Версия для печатиСпортивная медицина » Лечение, реабилитация и профилактика » Лечение и реабилитация » Электромиостимуляция

Электростимуляция мышц в спортивной медицине


В физиологических условиях скелетные мышцы сокращаются по желанию человека под воздействием сигналов из центральной нервной системы (ЦНС). Такое сокращение называют произвольным (ПС). Сокращение мышц также можно вызвать электрическими импульсами пороговой или надпороговой силы, которые будут, подобно нервным импульсам, возбуждать мышечные и/или нервные клетки, но извне. Такая процедура получила название электростимуляции мышц или электромиостимуляции (ЭМС). Поскольку порог возбудимости аксонов в 20 раз ниже, чем у мышечных волокон[1], электрический ток активирует нервы прежде, чем мышечные волокна. Электрический импульс передается через кожу с помощью поверхностных электродов, помещенных на проекции двигательной точки мышцы. ЭМС создает большую нагрузку на обмен веществ в мышечной ткани и вызывает значительную физиологическую адаптацию[2].

Еще в 1948 году А. М. Кашпур определил, что содержание гликогена в мышцах увеличивается после 3-5 дней электростимуляции; количественные изменения зависят от длительности курса и сеансов. Скелетная мышца после электростимуляции повышает свою работоспособность, что находит свое отражение в увеличении аэробного потенциала, повышении интенсивности гликолиза и соответствующих механизмов ресинтеза АТФ, что показано в исследованиях Ф. Э. Звягиной с соавторами (1951). Л. Новаковская (1962) отмечает, что после сеанса электростимуляции повышаются возбудимость и лабильность стимулируемой мышцы, повышаются также силовые и скоростно-силовые возможности стимулируемых мышц[3].

Г. Г. Андрианова определила, что за время 10-минутной электростимуляции кровоток мышцы увеличивается на 45%[4]. По данным биохимических исследований А. В. Паладина, Н. Я. Яковлева (1970), под влиянием электростимуляции увеличивается энергетический потенциал мышц и всего организма, возрастает активность ферментативных систем. Это усиливает окислительные процессы и преобразования в мышцах гликогена, который становится более доступным ферментативным воздействиям. Предотвращается накопление молочной кислоты[3].

Колесников Г. Ф. отмечает, что вызываемые электрическими импульсами тетанические сокращения мышц и последующие расслабления усиливают в них крово и лимфообращение, способствуют доставке питательных веществ к мышце, обеспечивают выделение недоокисленных продуктов, способствуют накоплению в мышце ионов кальция, натрия и железа[5].

В исследованиях В. Ю. Давиденко, Г. Ф. Колесникова отмечается, что при систематической электростимуляции отдельных групп мышц происходят благоприятные биохимические сдвиги в нетренируемых симметричных мышцах, а также сдвиги во всем организме, в частности, в механизмах нервной и гуморальной регуляции. Электростимуляция приводит к увеличению энергетических резервов мышц, повышению функциональных свойств всего организма. Кроме того, в исследованиях установлено, что электростимуляция приводит к так называемой миофибрилярной гипертрофии мышц за счет увеличения синтеза белков и содержания РНК в мышце[5,6].

В настоящее время метод электростимуляции мышц применяется в спортивных тренировках для улучшения мышечных характеристик, а также в реабилитационной медицине для восстановления свойств мышц после травм и операций[7]. Также известно, что длительное применение ЭМС с целью оптимизации двигательной активности помогает увеличить массу[8,9], силу[9,10], мощность[10], иннервацию[9] и выносливость[11] мышц, которые можно объединить под общим термином «нейромышечная адаптация». В терапевтической практике (нарушение движений в коленном суставе после операции), ЭМС помогает бороться с:

  • атрофией мышц[12-18];
  • потерей мышечной силы[19-26];
  • изменением показателей электромиографии (ЭМГ)[27,28];
  • снижением функциональных возможностей мышц-разгибателей колена[16,29-31] (таких как ходьба, подъемы по ступеням, приседания на одной ноге, вертикальный прыжок).

Отечественными исследователями в наибольшей степени влияние электростимуляционной тренировки на развитие мышечной силы у спортсменов изучено в исследованиях Я.М. Коц и В.А. Хвилон[33-35].

Всего в их экспериментах принимало участие 185 спортсменов. У всех испытуемых на протяжении электростимуляционной тренировки происходило постепенное увеличение максимальной произвольной силы стимулируемых мышц. После 9 тренировочных дней прирост составил 30% к исходным показателям, при этом после одинакового числа тренировок величина прироста силы сгибателя плеча примерно одинакова при каждодневной тренировке и при тренировке через день. После 19 дней прирост составил 38,4%, хотя в дальнейшем идет замедление темпов прироста силы. Статистический анализ показал, что между приростом силы и исходными показателями силы нет тесной корреляционной зависимости (r = 0,17). Также происходило увеличение мышечной массы. После 19 электростимуляционных тренировок четырехглавых мышц обеих ног увеличилась высота прыжка вверх с места на 16,1 % к исходному уровню. Достигнутый прирост мышечной силы в значительной мере сохраняется даже через 6-7 месяцев, снижаясь лишь на 15%.

В.Ю. Давиденко в эксперименте показал, что у спортсменов за три недели электростимуляционной тренировки сила трехглавой мышцы плеча достоверно возросла. Одновременно отмечается увеличение окружности расслабленного плеча. Также было установлено, что после курса электростимуляции мышц нижних конечностей (12-15 сеансов) улучшились показатели в прыжке вверх на 21,2%. Наряду с увеличением силы мышц при электростимуляционной тренировке повышается и их скоростно-силовые качества[10].

Однако нейромышечная адаптация, вызываемая ЭМС в здоровых или бездействующих мышцах, равна или меньше, чем та, которую вызывают ПС[7,36,37]. Действительно, исследования, в которых сравнивался эффект различных программ тренировки, показали, что ЭМС у здоровых пациентов вызывает нейромышечную адаптацию либо более слабую[38,39], либо такую же[40-43], как ПС. У пациентов после травмы и/или операции колена ЭМС, применяемая с целью повышения мышечной силы, может быть менее эффективной, чем ПС[44], или эквивалентной им[25,45]. ЭМС может быть и более эффективной, чем ПС[14,22]. Те редкие случаи, в которых ЭМС более действенна, чем ПС, связаны с пациентами, которые не могут самостоятельно совершать эффективные мышечные сокращения[46]. В этом случае рекомендуется сразу назначать ЭМС на ранних этапах послеоперационной реабилитации[22].

Исследование 2005 года показало, что длительное применение электростимуляции в комбинации с ПС (электрическая стимуляция во время произвольных мышечных действий) у здоровых людей не вызывает большей нейромышечной адаптации, чем ПС в отдельности[47]. Однако, как сообщалось в этой же работе, если сравнивать с ЭМС в отдельности, то эффект (нейромышечная адаптация) от комбинирования двух типов сокращения мышц был более значительным. Таким образом, представляется теоретически возможным, что совмещение ЭМС и ПС позволяет полностью или частично кумулировать эффект физиологической адаптации, вызываемый каждым из этих методов. Что касается вопроса о потенциальной кумуляции физиологического эффекта от применения ЭМС и ПС по отдельности, не в единой программе (как при «комбинированном методе» (КМ), в котором ЭМС дополняется ПС), то он пока остается открытым. Целью настоящей статьи является обзор информации о нейромышечных эффектах, наблюдаемых в программах с использованием КМ. Если говорить более точно – сравнение эффекта нейромышечной адаптации при применении КМ и ПС/ЭМС по отдельности на примере здоровых субъектов/спортсменов и пациентов после операции по поводу травмы колена.

Различие острых физиологических эффектов, вызываемых электромиостимуляцией и произвольными мышечными сокращениями

ЭМС и ПС представляют собой разные режимы активации мышц и оказывают различное острое физиологическое действие на нервно-мышечную систему.

