Динамическая электростимуляция мышц в подготовке спортсменов

Любая спортивная тренировка подчиняется общим закономерностям, которые следует учитывать, чтобы добиться тренировками оптимальных физиологических сдвигов и последующей адаптацией и выходом на новый уровень работоспособности.

Рациональное построение тренировочного процесса спортсменов невозможно без применения эффективных методов развития двигательных качеств. В связи с этим в процессе подготовки спортсменов высокого класса необходим постоянный поиск и адекватное использование наиболее эффективных методов и средств развития их специальных двигательных качеств.

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, электрический ток активирует нервы прежде, чем мышечные волокна.

В последние годы появилось множество портативных приборов ЭМС с регулируемым электрическим импульсным воздействием. Это позволяет обеспечивать контролируемое воздействие на мышечные группы.

Методика программируемой динамической электростимуляции (ДЭС) предназначена для повышения спортивного результата путем повышения силы и скорости выполнения основного спортивного движения, а также за счет повышения эффективности двигательного действия.

Почему динамическая? Динамическая электростимуляция (ДЭС) – электростимуляция мышц во время выполнения двигательного действия. Эффект, производимый при использовании электростимуляции при выполнении движения, значительно более выраженный по сравнению с применением в покое обычной ЭМС.

Электрический импульс передается через кожу с помощью поверхностных электродов, помещенных на проекции двигательной точки мышцы. ДЭС создает большую нагрузку на обмен веществ в мышечной ткани и вызывает значительную физиологическую адаптацию.

Один из экспериментов: Исследовался «бег в гору» без и с одновременной электростимуляцией, которая направлена на перевод гликолитических волокон в окислительные.

Было проведено тестирование бега в гору 150м, отдых — восстановление 2-3 мин, 15 повторений. Отрезок был выбран именно такой, чтобы не было вероятности большого накопления лактата.

Субъективные показатели при беге с ДЭС мышц: чувствуется легкость и удержание скорости, мышцы не так «наливаются тяжестью», как при беге без стимулятора. Объективные (время забегания) показатели: время забегания при использовании ДЭС было на 3-7 секунд быстрее, причём разница увеличивалась по мере увеличения количества пробегаемых отрезков.

Один из экспериментов: В лыжных гонках применение ДЭС на мышцах бедра дает прибавку в результате 2.0 — 2,5 % по времени (20 — 25 сек на 10 км у мужчин).

В основе физиологического влияния ДЭС в лыжных гонках лежит усиление реципрокного взаимодействия скелетных мышц.На это указывает оптимизирующее перераспределение уровней электроактивности мышц синергистов и антагонистов. Так, электроактивность, зарегистрированная после применения ДЭС в мышцах бедра (quadriceps femoris), выше на 9,2 % — 14,3 % в активных фазах и меньше (от -6,0% до -6,8%) в фазах расслабления.

Для справки: Реципкорная координация (от лат. reciprocus — возвращающийся, взаимный). Согласованная активность нервных центров функциональных систем, при которой возбуждение нервных центров одной системы вызывает торможение нервных центров другой, антагонистической системы. Термин «Реципкорная координация» применяется для обозначения сложных форм координационных движений.

Один из экспериментов: При использовании ДЭС в силовых тренировках повышается работоспособность соответствующих мышечных групп. Кратковременные адаптационные эффекты возникают в результате внутримышечной координации (синхронная активация мышечных волокон), а долгосрочные – за счёт гипертрофии (увеличение мышечных волокон).

Во время силовых тренировок с использованием ДЭС происходит значительное рекрутирование мышечных волокон. При увеличении параметров силы тока и частоты импульса мы можем добиться синхронного подключения всех мышечных волокон в месте прикрепления электрода, тем самым осуществляя эффективную тренировку физических качеств основных мышечных групп.

Скелетные мышцы после ДЭС повышают свою работоспособность, что находит свое отражение в увеличении аэробного потенциала, повышении интенсивности гликолиза и соответствующих механизмов ресинтеза АТФ. Во время таких тренировок повышаются возбудимость и лабильность стимулируемой мышцы, повышаются также силовые и скоростно-силовые возможности стимулируемых мышц.

За время 10-минутной электростимуляции кровоток мышцы увеличивается примерно на 45%, возрастает активность ферментативных систем. Это усиливает окислительные процессы и преобразования в мышцах гликогена, который становится более доступным для ферментативного воздействия.

Один из экспериментов:  Принимало участие 185 спортсменов. У всех испытуемых при использовании ДЭС 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 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 тренировок с использованием ДЭС  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%.

Выводы:

• Силовые способности во многих видах спорта являются факторами, ограничивающими результаты. Целевое развитие специфических для вида спорта силовых способностей, качество мышечных сокращений, выравнивание мышечных дисбалансов, улучшение реципрокного взаимодействия скелетных мышц – вот некоторые важные компоненты, которые могут быть получены за счёт использования ДЭС в тренировочном процессе.
• ЭМС и ПС могут рассматриваться как взаимодополняющие способы стимуляции мышечной системы 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). Совмещая эти два метода, мы получаем ДЭС, которая значительно эффективнее, чем ЭМС в покое или произвольные сокращения мышц ПС.
• ДЭС помогает восстанавливаться после травм. Её можно использовать для восстановления мышечной силы, снятия последствий мышечной дистрофии, повышать показатели сложных динамических движений. Эффективность восстановления при правильном, дозированном использовании возрастает.

Источники информации: sportmedicine.ru, icroc.ru, В.Л.Ростовцев, А.А.Грушин (2014, 2016), М.А.Феллер, П.С.Попов (2016).