27 Wrzesień 2016

Elektrostymulacja nerwowo-mięśniowa

Tło:

Dotychczas przeprowadzone badania wykazały, że zwłaszcza trening o wysokiej intensywności (High Intensity Training – HIT) indukuje nasiloną odpowiedź hormonalną, o której wiadomo, że jest niezwykle istotna dla procesów adaptacyjnych oraz że trening typu HIT pozwala na szybką poprawę wytrzymałości. Z uwagi jednak na bardzo wysokie wymagania stawiane przez HIT różnym tkankom i organom, nie jest to strategia właściwa, czy wręcz możliwa do realizacji np. przez sportowców w okresie leczenia kontuzji czy osoby ze schorzeniami układu krążenia.

W związku z powyższym bardzo pożądane wydaje się znalezienie metody pozwalającej na intensyfikację treningu wytrzymałościowego bez konieczności obciążania poszczególnych tkanek czy narządów wytężonym wysiłkiem fizycznym.

Cel badania:

Ocena wpływu elektrostymulacji (E) w czasie jazdy na rowerze na poziom miokin i markerów uszkodzeń mięśni oraz odpowiedź na pytanie o przydatność elektrostymulacji w indukowaniu silnych lokalnych bodźców oddziałujących na mięśnie szkieletowe w czasie treningu wytrzymałościowego bez konieczności stosowania dużego obciążenia fizycznego mięśni intensywnym treningiem.

Testowany produkt:

Plan badania i zastosowane metody:

Nierandomizowane badanie obserwacyjne z grupą kontrolną.

Uczestnicy: 13 zdrowych ochotników.

Metody: Uczestnicy wzięli udział w 3 eksperymentalnych próbach trwających po 60 min, które przeprowadzono w kolejności losowej:

  • jazda na rowerze (C),
  • jazda na rowerze z równoczesną elektrostymulacją (C+E),
  • elektrostymulacja (E).

Parametry elektrostymulacji:

  • częstotliwość 60 Hz, szerokość pulsacji 400 µsec. Natężenie ustalano indywidualnie dla każdego uczestnika i każdej grupy mięśniowej na maksymalnym tolerowanym poziomie,
  • elektrody okrężne wokół uda i podudzia dostarczały równoczesnej stymulacji agonistów i antagonistów,
  • elektrostymulacja trwała nieprzerwanie w czasie próby, niezależnie od jazdy na rowerze.

Analizowane parametry: Analizie poddano poziom następujących substancji:

  • interleukina-6 (IL-6),
  • czynnik neurotropowy pochodzenia mózgowego (BDNF),
  • kinaza keratynowa (CK),
  • mioglobina.

Wyniki określano przed każdą próbą a następnie 30 min, 60 min, 240 min oraz 24 h po każdej próbie.

Rezultaty:

  • tylko po próbie C + E odnotowano istotny wzrost poziomów CK i mioglobin,
  • poziom BDNF oraz IL-6 wzrósł znacząco po próbach C oraz C+E,
  • wzrosty poziomu IL-6 były znacząco większe po próbach C+E niż po próbach C,
  • bolesność mięśni była większa po próbach C+E w porównaniu z pozostałymi próbami we wszystkich punktach czasowych po zakończeniu prób. Próby C oraz E nie różniły się pod tym względem między sobą.

Dyskusja:

  • IL-6 odgrywa ważną rolę w utrzymywaniu stałego poziomu glukozy i oksydacji tłuszczów,
  • większe wzrosty IL-6 po próbach C+E w porównaniu do C mogą być skutkiem rekrutacji dodatkowych włókien mięśniowych w wyniku elektrostymulacji. We wcześniejszym badaniu wykazano, że IL-6 jest uwalniana przez tkankę mięśniową w odpowiedzi na stan zapalny i uszkodzenie mięśnia,
  • BDNF odgrywa kluczową rolę w regulacji przeżycia, wzrostu i prawidłowej funkcji neuronów. Poza tym czynnik ten jest również kluczowym komponentem głównych szlaków metabolicznych i regulatorem metabolizmu mięśni szkieletowych,
  • wyniki pomiaru poziomu BDNF są zgodne z wcześniej przeprowadzonymi badaniami i wskazują na znaczący wzrost stężenia tego czynnika po wysiłku fizycznym,
  • wcześniej przeprowadzone badania wykazały związek wysiłku fizycznego ze znacznymi zmianami poziomu cytokin (stanu zapalnego) i markerów uszkodzeń tkanki mięśniowej, dzięki czemu wzrost poziomu tych substancji może posłużyć do oceny ilościowej obciążenia fizycznego organizmu. Związek kinazy keratynowej (CK) oraz mioglobiny z uszkodzeniami mięśni jest dobrze znany, z maksymalnym poziomem CK po około 24 h do 72 h, podczas gdy wzrost poziomu mioglobiny utrzymuje się znacznie krócej. Potwierdziły to wyniki otrzymane w niniejszym badaniu,
  • znaczący wzrost poziomu obu markerów wyłącznie po próbie C+E wyraźnie wskazuje na istotne uszkodzenia powysiłkowe mięśni w wyniku elektrostymulacji przeprowadzanej w czasie jazdy na rowerze. Większe wzrosty poziomów markerów mogą być spowodowane dodatkową rekrutacją włókien mięśniowych (typu II), ale bardziej prawdopodobne jest to, że wynikają one ze skurczów ekscentrycznych (które normalnie nie występują w czasie jazdy na rowerze) kiedy mięsień agonista i antagonista są jednocześnie stymulowane w związku z zastosowaniem elektrod okrężnych.

Wnioski:

Większe wzrosty CK, mioglobiny oraz IL-6 po próbie C+E pośrednio wskazują na to, że aktywowana została większa masa mięśniowa oraz że elektrostymulacja stosowana w czasie wysiłku fizycznego indukuje większe uszkodzenia powysiłkowe mięśni szkieletowych niż ma to miejsce w braku elektrostymulacji czasie wysiłku (próba C).

W związku z powyższym elektrostymulacja w czasie jazdy na rowerze może być stosowana w celu nasilonego lokalnego stymulowania mięśni szkieletowych, nawet wówczas gdy aktualne obciążenie fizyczne jest małe lub umiarkowane. Może to wynikać z aktywacji dodatkowych włókien mięśniowych oraz umiarkowanej pracy ekscentrycznej, która ma miejsce ze względu na równoczesną aktywację mięśni agonistów i antagonistów. Należy jednakże pamiętać, że w sytuacji takiej dochodzi do większego obciążenia mięśni szkieletowych.

Konkluzja:

Przeprowadzone badanie wykazało, że elektrostymulacja równoczesna z małym lub umiarkowanym obciążeniem fizycznym indukuje silny bodziec obejmujący daną grupę mięśni szkieletowych, tym samym intensyfikując trening wytrzymałościowy.

Pubmed Pubmed link
Acute effects of superimposed electromyostimulation during cycling on myokines and markers of muscle damage.

Link do artykułu źródłowego – http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25730652