Включение двигательных единиц

Во время произвольных мышечных движений у здоровых субъектов двигательные единицы (ДЕ) включаются в определенном порядке – от меньших к большим, в соответствии «принципом величины» – законом включения ДЕ в ответ на стимуляцию разной интенсивности[48]. Как считают авторы указанной работы, включение ДЕ происходит в результате прохождения синаптического сигнала в двигательный нейрон, поэтому мелкие двигательные нейроны, имеющее более высокое входное сопротивление, включаются легче и быстрее, чем крупные нейроны. Это явление наблюдается вне зависимости от того, какое мышечное действие совершается: растяжение, изометрическая работа или сокращение[49]. В процессе ЭМС, напротив, ДЕ стимулируют электрическим током, который прилагают извне к аксонам нервных клеток (хорошо проводящая внеклеточная среда дает физиологический путь для «короткого замыкания»), и в этом случае крупные нейроны с их более низким входным сопротивлением оказываются легче возбудимыми[50]. Следовательно, крупные ДЕ включаются раньше мелких, независимо от силы тока[50]. ЭМС вызывает преимущественное включение ДЕ, расположенных непосредственно под электродами[51]. Выяснено, что такими ДЕ, расположенными поверхностно в стимулируемых мышцах, являются крупные ДЕ[52]. Гарнет и Стивенс[53] также пишут, что стимулируя ноцицептивные кожные рецепторы, ЭМС возбуждает рефлекторную дугу, активирующую крупные двигательные нейроны и, следовательно, крупные ДЕ. Этим обусловлена особенность ЭМС: она включает ДЕ в порядке в целом обратном тому, который наблюдается при ПС[54,55]. Впрочем, Фейерейзен и др.[56] указывают, что на порядок включения ДЕ также могут влиять величина и морфология ветвей аксонов в стимулируемой области.

Мышечная сила

Эдвардс и др.[57] заметили, что ЭМС вызывает искусственную синхронизацию импульсации ДЕ. При ПС такой синхронизации не возникает, поскольку включение ДЕ происходит асинхронно[58]. Кроме того, более крупные ДЕ развивают большую силу, чем мелкие ДЕ[59]. По этой причине можно было бы справедливо ожидать, что мышечное действие, возбужденное электрически извне, происходит с большей силой, чем произвольное сокращение. Тем не менее, мышечная сила ПС больше, чем та, которую вызывает ЭМС[37]. Этот парадокс объясняется двумя причинами. Во-первых, при ЭМС максимальная переносимая пациентом сила импульса, как правило, меньше, чем та, которая участвует в произвольных движениях, поскольку электрический ток при увеличении неизбежно будет производить вредные воздействия, что ограничивает оптимальное пространственное включение ДЕ[7]. Во-вторых, ЭМС стимулирует только определенную мышцу, на которой расположены электроды. Любое произвольное движение подразумевает включение нескольких мышц-синергистов и стабилизаторов, которые не стимулируются ЭМС. Таким образом, ЭМС не улучшает межмышечную координацию и потому не приносит выигрыша в силе при одно- и многосуставных движениях[60].

Усиление метаболизма

С принципом преимущественного включения более крупных волокон при ЭМС согласуется следующее наблюдение Вандертоммена и др.[61]: после прерывистой стимуляции низкой интенсивности, соответствующей 10% максимального произвольного сокращения, ЭМС закисляет цитоплазму сильнее, чем ПС. ЭМС резко усиливает анаэробный гликолиз – производство организмом энергии путем разложения креатинфосфата и гликогена, сопровождающееся образованием лактата и снижением внутриклеточного pH, приводящим к быстрой усталости мышц[61-63]. Следовательно, ЭМС вызывает более резкое снижение амплитуды импульсов внутримышечных ДЕ[64], чем произвольные сокращения. При низкой нагрузке ЭМС может улучшить потребление энергии, окисление углеводородов и поглощение глюкозы организмом в целом в гораздо большей степени, чем ПС[65]. Таким образом, активизация метаболизма при ЭМС происходит по совсем другой схеме, чем при ПС, и в этом причина различий в эффектах мышечной усталости, вызываемых этими двумя способами активации мышц.

Мышечная усталость

При длительных сокращениях с субмаксимальной нагрузкой ЦНС сперва избирательно задействует одни мелкие ДЕ, а затем, когда они достигают определенного уровня усталости, заменяет их другими ДЕ (поочередное включение), в то время как ЭМС включает путем стимуляции крупные ДЕ[66]. Мелкие ДЕ состоят из медленно сокращающихся выносливых волокон, а крупные ДЕ – из быстро сокращающихся и быстро устающих волокон. По этой причине при заданной интенсивности и длительности стимуляции мышечная усталость при ЭМС появляется быстрее, чем при ПС. Также при ЭМС усталость более сильная[67,68] и более избирательная (быстрые ДЕ)[64], чем при ПС. Кроме того, ЭМС создает больше болезненности и микроповреждений в мышцах, чем ПС[69].

Выводы

ЭМС и ПС могут рассматриваться как взаимодополняющие способы стимуляции различной природы, вызывающие разные острые физиологические эффекты. По этой причине, в режиме длительного применения (тренировочные программы), комбинация ЭМС и ПС теоретически может вызывать большую физиологическую адаптацию (количественную адаптацию), чем каждый из этих способов по отдельности. Помимо этого, такая комбинация может порождать дополнительные эффекты физиологической адаптации (качественная адаптация).

Воздействие тренировочных программ с использованием комбинированного метода на здоровых субъектов и спортсменов

КМ испытывали в режиме спортивных тренировок с сопротивлением или без него, в комбинации с ЭМС.

Нейромышечная адаптация

Описываемый метод дает ощутимый прирост мышечной силы. Результаты, полученные при использовании КМ, более значительны, чем те, которые дает использование ПС или ЭМС по отдельности. Только Венабль и др.[70] сообщают, что КМ увеличивает мышечную силу не более, чем ПС. В работе Венабля и др.[70], тем не менее, указывается, что интенсивность ЭМС была субмаксимальной (60% от максимального произвольного сокращения четырехглавой мышцы бедра). И хотя Пишон и др.[71] и сообщают, что при субмаксимальной интенсивности было бы возможно достичь увеличения силы, другие исследования говорят о том, что ЭМС высокой интенсивности приводит к положительной нейромышечной адаптации, в основном, если ее используют в составе КМ. Далее, Делитто и др.[72] показали, что ЭМС в сочетании с тренировкой на поднятие тяжестей (КМ) увеличивала мышечную силу больше, чем такая тренировка в отдельности. Дервисевик и др.[73] также пришли к выводу, что изокинетическая тренировка, дополненная ЭМС, вызывала большую адаптацию, чем каждый из этих способов по отдельности. Другие сообщения подтверждают, что если объединить ЭМС со спортивными тренировками (например, плавание, баскетбол, волейбол, хоккей, регби) или физкультурными занятиями, то такой комбинированный метод дает больший эффект с точки зрения увеличения мышечной силы, чем просто ПС[10,71,74-78]. Эти данные весьма интересны для спортсменов, поскольку нейромышечная адаптация, достигаемая с помощью КМ, могла бы помочь улучшить их показатели в спорте[71,76].

Что касается влияния тренировок на площадь поперечника мышцы, то здесь КМ и ЭМС оказываются более эффективны, чем ПС[78]. Кроме того, сообщается о том, что КМ может изменить объемное соотношение разных типов волокон[72]. Эти авторы пишут об увеличении крупных волокон после тренировочных программ с использованием КМ. Однако исследование проводилось только на одном субъекте, и потому для подтверждения или опровержения их выводов необходимы дальнейшие испытания.

Сообщается также, что ЭМС улучшала нервный контроль со стороны супраспинальных центров, что приводило к подключению большего количества ДЕ[10]. Такая нейронная адаптация может влиять на нейромышечные показатели, какое бы мышечное действие не выполнялось.

