Головний редактор– Vidya Acharya
Основний внесок – Vidya Acharya, Mandy Roscher, Kim Jackson, Tarina van der Stockt, Chelsea Mclene, Lucinda hampton, Rucha Gadgil, Jess Bell та Olajumoke Ogunleye
М’язова слабкість часто зустрічається внаслідок різних станів і патологій. Доведено, що силові тренування з високою інтенсивністю є найефективнішим засобом для збільшення сили м’язів та досягнення м’язової гіпертрофії. Однак у певних групах населення, які потребують збільшення сили м’язів, наприклад, у людей з хронічним болем або післяопераційних пацієнтів, вправи з високим навантаженням та високою інтенсивністю можуть бути клінічно неприйнятними. Пацієнти із станами, що призводять до втрати маси мʼязів, такими як рак, вірус імунодефіциту людини (ВІЛ), діабет і ХОЗЛ, можуть потенційно отримати користь від збільшення сили та гіпертрофії м’язів, але не можуть переносити вправи з високою інтенсивністю та навантаженням.(1)(2)(3)(4)(5)(6)
Тренування з обмеженням кровоплину, ОК (Blood Flow Restriction, BFR) – це методика, яка поєднує низькоінтенсивні вправи з оклюзією кровотоку, що дає результати, подібні до високоінтенсивних тренувань. Це вже деякий час використовується в тренажерних залах, але набуває все більшої популярності в клінічних умовах .(7)(8)
Тренування з ОК було вперше розроблено в 1960-х роках в Японії і відоме як тренування KAATSU.(9) Воно передбачає застосування пневматичної манжети (турнікету), накладену проксимально на м’язи, що тренуються. Її можна накладати як на верхню, так і на нижню кінцівку. Потім манжету надувають до певного тиску з метою отримання часткової артеріальної та повної венозної оклюзії. Потім пацієнта просять виконувати вправи з опором з низькою інтенсивністю 20-30% від максимуму 1 повторення, 1ПМ (1RM), з великою кількістю повторень у підході (15-30) і короткими інтервалами відпочинку між підходами (30 секунд) (10)
Гіпертрофія м’язів – це збільшення діаметру м’язів, а також збільшення вмісту білка у волокнах. Збільшення площі поперечного перерізу м’яза прямо корелює зі збільшенням сили. (11)
М’язове напруження та метаболічний стрес є двома основними чинниками, що спричиняють гіпертрофію м’язів.
Коли м’язи піддаються механічному навантаженню, концентрація анаболічних гормонів збільшується. Активація міогенних стовбурових клітин та підвищений рівень анаболічних гормонів призводить до посилення метаболізму білків і, як наслідок, до гіпертрофії м’язів. (12)(13)
Вивільнення гормонів, гіпоксія і набряк клітин відбуваються, коли м’яз перебуває в стані метаболічного стресу.(14) Всі ці чинники є частиною анаболізму м’язової тканини.
Міогенні стовбурові клітини (клітини-супутники, satellite cells) знаходяться між базальною пластинкою і плазматичною мембраною міофібрил. Зазвичай вони неактивні і активуються у відповідь на травму м’язів або підвищене напруження м’язів. Ці клітини відповідають як за відновлення пошкоджених м’язових волокон, так і за ріст самих волокон(11).
Будь-які фізичні вправи, силові або аеробні, призводять до значного підвищення рівня гормону росту людини (human growth hormone, HGH). Інсуліноподібний фактор росту та гормон росту відповідають за посилений синтез колагену після тренування і сприяють відновленню м’язів. Сам гормон росту безпосередньо не викликає гіпертрофії м’язів, але він сприяє відновленню м’язів і тим самим потенційно полегшує процес зміцнення м’язів.(15) Накопичення лактату та іонів водню (наприклад, внаслідок гіпоксичних тренувань) ще більше збільшує вивільнення гормону росту. (13)
Доведено, що високоінтенсивні тренування знижують рівень міостатину і тим самим створюють умови для гіпертрофії м’язів.(12) Міостатин контролює і пригнічує ріст клітин у м’язовій тканині. Для виникнення гіпертрофії м’язів він повинен бути практично пригнічений.
