренировки в тренажерном зале

Эксперименты на клеточных культурах

Первые исследования эффектов EMS на клетках были проведены еще в 1994-м году. Верле и его коллеги создали культуры мышечных трубок из сателлитных клеток трех мышц крысы с различным составом волокон: медленно сокращающейся камбаловидной мышцы, диафрагмы и быстро сокращающейся передней большеберцовой мышцы. Электрическая стимуляция этих культур  проводилась в течение 13 дней. Импульсы длительностью 250 мс с частотой 40 Гц, повторяющиеся каждые 4 секунды,  приводили к переключению изоформы, о чем свидетельствует увеличение экспрессии медленного миозина

Более поздние исследования позволили установить конкретные биохимические процессы, происходящие в миоцитах на фоне электростимуляции. В частности, она вызывает активацию АМФ-активируемой протеинкиназы (AMPK), эндотелиальной синтазы оксида азота (eNOS), инсулинзависимого белка-переносчика глюкозы (GLUT4) и других субстанций, регулирующих энергетический баланс и метаболизм клетки. Более того, EMS-стимулированная транслокация GLUT4 способствует предотвращению инсулинорезистентности – важного фактора риска сахарного диабета и сердечно-сосудистых заболеваний.

Данные, полученные в ходе молекулярных исследований, отражают воздействие EMS на мышечную ткань в целом.

Исследования на животных

Более детальные исследования влияния EMS на организм животных проводились с целью изучения воздействия различных видов импульсации. В частности, исследование 2012 года предполагало электромиостимуляцию с частотой 20 Гц дважды в день в течение 3 часов. Стимуляции подвергалась одна конечность подопытной мыши, тогда как вторая служила контрольной. Камбаловидная мышца, подверженная EMS, продемонстрировала значительный рост мышечной массы и пиковой силы.Данные изменения, вероятно, обусловлены увеличением количества миосателлитов и торможением гибели клеток.

Этот эффект также был ранее описан в 2010-м году другими учеными. В течение 28 дней исследователи выполняли низкочастотную EMS (20 Гц в течение 3 часов).

Другие исследования в 2017 г.(Nakagawa и коллеги)  и в 2015 г. (Xing и коллеги) годов наглядно продемонстрировали, что электромиостимуляция способствует торможению атрофических процессов мышечной ткани.

В совокупности данных, электрическая стимуляция кажется эффективной в противодействии мышечной атрофии и мышечной дисфункции в экспериментальных моделях атрофии. Активация пролиферации сателлитных клеток и предотвращение клеточного апоптоза, по-видимому, являются важными механизмами, инициирующими эти положительные эффекты.

Исследования на людях

Как показано во многих исследованиях, нервно-мышечная электрическая стимуляция (NMES) может быть эффективным альтернативным подходом к увеличению мышечной массы и силы нижних конечностей при многочисленных заболеваниях, связанных с мышечной атрофией (резюмировано в исследовании Thierry Paillard)
Данная методика наиболее полезна для людей с саркопенией, неспособных регулярно выполнять физические упражнения. Эксперимент, проведенный в 2014-м году среди лиц старше 75 лет, продемонстрировал увеличение площади поперечного сечения прямой мышцы бедра примерно на 30% после 4 месяцев EMS (всего 48 сеансов).

Увеличение мышечной массы под влиянием EMS обусловлено не только стимуляцией мышечного анаболизма, но и торможением катаболических процессов. Последнее достигается за счет экспрессии ферментов MafBx и MuRF1, подавления мРНК миостатина, угнетения образования активных форм кислорода. Также было установлено, что для пожилых людей EMS более эффективна по сравнению с произвольными тренировочными программами.Еще в 1998-м году было выдвинута гипотеза об эффективности комбинирования физических упражнений и EMS-тренировок. С тех пор были проведены многочисленные исследования применения электромиостимуляции в сочетании со стандартными тренировками в различных видах спорта.