Воздействие на различные мышечные действия

При ПС прирост мышечной силы зависит от вида действия (изометрическое, динамическое), скорости, положения в суставах и схем движения, применяемых в тренировке[80]. Считают, что прирост силы, создаваемый КМ, более универсален, чем тот, который получают с помощью ПС. Действительно, курс ЭМС в сочетании с ПС (спортивные тренировки с динамическими мышечными действиями) увеличивал максимальную изометрическую (ИЗО) силу[71]. К тому же, в исследованиях Пишона и др.[71], Маффиулетти и др.[74] и Бабо и др.[77] было показано, как КМ вызывает повышение пикового момента силы при концентрическом (КОН) действии при высоких и средних скоростях (120, 180, 240, 300 и 360°/с), в то время как Брошери и др.[76]. сообщают, что изокинетический момент силы увеличивался при низких скоростях (60°/с). КМ также позволял нарастить момент силы при эксцентрических (ЭКС) действиях[71,77]. Таким образом, КМ повышает пиковый момент силы больше, чем ПС, при всех типах работы мышц (ИЗО, КОН, ЭКС). Вероятно, добавление ЭМС к ПС сглаживает то различие в эффектах (нейромышечных адаптаций), которое вызывают произвольные тренировки. Объясняется это принципиальной разницей между ЭМС и сложными спортивными движениями в отношении типа мышечных действий: ЭМС проводится в изометрических условиях, в то время как спортивные движения, в основном, бывают динамическими. Следовательно, прирост силы не может быть следствием приобретения координации, специфичной для данных движений[81], поскольку ЭМС не порождает движения, и угол сгибания в суставе остается неизменным в течение сеанса стимуляции. С точки зрения физиологии, описываемые преимущества КМ могут иметь два объяснения. Во-первых, наблюдаемый прирост силы может быть отчасти объяснен адаптацией в основном крупных мышечных волокон, на которые ЭМС воздействует в первую очередь[54,55]. Прирост пикового момента силы может быть следствием адаптации нервной системы, в результате которого повышается включение крупных мышечных волокон[71,74]. Во-вторых, ЭМС создает искусственную синхронизацию импульсации ДЕ[57], чего не происходит при ПС. Наилучшую синхронизацию ЭМС вызывает при нагрузке, равной максимальному произвольному сокращению[82].

Воздействия на различные мышцы

КМ применялся целенаправленно к четырехглавой мышце бедра[10,71-76,78,79]. Малатеста и др.[75] стимулировали две мышечные группы: разгибатели колена и сгибатели подошвы, а Бабо и др.[77] – три группы: мышцы-разгибатели колена, сгибатели подошвы и ягодичные мышцы. Эффект их тренировочных программ с использованием КМ оценивался не нескольких мышцах одновременно. По этой причине, используя их результаты, было невозможно оценить вклад в этот эффект каждой отдельной мышцы. Только в работе Мафиулетти и др.[10] было показано, что КМ при одинаковом применении может увеличить максимальное произвольное сокращение разгибателей колена на 20% и сгибателей подошвы на 13%. Пишон и др.[71] оценили воздействие КМ на широчайшую мышцу спины. Сравнивая свои данные с результатами других исследований, они нашли, что эффективность КМ в отношении этой мышцы равен таковой в отношении четырехглавой мышцы бедра. Изложенное выше позволяет предположить, что КМ эффективен для увеличения силы любой мышцы.

Влияние на сложные движения

В отношении сложных динамических движений – таких как вертикальный прыжок – эффект тренировочных программ с использованием КМ также оказался весьма интересным. Несколько авторов наблюдали улучшение (увеличение высоты) вертикального прыжка после комплексных тренировок на основе КМ[10,74,75,77-79]. Их результаты показывают, что такое улучшение сохранялось дольше – до 2[10,75], 4[74] и даже 5[79] недель после окончания тренировочных программ, что заставляет предположить, что ЭМС в комбинации со спортивными тренировками может вызывать более длительную нейромышечную адаптацию. Только Брошери и др.[76] нашли, что КМ не улучшал вертикальный прыжок, хотя мышечная сила возрастала. Спортсмены, участвовавшие в исследовании Брошери и др.[76], по роду своей деятельности тренировались целенаправленно не на выполнение вертикального прыжка, а на скоростное катание на коньках (хоккеисты), в то время как субъекты других исследований[10,74,75,77] занимались именно «прыжковыми» играми (т.е. волейбол, баскетбол, регби). Эти виды спорта часто требуют вертикальных прыжков на одной или двух ногах, тем самым прицельно улучшая нейронный контроль над соответствующими мышечными функциями и/или развивая эластичность скелетных мышц. В целом, хоккейные тренировки в комбинации с ЭМС не показали эффекта в улучшении нейромышечных показателей при выполнении тех сложных движений, которые не практикуются в этом виде спорта (таких как вертикальный прыжок), однако похоже, что эффект таких комбинированных тренировок оказался достаточным для улучшения нейромышечных показателей в изокинетическом тесте – по-видимому, за счет улучшений нервной регуляции простых моносуставных движений[76]. Выполнение вертикального прыжка требует активации мышц-синергистов, которые нельзя одновременно стимулировать с помощью ЭМС[60]. В противоположность программам с использованием ЭМС, тренировки на основе ПС улучшают координацию между различными мышцами-агонистами (синергистами) и снижают коактивацию (одновременную активацию) мышц-антагонистов[83]. По этой причине, улучшение показателей комплексных движений требует развития как мышечной силы, так и двигательного контроля[84]. С этой точки зрения у субъектов исследования Брошери и др.[76] (хоккей на льду) улучшался общий контроль над нейромышечными функциями при выполнении комплексных движений, присущих их собственному спорту (бег на коньках 10 м). Такое улучшение могло быть результатом применения ЭМС, и могло оказать положительное влияние в целом на их показатели в скоростном беге на коньках. Кроме того, силовые тренировки и тренировки на развитие моторных навыков связаны с различными пластическими изменениями в ЦНС[85].

Влияние на двигательные и спортивные показатели

Для того, чтобы быть показательным, тест на спортивную эффективность должен быть основан на тех движениях, которые характерны для каждого определенного вида спорта. По данным В.В. Кузнецова, И.Н. Кравцова, В. Н. Хайченко (1976) КМ позволил повысить работоспособность легкоатлетов на 10-15%[3]. У пловцов применение КМ сокращало время заплыва на 25 м на руках, с колобашкой, зажатой между бедер, и кольцом, фиксирующим лодыжки, чтобы предотвратить движения ног во время плавания, а также улучшалось время заплыва на 50 м вольным стилем (с участием ног)[71]. Необходимо заметить, что разница в эффективности между КМ и ПС, выраженная в процентах от начальных показателей (до тренировочной программы), была значимой только для 25-метрового заплыва на руках, но не для 50 метров вольным стилем. Длина гребка (рассчитанная путем деления средней скорости заплыва на количество гребков в минуту) при применении КМ была больше, чем при ПС. При работе с хоккеистами КМ позволял сократить время забега на коньках на 10-метровую дистанцию (изменялось с помощью инфракрасных фотоэлементов), в то время как ПС не давали выигрыша в скорости[76]. У атлетов и студентов-физкультурников КМ сильнее, чем ПС, улучшал показатели в забеге на 20 м[78] и на 30 м[86], а также в прыжке в длину с места[86]. Волейболистам[10], баскетболистам[74], регбистам[77] и студентам-физкультурникам (муж.)[78,79] КМ значительнее, чем ПС, позволял улучшить высоту вертикального прыжка. Результаты тренировки ЭМС в комбинации с ПС, нацеленной на повышение мышечной выносливости, согласуются с результатами, полученными для вертикального прыжка[79]. Как указывают авторы этой работы, такая тренировка позволяла даже длительно улучшить показатели, как и программа ЭМС, нацеленная на повышение мышечной силы. Итак, чтобы улучшить мышечную выносливость без потери мощности мышц, спортсмены могут использовать электростимуляцию. Далее, по наблюдениям Бабо и др.[77], прирост изокинетического момента силы был недостаточен для того, чтобы улучшить показатели игры регбистов в схватке. В их эксперименте в схватке участвовали и форварды, и защитники. Обычно играющие слабую роль в схватке, защитники были технически менее тренированы в этих действиях. Бабо и др.[77] поясняют, что техника и координация могут иметь наибольшее значения для развития максимальной силы схватки. В этом случае их результат не следует принимать в расчет, поскольку прирост эффективности в спортивной игре имеет смысл определять на примере произвольных мышечных движений, типичных для этого вида спорта.

Очевидно, КМ улучшает нейромышечную активность, не нарушая результатов спортивных тренировок. ЭМС (проводимую в изометрических условиях) имеет смысл объединять с обычными для конкретного вида спорта тренировками (специфические динамические движения), чтобы одновременно вызывать нейромышечную адаптацию и улучшать контроль произвольных движений со стороны нервной системы. Однако для определения долгосрочного эффекта от применения ЭМС в спортивной практике требуются дополнительные исследования.