Тренування з обтяженням призводить до стиснення кровоносних судин у м’язах, що тренуються. Це спричиняє гіпоксичне середовище через зменшення доставки кисню до м’язів. В результаті гіпоксії активується фактор, індукований гіпоксією (hypoxia-inducible factor, HIF-1α). Це призводить до збільшення анаеробного метаболізму молочної кислоти і вироблення лактату.(14)
Коли відбувається скупчення крові та накопичення метаболітів, відбувається набряк клітин. Цей набряк всередині клітин викликає анаболічну реакцію і призводить до гіпертрофії м’язів.(16) Набряк клітин може фактично викликати механічне напруження, яке потім активує міогенні стовбурові клітини, як обговорювалося вище.
Метою ОК є імітація ефекту високоінтенсивних вправ шляхом відтворення гіпоксичного середовища за допомогою манжети. Манжета розміщується близько до м’яза, що тренується, після чого можна виконувати вправи низької інтенсивності. Оскільки відтік крові обмежується за допомогою манжети, капілярна кров з низьким вмістом кисню збирається і відбувається збільшення протонів і молочної кислоти, під час ОК і низькоінтенсивних вправ відбуваються ті ж фізіологічні адаптації м’язів (наприклад, вивільнення гормонів, гіпоксія і набряк клітин), що і під час вправ з високою інтенсивністю.(16)
Дослідження, в якому порівнювали (1) високу інтенсивність, (2) низьку інтенсивність, (3) високу і низьку інтенсивність з ОК і (4) низьку інтенсивність з ОК. Хоча всі 4 режими вправ призвели до збільшення обертального моменту, активації м’язів і витривалості м’язів протягом 6-тижневого періоду – висока інтенсивність (група 1) і ОК (групи 3 і 4) показали найбільший розмір ефекту і були співставні між собою. (18)
Обмеження кровоплину вимагає накладання турнікету на кінцівку. Манжета повинна бути затягнута до певного тиску, який перекриває венозний потік, але при цьому зберігає артеріальний потік під час виконання вправ.
Для досягнення цього результату в тренажерних залах використовують прості пристосування, такі як хірургічні трубки або еластичні ремені.(19) Вони не рекомендуються, оскільки ви не можете контролювати ступінь перекриття кровотоку. Тонкий діаметр також може спричинити занадто великий локальний тиск і призвести до пошкодження тканин.
Для правильного застосування ОК перевага надається широкій манжеті. Зазвичай використовуються манжети 10-12 см. Широка манжета 15 см може бути найкращою для забезпечення рівномірної рестрикції. Сучасні манжети мають форму, що відповідає природному контуру руки або стегна з проксимальним і дистальним звуженням. Існують також спеціальні манжети для верхніх і нижніх кінцівок, які забезпечують краще прилягання.(20)
Манжети для ОК можуть бути виготовлені з еластичного або нейлонового матеріалу. Вужчі манжети зазвичай еластичні, а ширші – нейлонові. В еластичних манжетах початковий тиск виникає ще до того, як манжета надувається, і це призводить до іншої здатності обмежувати кровотік порівняно з нейлоновими манжетами.(21)
Доведено, що еластичні манжети забезпечують значно більший оклюзійний тиск на артерії на відміну від нейлонових манжет. (22)
Різні методи визначення допустимого тиску в манжеті для обмеження кровоплину:(20)
Найбезпечніше використовувати тиск, специфічний для кожного окремого пацієнта, оскільки різний тиск створює обмеження кровоплину для всіх людей в однакових умовах.(20)
Для визначення кровоплину в кінцівці можна використовувати допплерівське ультразвукове дослідження або плетизмографію. Манжета надувається до певного тиску, за якого артеріальний кровоплин повністю перекривається. Це так званий тиск оклюзії кінцівки (limb occlusion pressure, LOP) або артеріальний тиск оклюзії (arterial occlusion pressure, AOP). Тиск у манжеті розраховується у відсотках від LOP, як правило, в межах 40%-80%.
