Влияние кратковременных тренировок с ограничением кровотока на скелетно-мышечную систему и работоспособность

Часто после 40 лет из-за снижения физической активности мышечная сила и работоспособность начинают постепенно снижаться. Однако регулярные тренировки с отягощениями могут замедлить возрастное ухудшение состояния опорно-двигательного аппарата и считаются основным фактором, способствующим оптимизации здоровья и долголетия. Благоприятные эффекты тренировок с отягощениями включают снижение артериального давления в состоянии покоя, улучшение липидного профиля, улучшение метаболизма глюкозы, улучшение минеральной плотности костей, уменьшение болей в пояснице, повышение гибкости, увеличение скорости метаболизма в состоянии покоя, улучшение максимальной аэробной способности и облегчение симптомов артрита.

По данным Американского колледжа спортивной медицины, для поддержания мышечной массы и силы необходимы нагрузки >70% от индивидуального одноповторного максимума (1ПМ). Упражнения, выполняемые с тяжелыми нагрузками, превышающими >70% от индивидуального 1ПМ, иногда относят к традиционным тренировкам с отягощениями или тренировкам с отягощениями с высокой нагрузкой (HLRT). Однако стоит отметить, что HLRT может не подходить для определенных групп населения из-за чрезмерного механического напряжения во время упражнений на суставы и связки, что может привести к травмам. В эти группы могут входить новички, люди, восстанавливающиеся после травм или страдающие хроническими заболеваниями, люди с ограниченными возможностями конечностей, а также пожилые люди, которые не могут выдерживать постоянные высокие механические нагрузки, вызванные тяжелыми тренировками с отягощениями.

Существуют альтернативные HLRT методы тренировок, которые не оказывают чрезмерных механических нагрузок на опорно-двигательный аппарат, но могут привести к увеличению мышечной массы и силы. Один из таких методов тренировки называется тренировкой с ограничением кровотока (BFRT).

В последние годы тренировки с отягощениями с низкой нагрузкой (< 40% от максимального максимума) в сочетании с ограничением кровотока (BFR) привлекли большое внимание как реальная альтернатива HLRT для поддержания или улучшения мышечной массы и силы.

BFR обычно достигается путем надувания пневматической манжеты или специально разработанных эластичных лент вокруг наиболее проксимальной области верхних и/или нижних конечностей. Тренировочные нагрузки обычно составляют 20–40% от 1 повторения, 75 повторений в упражнении (15–30 повторений в подходе) или подходов до отказа. Во время BFRT давление применяется таким образом, что блокируется только венозный возврат, сохраняя при этом артериальный приток к мышцам. Это вызывает гипоксию в мышцах. При выполнении упражнений с BFR происходит повышение внутримышечного давления под манжетой, что еще больше нарушает кровоток.

Хотя использование BFRT кажется очень заманчивой и жизнеспособной альтернативой HLRT, механизмы, лежащие в основе гипертрофической адаптации, еще полностью не определены. За прошедшие годы было выдвинуто множество теорий, но общее мнение научного сообщества заключается в том, что во время BFRT метаболический стресс из-за окклюзии сосудов и механическое напряжение из-за тренировок с отягощениями могут привести к синергетическому увеличению мышечной гипертрофии и силы. На клеточном уровне были предложены накопление метаболитов, таких как лактат и активные формы кислорода, гормональные различия, передача сигналов от клетки к клетке, клеточное набухание и внутриклеточные сигнальные пути.

Метаболиты, которые накапливаются во время физических упражнений и являются известными медиаторами мышечной гипертрофии, усиливаются при относительных ишемических и гипоксических состояниях BFR. Считается, что они вызывают более раннюю, периферически опосредованную утомляемость, что приводит к более активному рекрутированию двигательных единиц, о чем свидетельствует тот факт, что BFRT имеет такое же рекрутирование, что и HLRT. Кроме того, во время BFRT активируются быстросокращающиеся мышечные волокна типа II.

Преимущества BFRT также могут быть частично объяснены пролиферацией и активацией клеток-сателлитов (мультипотентных клеток в мышечной соединительной ткани, ответственных за рост и регенерацию мышц) из-за увеличения производства активных форм кислорода, таких как оксид азота, в результате колебаний доступности кислорода.

BFRT может выполняться как на низкой, так и на высокой частоте. При низкой частоте рекомендуется проводить БФРТ 2–3 раза в неделю, а вмешательство длится более трех недель. При высокой частоте рекомендуется проводить БФРТ менее 3 недель 1-2 раза в день. Высокочастотная BFRT может быть потенциально полезна для врачей, поскольку этот метод может обеспечить положительную физиологическую адаптацию в короткие сроки.

Существуют многочисленные исследования, посвященные кратковременной высокочастотной (менее 3 недель вмешательства) BFRT. Продолжительность вмешательства составляет 1–3 недели, а частота тренировок варьируется от 6–16 занятий в неделю до 24 занятий в течение 3 недель. Кратковременные исследования BFRT оказывают положительное влияние на мышечную силу, размер мышц, производительность, гормональный уровень, воспалительные следы и клетки-сателлиты. Однако все еще существуют пробелы в исследованиях, которые необходимо устранить.

Разница между эффектами кратковременных протоколов BFRT с различной частотой, т.е. высокой и низкой частотой, на результаты опорно-двигательного аппарата и производительность, до сих пор неясна. Кроме того, были проведены ограниченные исследования влияния BFRT на мышцы, расположенные проксимальнее места BFR. Часто исследования фокусируются на мышцах груди и плеч, но дают противоречивые результаты. В одном исследовании оценивалось влияние BFRT нижних конечностей на мышцы туловища (большие ягодичные мышцы, подвздошно-поясничная мышца и поясница L4-5), однако сообщалось, что тренировка ходьбы с BFR действительно увеличивает мышечную массу в мышцах туловища.

Насколько нам известно, ни одно исследование не оценивало влияние BFRT нижних конечностей на мышцы живота. Кроме того, исследования показали, что тренировка нестабильности может усилить активацию мышц живота. Однако влияние добавления нестабильности во время BFRT на результаты опорно-двигательного аппарата и работоспособность неизвестно. Таким образом, это исследование предназначено для устранения некоторых текущих пробелов в исследованиях, существующих в протоколах BFRT. В этом исследовании будет сравниваться влияние кратковременных протоколов BFRT (высокая частота и низкая частота) на результаты опорно-двигательного аппарата и производительность. Кроме того, в этом исследовании будет предпринята попытка понять влияние дополнительной нестабильности во время BFRT на мышцы живота.