Воздействие тренировочных программ с использованием КМ на пациентов с травмами

Субъекты, перенесшие операции по поводу травмы колена, представляют особенный интерес для исследования нейромышечных эффектов, вызываемых КМ.

Наблюдения после хирургического вмешательства

При применении комбинированного метода (супрамаксимальная электрическая стимуляция накладывается на произвольные сокращения) у пациентов после операции на коленном суставе (полной артропластики, операций при остеоартрозе или реконструкции передней крестообразной связки - ПКС) был отмечен дефицит уровня возбуждения и снижение силы четырехглавой мышцы бедра[87-92]. Электрофизиологические показатели в послеоперационном периоде (медианная частота и амплитуда ЭМГ) определенно указывают на изменения в схеме активации ДЕ больших быстро сокращающихся мышечных волокон[93]. Кроме того, активацию морфологически нормальных ДЕ нарушает прерывание обратной сенсорной связи, вызванное разрывом связки[94]. Указанные авторы считают, что основной причиной сниженных показателей активности четырехглавой мышцы бедра является нарушение включения ДЕ. Кроме того, у пациентов после реконструктивной хирургии ПКС наблюдается наличие рефлекторной дуги между ПКС и мышцами задней поверхности бедра[27,28]. В норме эта рефлекторная дуга участвует в обеспечении функциональной устойчивости[95].

Физиологический эффект программ реабилитации после операций на колене исследовался именно на четырехглавой мышце бедра. Во-первых, нейрофизиологический ответ сустава на нажим может в итоге выражаться в относительном усилении действия мышц задней поверхности бедра. Соломонов и др.[94] выявили первичную быструю рефлекторную дугу между ПКС и мышцами задней поверхности бедра, а также вторичную рефлекторную дугу от механорецепторов капсулы, активирующую мышцы задней поверхности бедра и блокирующую четырехглавую мышцу. Оба рефлекса возбуждаются напряжением в суставе. Во-вторых, мышцы-разгибатели – например, четырехглавая мышца бедра – в целом более подвержены атрофии, чем сгибатели (такие как мышцы задней поверхности бедра)[96]. И действительно, три из четырех мышц задней поверхности бедра являются двухсуставными, участвующими в работе тазобедренного и коленного суставов. Благодаря этой анатомической особенности мышцы задней поверхности бедра контролируют положение и движения тазобедренного сустава, даже когда коленный сустав неподвижен. Следовательно, у мышц задней поверхности бедра сохраняется более высокий уровень активации, чем у четырехглавой мышцы бедра[87]. Два этих фактора объясняют, почему почти во всех долгосрочных исследованиях оценивался только ответ четырехглавой мышцы бедра на различные программы реабилитации.

Восстановление мышечной силы

При всех рассматриваемых патологиях (т.е. ПКС, артроскопии, полной артропластике коленного сустава, остеоартрозе) КМ позволяет компенсировать слабость мышц-разгибателей колена оперированной конечности. Этот метод (КМ) эффективнее, чем ПС, уменьшает вялость изометрических мышечных движений при послеоперационной неподвижности. Только Сиск и др.[97] и Патерностро-Слуга и др.[98] сообщили, что не обнаружили разницы между КМ и ПС в восстановлении мышечной силы в изометрическом и концентрическом режимах сокращений. ПС могут быть ограниченно действенны для восстановления силы четырехглавой мышцы бедра при наличии значительного дефицита уровня произвольного возбуждения[99]. Напротив, ЭМС в отдельности может хорошо способствовать нервномышечной адаптации[87], поскольку пациенты часто не могут произвольно сокращать мышцы в течение нескольких дней после операции[100]. Далее, Петерсон и Шнайдер-Маклер[101] предположили, что реабилитация только с помощью произвольных движений не будет достаточной для нагрузки мышцы и повышения ее силы. Крупные мышечные волокна, которые активируются с помощью ЭМС, редко, если вообще когда-нибудь, задействуются в произвольных упражнениях, особенно при наличии дефицита возбуждения[101]. КМ, по-видимому, остается оптимальным способом компенсации такого дефицита.

Кроме того, снижение потери мышечной силы при использовании КМ (с подключением ЭМС) может объясняться и поддержанием более высокого уровня нервной возбудимости мышц, что способствует реабилитации пациента после периода иммобилизации. Отчасти этот эффект может быть связан с ослаблением афферентных тормозящих воздействий от болевых и не болевых рецепторов[103]. С другой стороны, КМ лучше, чем ПС, увеличивает амплитуду сигнала ЭМГ в латеральной широкой мышце бедра и прямой мышце бедра[106]. Это указывает на то, что КМ может вызывать больше адаптивных изменений в нервных функциях, чем ПС. Также сообщается, что включение ЭМС в программы реабилитации после полной артропластики коленного сустава позволяет быстрее восстанавливать силу и возбудимость четырехглавой мышцы бедра, чем использование ПС в отдельности[99]. ЭМС целесообразно использовать как дополнение к произвольным сокращениям, так как на ранних этапах реабилитации этот метод дает повышение мышечной силы, необходимое для выполнения физических упражнений на последующих этапах[7].

Структурная адаптация

КМ значительнее, чем ПС, снижает и/или обращает процесс мышечной атрофии[103,110,111]. Аналогично, при добавлении ЭМС к непрерывному пассивному движению удавалось в большей степени приостановить атрофию мышечных волокон, чем только с помощью непрерывного пассивного движения[112]. Суэтта и др.[109] – единственные, кто сообщал, что КМ и ПС уменьшали атрофию в равной степени. У пациентов после артроскопической реконструкции ПКС, ЭМС позволяла активировать ДЕ, которые не удавалось задействовать произвольно[29].

У женщин наблюдалась более положительная реакция на ЭМС, чем у пациентов-мужчин[111]. Как пишут авторы этой работы, все обширные хирургические вмешательства приводят к увеличению выброса глюкокортикоидов и усилению катаболических процессов, а следовательно, к некоторой потере мышечной массы. Авторы предположили, что такая реакция женщин на процедуру связана с тем, что они в большей степени теряют мышечную массу, поскольку у них ниже, чем у мужчин, уровень тестостерона, обладающего аналобическими свойствами. Кроме того сообщается, что КМ более эффективен в предотвращении потери массы медиальной широкой мышцы бедра, чем латеральной[111].

У пациентов после 6 недель иммобилизации КМ создавал большее отношение объема быстрых волокон к медленным, чем ПС[103]. Однако Арвидсон и др.[111] пишут, что это отношение всего лишь имеет тенденцию увеличиваться значительнее при КМ, чем при ПС. Эти данные могут означать, что относительная площадь быстрых волокон имеет такую тенденцию (увеличиваться при КМ больше, чем при ПС). Поскольку при ЭМС преимущественно активируются крупные ДЕ, то вполне естественно, что структурная мышечная адаптация коснется, в основном, быстрых волокон.

Также Ребэ и др.[106] показали, что КМ помогает ограничить рост подкожных жировых отложений во время реабилитации. В периоде иммобилизации биопсия ткани средней части латеральной широкой мышцы бедра оперированной конечности показала, что активность окислительных и гликолитических ферментов (цитрат-синтазы и трифосфат-дегидрогеназы) снижалась при ПС, но не изменялась при КМ[103]. Активность сукцинатдегидрогеназы могла даже увеличиться при применении КМ, в отличие от ПС[110]. Арвидсон и др.[111], однако, не подтвердили эти результаты, так как они не наблюдали никакой разницы в том, как КМ и ПС воздействуют на активность цитрат-киназы и фосфофруктокиназы. Помимо этого, было отмечено, что при сочетании ЭМС с упражнениями на разгибание голени КМ вызывал повышение минеральной плотности костной ткани в тех областях, на которые, в основном, приходилась нагрузка, т.е. дистальной части бедренной и в проксимальной части большой берцовой костей[113]. КМ позволяет создать гораздо большую нагрузку в области коленного сустава (дистальная часть бедра и проксимальная часть голени), чем в теле большой берцовой кости[113]. Авторы этой работы считают, что ЭМС способствует улучшению местного кровоснабжения и повышению притока с кровью компонентов, необходимых для образования костной ткани, к этой области (дистальная часть бедра и проксимальная часть голени)[114]. Средняя же часть (тело) большой берцовой кости никак не выигрывает от местного увеличения кровоснабжения в указанной выше области.