Використання цього методу є кращим, оскільки він гарантує, що пацієнти тренуються з правильним тиском, який відповідає їхнім потребам і типу манжети, що використовується. Він безпечніший і гарантує, що пацієнт тренується з оптимальним тиском, не надто високим, щоб викликати пошкодження тканин, і не надто низьким, щоб бути неефективним.(20)
Тиск манжети залежить від ширини манжети, а також від розміру кінцівки, на яку вона накладається.
Ключовим моментом для ТОК є те, що тиск повинен бути достатньо високим, щоб перекрити венозне повернення і дозволити скупчення крові, але достатньо низьким, щоб підтримувати артеріальний приплив (23)Сприйнята щільність обгортання за шкалою від 0 до 10 також використовується для проведення тренувань з ОК. Wilson та ін. (2013) виявили, що сприйнята герметичність обгортання 7 з 10 призводить до повної венозної оклюзії, але все ще дозволяє артеріальний приплив. (24)(25)
ТОК використовується у спортсменів та в рекреаційних тренуваннях для отримання м’язової гіпертрофії. Воно також може використовуватися в клінічних популяціях, які не можуть виконувати високоінтенсивні вправи через стадію свого стану або патологію.(26)
Приклади ТОК в клініці:
Верхня кінцівка: Джгут накладається на передпліччя. Манжету роздувають, щоб обмежити 50% артеріального кровотоку і 100% венозного.
Нижня кінцівка: Джгут накладається на верхню частину стегна. Манжету роздувають, щоб обмежити 80% артеріального кровотоку і 100% венозного. З манжетою, надутою до правильного тиску, звичайні вправи виконуються на рівні 20-30% від 1RM.
Призначення вправ для ТОК залежить від того, чи застосовується воно під час тренування з опором, ТОК-О (resistance training, BFR-RE), аеробного тренування, ТОК-А (aerobic training, BFR-AE) або пасивно, без фізичних навантажень, ТОК-П (passively, P-BFR)(30)
Модель рекомендацій щодо фізичних навантажень для ТОК-О (30)
Модель рекомендацій щодо фізичних навантажень для ТОК-О (30)
Для досягнення оптимальних результатів тренування з опором в ідеалі слід проводити 2-4 рази на тиждень. Теоретично, силові тренування з ОК можна проводити щодня, однак, це може бути не найкращою довгостроковою стратегією, і тренування 1-2 рази на день слід проводити лише протягом коротких періодів часу 1-3 тижнів. ТОК-О, як правило, використовується для силових вправ, що залучає один суглоб.(30)
Гіпертрофія м’язів може спостерігатися під час ТОК-О протягом 3-тижневого періоду, але більшість досліджень виступають за більш тривалі тренування, що перевищують 3 тижні.
Доведено, що навантаження на рівні 20-40% від 1RM викликає стійку адаптацію м’язів до ТОК-О.
Модель рекомендацій щодо вправ для ТОК-П (30)
Тиск, необхідний для перекриття кровоплину в кінцівці, залежить від розміру кінцівки, підлеглих м’яких тканин, ширини манжети та пристрою, що використовується. Тиск оклюзії артерії залежить від того, верхня це кінцівка чи нижня, і має становити від 40% до 80%.(30)
ТОК можна застосовувати під час аеробних вправ і в дослідженнях зазвичай застосовували під час ходьби або їзди на велосипеді. Підтримувати тиск в манжеті дещо складніше, і в літературі відсутня стандартизація тиску в манжеті під час ТОК-А.(30)Крім того, є обмежені докази того, що тренування ТОК покращує аеробні можливості та продуктивність у тренованих спортсменів.(31)
Пасивне застосування ТОК (тобто ОК застосовується, але не виконуються фізичні вправи) не є широко дослідженим. Однак воно показало позитивні результати у зменшенні атрофії м’язів після операції на передній хрестоподібній звʼязці. У проведених дослідженнях не використовувався стандартизований тиск, а в деяких випадках тиск був достатньо високим, щоб, можливо, повністю перекрити кровотік, що створює ризики для безпеки. ТОК-П потенційно може бути корисним для післяопераційних пацієнтів, однак у цьому напрямку потрібні подальші дослідження.(30)
До побічних ефектів під час виконання вправ з ОК належать втрата свідомості та запаморочення, оніміння, біль і дискомфорт, біль у м’язах, що з’являється пізніше(32).