Наиболее подходящие универсальные параметры EMS, необходимые для наращивания мышечной массы могут варьироваться в зависимости от ситуации. Основываясь на нескольких статьях, в 2018-м году Paillard определил следующие параметры: двухфазный ток, длительная импульсация (300-450 мкс), высокая частота (50-100 Гц у молодых и около 30 Гц у пожилых людей), период релаксации не короче времени стимуляции, максимально переносимая интенсивность, периодичность не менее 3 сеансов в неделю в течение 5-6 недель.

Говоря об осложнениях применения EMS, стоит отметить задокументированные случаи резкого повышения концентрации креатинкиназы в крови, что может являться признаком тяжелого рабдомиолиза. При этом каких-либо других признаков рабдомиолиза в ответ на EMS не наблюдалось. Тем не менее ряд авторов указывает на необходимость постепенного усиления параметров стимуляции, что поможет избежать быстрого нарастания уровня креатинкиназы. Это подтверждается тем, что в дальнейшем при использовании EMS рост показателя замедлялся и со временем достигал значения, стандартного для тренировок с отягощением.

Выводы

Основываясь на многочисленных данных, приведенных в научной литературе, можно сделать вывод о безопасности и эффективности EMS для профилактики саркопении и увеличения мышечной массы. Электромиостимуляция может являться ценной методикой лечения пациентов с саркопенией и сердечно-сосудистыми заболеваниями при невозможности использования традиционных вспомогательных методов. Кроме того, EMS может использоваться в качестве промежуточной стадии перед стандартными тренировками, если физическое состояние человека не позволяет сразу начать тренировочный процесс.

В то же время электромиостимуляцию не стоит рассматривать в качестве замены тренировок в целом, поскольку их положительный эффект основывается не только на наращивании мышечной массы. Тренировочные программы способствуют не только развитию мышечной ткани, но и улучшению функции дыхательной и сердечно-сосудистой систем.

Для людей пожилого возраста довольно распространенными являются атрофические процессы мышечной ткани. Это связано с низкой подвижностью и неспособностью выполнять стандартные тренировочные программы в полном объеме. Внедрение EMS в практику позволит добиться положительных результатов без дополнительных временных затрат.

 

————

Статья написана на основе исследования  опубликованного в 2018-м году в издании The Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle.
© emsnoble.ru, 2021. Все права защищены. Полное или частичное использование статьи возможно только с указанием ссылки на emsnoble.ru

Автор статьи Отдел Исследований NobleRise

Следите за нашими
публикациями

    Присоединяйтесь к нам
    в социальных сетях

    Всё самое интересное и актуальное о
    NobleRise и EMS-технологиях в наших
    аккаунтах в популярных социальных
    сетях!

    ПОДПИШИТЕСЬ

    Получить предложение


      Отправить заявку

        Политика конфиденциальности

        Настоящая Политика конфиденциальности персональных данных (далее – Политика конфиденциальности) действует в отношении всей информации сайта, расположенного на доменном имени ,

        1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
        1.1. Использование Пользователем сайта означает согласие с настоящей Политикой конфиденциальности и условиями обработки персональных данных Пользователя.
        1.2. В случае несогласия с условиями Политики конфиденциальности Пользователь должен прекратить использование сайта.
        1.3. Настоящая Политика конфиденциальности применяется только к этому сайту. Администрация сайта не контролирует и не несет ответственность за сайты третьих лиц, на которые Пользователь может перейти по ссылкам, доступным на сайте.
        1.4. Администрация сайта не проверяет достоверность персональных данных, предоставляемых Пользователем сайта.

        1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 2 ЧАСТЬ
        1.1. Использование Пользователем сайта означает согласие с настоящей Политикой конфиденциальности и условиями обработки персональных данных Пользователя.
        1.2. В случае несогласия с условиями Политики конфиденциальности Пользователь должен прекратить использование сайта.
        1.3. Настоящая Политика конфиденциальности применяется только к этому сайту. Администрация сайта не контролирует и не несет ответственность за сайты третьих лиц, на которые Пользователь может перейти по ссылкам, доступным на сайте.
        1.4. Администрация сайта не проверяет достоверность персональных данных, предоставляемых Пользователем сайта.