Значение параметров электростимуляции

При использовании КМ уровень интенсивности стимуляции (т.е. величина силы тока) может влиять на адаптацию мышц различным образом. Несомненно, стимуляция большей интенсивности восстанавливала силу четырехглавой мышцы бедра эффективнее, чем стимуляция слабым током[29]. Авторы этой работы показали, что применение ЭМС с относительно высокой силой тока в сочетании с интенсивной послеоперационной программой упражнений восстанавливала силу четырехглавой мышцы бедра лучше (восстановление как минимум 70%), чем последующие произвольные упражнения высокой интенсивности (восстановление 57%) или ЭМС низкой интенсивности (восстановление 51%). Если сила тока электростимуляции недостаточно высока, то произвольные силовые упражнения (стандартная программа реабилитации + ПС) эффективнее, чем КМ (стандартная программа реабилитации + ЭМС), восстанавливают мышечную силу[29,109] и площадь поперечника четырехглавой мышцы бедра[109].

Частота стимуляции также может быть фактором, влияющим на восстановление мышечной силы. В протоколах электростимуляции для восстановления силы четырехглавой мышцы бедра использовались частоты диапазона 30–75 Гц, а именно 30 Гц[103], 40 Гц[97,104], 50 Гц[92,99,108] и 75 Гц[29,101,107]. Левек и др.[105] использовали частоты от 40 до 75 Гц, стремясь найти частоту, которая давала бы наибольшее увеличение мышечной силы при минимальном дискомфорте для пациента.

С другой стороны, по исследованиям Ребэ и др.[106], частота стимуляции 20 Гц давала лучший результат в восстановлении силы четырехглавой мышцы бедра, чем частота 80 Гц, в сравнении с контралатеральной конечностью (КМ применяли в двух группах). Эти данные означают, что хотя высоким частотам соответствует более значительная нейромышечная адаптация на уровне быстрых волокон[115], существует, очевидно, верхний предел частоты, который не должен превышаться в реабилитационных программах. Высокая частота (например, 80 Гц) индуцирует афферентные нервные сигналы, возможно, с ноцицептивной (болевой) составляющей[106]. Пумара и др.[116] уточнили, что ЭМС вызывала ингибирующие эффекты, которые проявлялись сильнее при высоких частотах (80 Гц), чем при низких (30 Гц). Эти данные подтверждают Патерностро-Слуга и др.[98], которые наблюдали, что нейромышечная стимуляция частотой 100 Гц в сочетании с произвольными упражнениями после операции на ПКС не давала большего эффекта в восстановлении силы (пиковый момент силы четырехглавой мышцы бедра), чем произвольные упражнения в отдельности. Помимо этого, Ребэ и др.[106] показали, что объем подкожных жировых отложений увеличивался у пациентов в реабилитационном периоде по-разному, в зависимости от применяемой частоты электростимуляции. Увеличение это было более выраженным при частоте 80 Гц, чем при 20 Гц. Из этого авторы указанной работы сделали вывод, что низкая частота ЭМС (20 Гц) более эффективно ограничивает накопление подкожного жира у пациентов в послеоперационном периоде, чем высокая (80 Гц). Из вышесказанного можно сделать вывод, что при КМ в терапевтической практике, вероятно, целесообразно применять частоты ниже 80 Гц.

Для других параметров стимуляции при КМ оптимальные значения недостаточно определены. С одной стороны, применявшиеся протоколы ЭМС различались по продолжительности сеансов, количеству сеансов в неделю, количеству недель в курсе, параметрам тока, числу и расположению электродов. С другой стороны, слишком мало работ было проведено для определения оптимальных параметров стимуляции при КМ. Авторы применяли тетаническую стимуляцию, в которой включение длительностью 6–15 секунд чередовалось с паузами в 10–80 секунд в течение 10–60 минут (кроме Сиск и др.[97], которые проводили стимуляцию пациентов в течение 8 часов в день). Частота сеансов варьировала от двух раз в неделю до ежедневных, длительность курсов была от 3 до 12 недель. Форма импульсов была прямоугольной или треугольной, симметричной или асимметричной, двухфазной. Большинство авторов использовало два электрода (кроме Ребэ и др.[106], использовавших три электрода, и Шнайдер-Маклера и др.[87], использовавших два электрода на четырехглавой мышце бедра и два – на мышцах задней поверхности бедра). Электроды размещались более или менее проксимально или дистально на брюшке стимулируемой мышце или на проекции двигательной точки.

Следовательно, для уточнения оптимальных параметров нейромышечной электростимуляции в рамках КМ понадобятся дальнейшие исследования, сравнивающие эффект от различных протоколов стимуляции. Однако на нынешнем уровне знания можно утверждать, что в любом случае сила тока должна быть относительно высокой и частота стимуляции должна быть в диапазоне от 20–30 до 70–75 Гц.

Функциональные возможности

У пациентов, прошедших терапию КМ (с ЭМС высокой интенсивности), в опорной фазе ходьбы отмечался больший объем разгибания ноги в коленном суставе, чем у тех, кто восстанавливался с помощью произвольных упражнений высокой интенсивности, - предположительно, из-за лучшего восстановления силы четырехглавой мышцы бедра[29]. Сила этой мышцы положительно коррелировала с величиной угла сгибания/разгибания в опорной фазе походки[29,87]. Кроме того, по данным Суэта и др.[117], КМ увеличивал максимальную скорость походки, причем это увеличение коррелировало с возрастанием абсолютной величины развиваемой силы. Повышение скорости ходьбы особенно показательно, поскольку максимальная и привычная скорость походки являются важными прогностическими признаками потенциальных нарушений движения, а также показателем риска падения у пожилых людей[118].

После программы реабилитации сравнивалась эффективность КМ и ПС в восстановлении функциональных возможностей пациентов, таких как быстрая ходьба, способность садиться и вставать, подъем по ступеням[117]. КМ более эффективно, чем ПС, улучшал пространственно-временные показатели ходьбы (ритмичность, скорость, длительность опорной фазы) для поврежденной конечности[87], а также показатели (время) теста на вставание из положения сидя[117]. Прогресс в тренировках на координацию был также заметнее при использовании КМ, чем ПС[107]. В целом, в послеоперационном периоде КМ позволял достичь не только увеличения мышечной силы, но улучшения функционального задействования мышц[87,92]. При применении КМ пациенты раньше возвращались к независимости в элементарном самообслуживании и повседневной жизни[105].

Выводы

КМ вызывал более значительную нейромышечную адаптацию, чем ПС, как в рамках оптимизации двигательной активности здоровых субъектов, так и в реабилитационной терапии. КМ повышал силовые мышечные показатели здоровых субъектов и спортсменов больше, чем ПС. Такая эффективность может объясняться тем, что КМ позволяет кумулировать результаты раздельного применения ПС и ЭМС. Также КМ позволял значительнее, чем ПС, повышать показатели сложных динамических движений (например, вертикального прыжка). Однако ЭМС не улучшает координацию между мышцами синергистами и антагонистами, и потому не может помочь в тренировке координации сложных движений. Поэтому ЭМС имеет смысл применять в комбинации с определенными спортивными упражнениями, во-первых, для получения соответствующих нервно-мышечных адаптаций, а во-вторых – для настройки нервной регуляции произвольных мышечных движений. В лечебной области, аналогично, КМ показал свою значительную эффективность, способствуя ускоренному восстановлению мышечной активности в процессе реабилитации. Потеря мышечной силы и атрофия мышц, характерные для периодов после травм и/или хирургических вмешательств, лучше компенсировались с помощью КМ, чем с помощью только ПС. Более того, КМ не только улучшал мышечные сокращения, но и позволял восстановить больше функциональных возможностей, чем ПС. ЭМС хорошо дополняет произвольные упражнения в реабилитации потому, что на ранних этапах электростимуляция позволяет получить прирост мышечной силы, необходимый для выполнения физических упражнений на последующих стадиях реабилитации[119].