Перед застосуванням ТОК слід оцінити ризики та протипоказання до застосування турнікету у всіх пацієнтів.
Наслідки для безпеки ОК є суперечливими. Занепокоєння з приводу безпеки пов’язані, головним чином, з утворенням венозної тромбоемболії (тромбоз глибоких вен і тромбоемболія легеневої артерії) і пошкодженням м’язів.(20) Нижче обговорюються різні питання безпеки та наслідки:
Кров має здатність згортатися завдяки різним системам згортання. Згортання крові частково контролюється фібринолітичною системою. Фібриноліз може допомогти запобігти прогресуванню згустку крові у венозну тромбоемболію.
Систематичний огляд, проведений da Cunha Nascimento та ін. у 2019 році, вивчав довгостроковий і короткостроковий вплив на гемостаз крові (баланс між фібринолізом і коагуляцією). Автори дійшли висновку, що необхідно провести більше досліджень у цій галузі, перш ніж можна буде надати остаточні рекомендації.(34)
У цьому огляді вони висловили занепокоєння щодо наступного(34)
Їх остаточний висновок щодо безпеки ОК:(34)
“Таким чином, практики повинні розглянути наявні докази і запитати
Загалом, добре відомо, що незвичні фізичні вправи призводять до пошкодження м’язів і відстроченого болю мʼязів (delayed onset muscle soreness, DOMS), особливо якщо вправи передбачають велику кількість ексцентричних рухів. Відстрочення болю мʼязів є нормальним явищем після незвичних фізичних навантажень, в тому числі після низькоінтенсивного ТОК, і повинно зникнути протягом 24-72 годин(2).
Високоінтенсивні вправи з опором у будь-якій формі можуть призвести до пошкодження м’язів. Надмірне руйнування посмугованих м’язів відоме як рабдоміоліз від навантаження і може призвести до пошкодження органів.(30) Частота виникнення рабдоміолізу від ТОК-О дуже низька і становить приблизно 0,07%-0,2%. Це схоже на виникнення рабдоміолізу під час звичайних силових тренувань з високим навантаженням. Існує занепокоєння, що навіть під час низькоінтенсивних ТОК підвищений метаболічний стрес може викликати рабдоміоліз, але рівень поширеності настільки низький, що наявні дані не свідчать про підвищений ризик рабдоміолізу під час ТОК-О порівняно з іншими формами тренувань з опором. (30) Однак нещодавній систематичний огляд, в якому проаналізовано дані про пошкодження м’язів після тренувань з обмеженням кровоплину, свідчить про те, що використання ТОК у вправах з високим навантаженням до відмови м’язів призводить до вираженого рівня пошкодження м’язів, і його слід уникати. Результати дослідження підкреслюють, що величина пошкодження м’язів зменшується вже після першого силового тренування з ОК, демонструючи ефект захисного навантаження завдяки цьому типу вправ. Таким чином, фахівці можуть використовувати принцип прогресуючого перевантаження в побудові програм силових тренувань з ТОК у клінічному контексті.(36)
Під час використання системи 3-го покоління ризик ускладнень, пов’язаних з накладанням турнікету, є дуже низьким і становить від 0,04% до 0,8%. Однак, існує певний ризик у використанні турнікетів. Деякі з найпоширеніших ускладнень:(13)
Тренування з ОК можна розглядати як новий клінічний метод досягнення фізіологічної адаптації для людей, які не можуть безпечно переносити вправи з високим рівнем м’язового напруження, або тих, хто не може виконувати вольову м’язову активність. Однак необхідні подальші дослідження для встановлення параметрів безпечного застосування перед широким клінічним впровадженням(7). «Фахівці сфери охорони здоров’я також повинні переконатися, що вони мають належну підготовку і використовують правильне обладнання для ТОК і методику встановлення тиску, щоб гарантувати безпеку своїх пацієнтів».(20)