В недавнее время появился новый метод, основанный на ЭМС. Он заключается в электрической стимуляции мышц-антагонистов, сопротивляющихся усилию мышц-синергистов[120-122]. Этот гибридный метод был успешно опробован для повышения мышечной силы и мышечной массы здоровых субъектов[120]. Впрочем, такой метод давал практически аналогичный выигрыш в силе – немного меньший (мышцы-разгибатели голени)[121] или немного больший (мышцы-разгибатели предплечья)[122], – чем тот, который дают ЭМС и/или ПС. Матсус и др.[122], однако, утверждают, что данный метод может быть полезен для тренировок космонавтов на повышение мышечной силы. Гибридный метод подлежит испытанию на пациентах, перенесших операцию по поводу травм колена, для выяснения его практической ценности в реабилитационной медицине. В целом, очевидно, на нынешнем уровне знаний, КМ можно считать оптимальным методом улучшения мышечных показателей.

Статья подготовлена при участии компании "Иглспортсмед", официального дистрибьютера электростимуляторов Complex.

Задай вопрос специалисту по электростимуляции

Ссылки


  1. Hultman E, Sjoholm H, Jaderholm-Ek I, et al. Evaluation of methods for electrical stimulation of human skeletal muscle in situ. Pflugers Arch. 1983, 398: 139-41.
  2. Sanchez BR, Puche PP, Gonzame-Badillo JJ. Percutaneous electrical stimulation in strength training: an update. J Strength Cond Res. 2005, 19: 438-48.
  3. Николаев АА. Электростимуляция в спорте. Смоленск: СГИФК. 1999, 74 с.: ил.
  4. Андрианова ГГ. Применение электростимуляции с регулируемой частотой заполнения импульса. Труды Всесоюзного научно-исследовательского института медицинского приборостроения. - М: Медицина. 1967, С.92-95.
  5. Колесников ГФ. Электростимуляция нервно-мышечного аппарата. Киев: Здоровье. 1977, 244 с.
  6. Давиденко ВЮ. Исследование возможностей метода многоканальной электростимуляции нервно-мышечной системы человека. Автореф. дис. к.п.н. - Донецк. 1972, 21 с.
  7. Hainaut K, Duchateau J. Neuromuscular electrical stimulation and voluntary exercise. Sports Med. 1992, 14: 100-3.
  8. Cabric M, Appell HJ, Resic A. Effects of electrostimulation of different frequencies on the myonuclei and fiber size in human muscle. Int J Sports Med. 1987, 8: 323-6.
  9. Gondin J, Guette M, Ballay Y, et al. Electromyostimulation training effects on neural drive and muscle architecture. Med Sci Sports Exerc. 2005, 37: 1291-9.
  10. Maffiuletti NA, Dugnani S, Folz M, et al. Effect of combined electrostimulation and plyometric training on vertical jump height. Med Sci Sports Exerc. 2002, 34: 1638-44.
  11. Kim CK, Takala TES, Seger J, et al. Training effects of electrically induced dynamic contractions in human quadriceps muscle. Aviat Space Environ Med. 1995, 66: 251-5.
  12. Johnson DH, Thurston P, Ashcroft PJ. The Russian technique of faradism in the treatment of chondromalacia patellae. Physiother Can. 1977, 29: 266-8.
  13. Gould N, Donnermeyer D, Gammon G, et al. Transcutaneous muscle stimulation to retard disuse atrophy after open meniscectomy. Clin Orthop Relat Res. 1983, 178: 190-6 .
  14. Gould N, Donnermeyer D, Pope M, et al. Transcutaneous muscle stimulation as a method to retard disuse atrophy. Clin Orthop Relat Res. 1982, 164: 215-20.
  15. Burnett QM, Fowler PJ. Reconstruction of the anterior cruciate ligament: historical overview. Orthop Clin North Am. 1985, 16: 143-57.
  16. Nitz AJ, Dobner JJ. High electrical stimulation effect on thigh musculature during immobilization for knee sprain. Phys Ther. 1987, 67: 219-22.
  17. Gibson JNA, Smith K, Rennie MJ. Prevention of disuse muscle atrophy by means of electrical stimulation: maintenance of protein synthesis. Lancet. 1988, II: 767-70.
  18. Gibson JNA, Morrison WL, Scrimgeour CM, et al. Effects of therapeutic percutaneous electrical stimulation of atrophic human quadriceps on muscle composition, protein synthesis and contractile properties. Eur J Clin Invest. 1989, 19: 206-12.
  19. Godfrey CM, Jayawardena H, Quince TA, et al. Comparison of electro-stimulation and isometric exercise in strengthening the quadriceps muscle. Physiother Can. 1979, 31: 265-7.
  20. Steadman JR. Rehabilitation of skiing injuries. Clin Sports Med. 1982, 1: 289-94.
  21. Morrissey MC, Brewster CE, Shields CL, et al. The effects of electrical stimulation on the quadriceps during postoperative knee immobilization. Am J Sports Med. 1985, 13: 40-5.
  22. Delitto A, Rose SJ, McKowen JM, et al. Electrical stimulation versus voluntary exercise in strengthening thigh musculature after anterior cruciate ligament surgery. Phys Ther. 1988, 68: 660-3.
  23. Anderson AF, Lipscomb AB. Analysis of rehabilitation techniques after anterior cruciate reconstruction. Am J Sports Med. 1989, 17: 154-60.
  24. Delitto A, Snyder-Mackler L. Two theories of muscle strength augmentation using percutaneous electrical stimulation. Phys Ther. 1990, 70: 158-64.
  25. Gobelet C, Frey M, Bonard A. Muscle training techniques and retropatellar chondropathy. Rev Rhum Mal Osteoartic. 1992, 59: 23-7.
  26. Snyder-Mackler L, Delitto A, Stralka SW, et al. Use of electrical stimulation to enhance recovery of quadriceps femoris muscle force production in patients following anterior cruciate ligament reconstruction. Phys Ther. 1994, 74: 901-7.
  27. Tsuda E, Okamura Y, Otsuka H, et al. Direct evidence of the anterior cruciate ligament-hamstring reflex arc in humans. Am J Sports Med. 2001, 29: 83-7.
  28. Tsuda E, Ishibashi Y, Okamura Y, et al. Restoration of anterior cruciate ligament-hamstring reflex arc after anterior cruciate ligament reconstruction. Knee Surg Sports Traumatol Arthosc. 2003, 11: 63-7.
  29. Snyder-Mackler L, Delitto A, Bailey SL, et al. Strength of the quadriceps femoris muscle and functional recovery after reconstruction of the anterior cruciate ligament. J Bone Joint Surg. 1995, 77: 1166-73.
  30. Robertson VJ, Ward AR. Vastus medialis electrical stimulation to improve lower extremity function following a lateral patellar retinacular release. J Orthop Sports Physical Ther. 2002, 32: 437-46.
  31. Durmus D, Alayli G, Canturk F. Effects of quadriceps electrical stimulation program on clinical parameters in the patients with knee osteoarthritis. Clin Rheumatol. 2007, 26 (5): 674-8.
  32. Давиденко ВЮ. Исследование возможностей метода многоканальной электростимуляции нервно-мышечной системы человека. Автореф. дис. к.п.н. - Донецк. 1972, 21 с..
  33. Коц ЯМ. Тренировка мышечной силы методом электростимуляции. Сообщение I Теор. и пр. ф.к. 1971, N 3. - С. 64-67.
  34. Коц ЯМ, Хвилон ВА. Тренировка мышечной силы методом электростимуляции. Сообщение II Теор. и пр. ф. к. 1971, N4 - С. 66-72.
  35. Хвилон В.А. Методика электростимуляционной тренировки мышечной силы у спортсменов. Автореф. дисс. к.п.н. - М. 1974, 20 с.
  36. Ruther CL, Golden CL, Harris RT, et al. Hypertrophy, resistance training, and the nature of skeletal muscle activation. J Strength Cond Res. 1995, 9: 155-9.
  37. Bax L, Staes F, Verhagen A. Does neuromuscular electrical stimulation strengthen the quadriceps femoris? A systematic review of randomised controlled trials. Sports Med. 2005, 35(3):191-212.
  38. Hortobagyi T, Lambert J, Scott K. Incomplete muscle activation after training with electrostimulation. Can J Appl Physiol. 1998, 23: 261-70.
  39. Duchateau J, Hainaut K. Training effects of a sub-maximal electrostimulation in a human muscle. Med Sci Sports Exerc. 1988, 20: 99-104.
  40. Massey BH, Nelson R, Sharkey BC, et al. Effects of high frequency electrical stimulation on the size and strength of skeletal muscle. J Sports Med Phys Fitness. 1965, 5: 136-44.
  41. Laughman RK, Youdas JW, Garett TR, et al. Strength changes in the normal quadriceps femoris muscle as result of electrical stimulation. Phys Ther. 1983, 63: 494-9.
  42. Cannon RJ, Cafarelli E. Neuromuscular adaptations to training. J Appl Physiol. 1987, 63: 2396-402.
  43. Lyle N, Rutherford OM. A comparison of voluntary versus stimulated strength training of the human aductor pollicis muscle. J Sports Sci. 1998, 16: 267-70.
  44. Vengust R, Strojnik V, Pavlovcic V, et al. The effect of electrostimulation and high load exercises in patients with patellofemoral joint dysfunction: a preliminary report. Pflugers Arch. 2001, 442: 153-4.
  45. Lieber RL, Silva PD, Daniel DM. Equal effectiveness of electrical and volitional strength training for quadriceps femoris muscles after anterior cruciate ligament surgery. J Orthop Res. 1996, 14: 131-8.
  46. McMiken DF, Todd-Smith M, Thompson C. Strengthening of human quadriceps muscles by cutaneous electrical stimulation. Scand J Rehabil Med. 1983, 15: 25-8.
  47. Paillard T, Noe F, Passelergue P, et al. Electrical stimulation superimposed onto voluntary muscular contraction. Sports Med. 2005, 35: 951-66.
  48. Henneman E, Somjen G, Carpenter DO. Functional significance of cell size in spinal motoneurons. J Neurophysiol. 1965, 28: 560-80.
  49. Stotz PJ, Bawa P. Motor unit recruitment during lengthening contractions of human wrist flexors. Muscle Nerve. 2001, 24: 1535-41.
  50. Solomonow M. External control of the neuromuscular system. IEEE Trans Biomed Eng. 1984, 31: 752-63.
  51. McComas AJ, Fawcett PR, Campbell MJ, et al. Electrophysiological estimation of the number of motor units within a human muscle. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 1971, 34: 121-31.
  52. Lexell J, Henriksson-Larsen K, Sjostrom M. Distribution of different fibre types in human skeletal muscles 2: a study of cross-sections of whole m. vastus lateralis Acta Physiol Scand. 1983, 117: 115-22.
  53. Garnett R, Stephens JA. Changes in the recruitment threshold of motor units produced by cutaneous stimulation in man. J Physiol. 1981, 311: 463-73.
  54. Clamann HP, Gillies JD, Skinner RD, et al. Quantitative measures of output of a motoneuron pool during monosynaptic reflexes. J Neurophysiol. 1974, 37: 1328-37.
  55. Knaflitz M, Merletti R, De Luca CJ. Inference of motor unit recruitment order in voluntary and electrically elicited contractions. J Appl Physiol. 1990, 68: 1657-67.
  56. Feiereisen P, Duchateau J, Hainaut K. Motor unit recruitment order during voluntary and electrically induced contractions in the tibialis anterior. Exp Brain Res. 1997, 114: 117-23.
  57. Edwards RHT, Young A, Hosking GP, et al. Human skeletal muscle function: description of tests and normal values. Clin Sci Mol Med. 1977, 52: 283-90.
  58. Trimble MH, Enoka RM. Mechanisms underlying the training effects associated with neuromuscular electrical stimulation. Phys Ther. 1991, 71: 273-80.
  59. Enoka RM. Muscle strength and its development: new perspectives. Sports Med. 1988, 6: 146-68.
  60. Miller C, Thepaut-Mathieu C. Strength training by electrostimulation conditions for efficacy. Int J Sports Med. 1993, 14: 20-8.
  61. Vanderthommen M, Duteil S, Wary C, et al. A comparison of voluntary and electrically induced contractions by interleaved 1H and 31P-NMRS in humans. J Appl Physiol. 2003, 94: 1012-24.
  62. Bergstrom M, Hultman E. Energy cost and fatigue during intermittent electrical stimulation of human skeletal muscle. J Appl Physiol. 1988, 65: 1500-5.
  63. Spiet LL, Soderlund K, Bergstrom M, et al. Anaerobic energy release in skeletal muscle during electrical stimulation in men. J Appl Physiol. 1987, 62: 611-5.
  64. Hamada T, Kimura T, Moritani T. Selective fatigue of fast motor units after electrically elicited muscle contractions. J Electromyogr Kinesiol. 2004, 14: 531-8.
  65. Hamada T, Hayashi T, Kimura T, et al. Electrical stimulation of human lower extremities enhances energy consumption, carbohydrate oxidation, and wholebody glucose uptake. J Appl Physiol. 2004, 96: 911-6.
  66. Vanderthommen M, Crielard JM. Electrostimulation en medecine du sport. Rev Med Liege. 2001, 56: 391-5.
  67. Binder-Macleod SA, Snyder-Mackler L. Muscle fatigue: clinical implications for fatigue assessment and neuromuscular electrical stimulation. Phys Ther. 1993, 73: 902-10.
  68. Ratkevicius A, Skurvydas A, Povilonis E, et al. Effects of contraction duration on low-frequency fatigue in voluntary and electrically-induced exercise of human quadriceps muscle. J Sports Sci. 1998, 16: 523-4.
  69. Moreau D, Dubots P, Boggio V, et al. Effects of electromyostimulation and strength on muscle soreness, muscle damage and sympathetic activation. J Sports Sci. 1995, 13: 95-100.
  70. Venable MP, Collins MA, O'Bryant HS, et al. Effect of supplemental electrical stimulation on the development of strength, vertical jump performance and power. J Appl Sport Sci Res. 1991, 5: 139-43.
  71. Pichon F, Chatard JC, Martin A, et al. Electrical stimulation and swimming performance. Med Sci Sports Exerc. 1995, 27: 1671-6.
  72. Delitto A, Brown M, Strube MJ, et al. Electrical stimulation of quadriceps femoris in an elite weight lifter: a single subject experiment. Int J Sports Med. 1989, 10: 187-91.
  73. Dervisevic E, Bilban M, Valencic V. The influence of low-frequency electrostimulation and isokinetic training on the maximal strength of m. quadriceps femoris. Isokinet Exerc Sci. 2002, 10: 203-9.
  74. Maffiuletti NA, Cometti G, Amiridis IG, et al. The effects of electromyostimulation training and basket practice on muscle strength and jumping ability. Int J Sports Med. 2000, 21: 437-43.
  75. Malatesta D, Cattaneo F, Dugnani S, et al. Effects of electromyostimulation training and volley practice on jumping abilities. J Strength Cond Res. 2003, 17: 573-9.
  76. Brocherie F, Babault N, Cometti G, et al. Electromyostimulation training effects on the physical performance on ice hockey players. Med Sci Sports Exerc. 2005, 37: 455-60.
  77. Babault N, Cometti G, Bernardin M, et al. Effects of electromyostimulation training on muscle strength and power of elite rugby players. J Strength Cond Res. 2007, 21: 431-7.
  78. Herrero JA, Izquierdo M, Maffiuletti N, et al. Electromyostimulation and plyometric training effects on jumping and sprint time. Int J Sports Med. 2006, 27: 533-9.
  79. Paillard T, Noe F, Bernard N, et al. Effects of two types of neuromuscular electrical stimulation training on vertical jump performance. J Strength Cond Res. In press.
  80. Sale DG. Neural adaptation to resistance training. Med Sci Sports Exerc. 1988, 20: 135-45.
  81. Ruherford OM, Jones DA. The role of learning and coordination in strength training. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1986, 55: 100-5.
  82. Singer KP. Functional electrical stimulation of the extremities in the neurological patient: a brief review. Aust Physiother. 1986, 33: 33-42.
  83. Carolan B, Cafarelli E. Adaptations in coactivation after isometric resistance training. J Appl Physiol. 1992, 73: 911-7.
  84. Bobbert ME, Van Soest AJ. Effects of muscle strengthening on vertical jump height: a stimulation study. Med Sci Sports Exerc. 1994, 26 (8): 1012-20.
  85. Jensen JL, Marstrand PC, Nielsen JB. Motor skill training and strength training are associated with different plastic changes in the central nervous system. J Appl Physiol. 2005, 99: 1558-68.
  86. Yang HY, Liu TY, Kuai L, et al. Electrical acupoint stimulation increases athletes' rapid strength[abstract]. Zhongguo Zhen Jiu. 2006, 26: 313-5.
  87. Snyder-Mackler L, Ladin Z, Schepsis AA, et al. Electrical stimulation of the thigh muscles after reconstruction of the anterior cruciate ligament: effects of electrically elicited contraction of the quadriceps femoris and hamstring muscles on gait and on strength of the thigh muscles. J Bone Joint Surg Am. 1991, 73: 1025-36.
  88. Stevens JE, Mizner RL, Snyder-Mackler L. Quadriceps strength and volitional activation before and after total knee arthroplasty for osteoarthritis. J Orthop Res. 2003, 21: 775-9.
  89. Mizner RL, Stevens JE, Snyder-Mackler L. Voluntary activation and decreased force production of the quadriceps femoris muscle after total knee arthroplasty. Phys Ther. 2003, 83: 359-65.
  90. Lewek MD, Rudolph KS, Snyder-Mackler L. Quadriceps femoris muscle weakness and activation failure in patients with symptomatic knee osteoarthritis. J Ortho Res. 2004, 22: 110-5.
  91. Mizner RL, Petterson S, Stevens JE, et al. Early quadriceps strength loss after total knee arthroplasty. J Bone Joint Surg Am. 2005, 87: 1047-53.
  92. Mintken PE, Carpenter KJ, Eckhoff D, et al. Early neuromuscular electrical stimulation to optimize quadriceps muscle function following total knee arthroplasty: a case report. J Orthop Sports Phys Ther. 2007, 37 (7): 364-71.
  93. Drechsler WL, Cramp MC, Scott OM. Changes in muscle strength and EMG median frequency after anterior cruciate ligament reconstruction. Eur J Appl Physiol. 2006, 98 (6): 613-23.
  94. Solomonow M, Baratta R, Zhou B, et al. The synergic action of the anterior cruciate ligament and thigh muscles in maintaining joint stability. Am J Sports Med. 1987, 15: 207-13.
  95. Iwaza J, Ochi M, Uchio Y, et al. Decrease in anterior knee laxity by electrical stimulation of normal and reconstructed anterior cruciate ligaments. J Bone Joint Surg Br. 2006, 88: 477-83.
  96. Lorentzon R, Elmqvist LG, Sjostrom M, et al. Thigh musculature in relation to chronic anterior cruciate ligament tear: muscle size, morphology, and mechanical output before reconstruction. Am J Sports Med. 1989, 17: 423-9.
  97. Sisk TD, Stralka SW, Deering MB, et al. Effect of electrical stimulation on quadriceps strength after reconstructive surgery of the anterior cruciate ligament. Am J Sports Med. 1987, 15: 215-20.
  98. Paternostro-Sluga T, Fialka C, Alacamliogliu Y, et al. Neuromuscular electrical stimulation after anterior cruciate ligament surgery. Clin Orthop. 1999, 368: 166-75.
  99. Stevens JE, Mizner RL, Snyder-Mackler L. Neuromuscular electrical stimulation for quadriceps muscle strengthening after bilateral total knee arthroplasty: a case series. J Orthop Sports Phys Ther. 2004, 34: 21-9.
  100. Eriksson E. Sports injuries of the knee ligaments: their diagnosis, treatment, rehabilitation, and prevention. Med Sci Sports. 1976, 8: 133-44.
  101. Petterson S, Snyder-Mackler L. The use of neuromuscular electrical stimulation to improve activation deficits in a patient with chronic quadriceps strength impairments following total knee arthroplasty. J Orthop Sports Phys Ther. 2006, 36: 678-85.
  102. Lainey CG, Walmsley RP, Andrew GM. Effectiveness of exercise alone versus exercise plus electrical stimulation in strengthening the quadriceps muscle. Physiother Can. 1983, 35: 5-11.
  103. Wigerstad-Lossing I, Grimby G, Jonsson T, et al. Effects of electrical muscle stimulation combined with voluntary contractions after knee ligament surgery. Med Sci Sports Exerc. 1988, 20: 93-8.
  104. Vanderthommen M, Constant T, Crielaard JM. La re´education du quadriceps: inter´et de l'ˆelectromyostimulation de basse frequence apr´es arthroscopie du genou. Kinesither Sci. 1992, 308: 21-2.
  105. Lewek M, Stevens J, Snyder-Mackler L. The use of electrical stimulation to increase quadriceps femoris muscle force in an elderly patient following a total knee arthroplasty. Phys Ther. 2001, 81: 1565-71.
  106. Rebai H, Barra V, Laborde A, et al. Effects of two electrical stimulation frequencies in thigh muscle after knee surgery. Int J Sports Med. 2002, 23: 604-9.
  107. Fitzgerald GK, Piva SR, Irrgang JJ. A modified neuromuscular electrical stimulation protocol for quadriceps strength training following anterior cruciate ligament reconstruction. J Orthop Sports Phys Ther. 2003, 33: 492-501.
  108. Talbot LA, Gaines JM, Ling SM, et al. A home-based protocol of electrical muscle stimulation for quadriceps muscle strength in older adults with osteoarthritis of the knee. J Rheumatol. 2003, 30: 1571-8.
  109. Suetta C, Aagaard P, Rosted A, et al. Training-induced changes in muscle CSA, muscle strength, EMG, and rate of force development in elderly subjects after long-term unilateral disuse. J Appl Phys. 2004, 97: 1954-61.
  110. Eriksson E, Haggmark T. Comparison of isometric muscle training and electrical stimulation supplementing isometric muscle training in the recovery after major knee ligament surgery: a preliminary report. Am J Sports Med. 1979, 7: 169-71.
  111. Arvidsson I, Arvidsson H, Eriksson E, et al. Prevention of quadriceps wasting after immobilization: an evaluation of the effect of electrical stimulation. Orthopedics. 1986, 9: 1519-28.
  112. Marin TP, Gundersen LA, Blevins FT, et al. The influence of functional electrical stimulation on the properties of vastus lateralis fibres following total knee arthroplasty. Scand J Rehab Med. 1991, 23: 207-10.
  113. Belanger M, Stein RB, Wheeler GD, et al. Electrical stimulation: can it increase muscle strength and reverse osteopenia in spinal cord injured individuals? Arch Phys Med Rehab. 2000, 81: 1090-8.
  114. Phillips W, Burkett LN, Munro R, et al. Relative changes in blood flow with functional electrical stimulation during exercise of the paralysed lower limbs. Paraplegia. 1995, 33: 90-3.
  115. Lake DA. Neuromuscular electrical stimulation: an overview and its application in the treatment of sports injuries. Sports Med. 1992, 13: 320-36.
  116. Poumarat G, Squire P, Lawani M. Effect of electrical stimulation superimposed on isokinetic contractions. J Sports Med Phys Fitness. 1992, 32: 227-33.
  117. Suetta C, Magnusson SP, Rosted A, et al. Resistance training in the early postoperative phase reduces hospitalization and leads to muscle hypertrophy in elderly hip surgery patients: a controlled, randomized study. J Am Geriatr Soc. 2004, 52: 2016-22.
  118. Lord SR, Ward JA, Williams P, et al. Physiological factors associated with falls in older community-dwelling women. J Am Geriatr Soc. 1994, 42: 1110-7.
  119. Paillard T. Combined application of neuromuscular electrical stimulation and voluntary muscular contractions. Sports Med. 2008, 38(2):161-77.
  120. Yanagi T, Shiba N, Maeda T, et al. Agonist contractions against electrically stimulated antagonists. Arch Phys Med Rehabil. 2003, 84: 843-8.
  121. Iwasaki T, Shiba N, Matsuse H, et al. Improvement in knee extension strength through training by means of combined electrical stimulation and voluntary muscle contraction. Tohoku J Exp Med. 2006, 209: 33-40.
  122. Matsuse H, Shiba N, Umezu Y, et al. Muscle training by means of combined electrical stimulation and volitional contraction. Aviat Space Environ Med. 2006, 77: 581-5.

Дата публикации: 19 июля 2011 года

Любое использование материала данной статьи, полностью или частично, без размещения прямой гиперссылки на www.sportmedicine.ru запрещается.








Реклама на сайте







Rambler's Top100

Кодекс этики врачей Рунета