Эксцентрическая реабилитация: мышечные и функциональные результаты

Учитывая безопасность эксцентрических упражнений и производимую высокую силу, небольшие энергозатраты, применение эксцентрических тренировок для противоборства с мышечной дисфункцией (саркопения, постоперационная потеря мышечной массы) в разных патологических группах, очень заманчиво. Саркопения исторически определялась, как потеря мышечной массы, но это название также включает в себя потерю мышечной силы и мобильности.

Уже изучены механизмы пытающиеся объяснить сохраненную эксцентрическую силу у пожилых людей, как происходит увеличение силы после удлинения мышцы и изменения в защитных механизмах. Было предложено несколько механических, неврологических и сосудистых адаптаций. Примером может послужить повышенная растяжимость квадрицепса у взрослых переживших инсульт и улучшение нервной проводимости, вследствие эксцентрических нагрузок, высокое включение мышц синергистов и включение адаптационных механизмов связанных с центральной нервной адаптацией, механически-зависимое от напряжения увеличение включения спиралей, вследствие эксцентрической работы и изменение в использовании пассивных элементов в мышечных волокнах, таких как титин и эластичных элементов передающих силы за пределы волокон, таких как сухожилия.

Ниже будут рассмотрены воздействия эксцентрической реабилитации, направленной на замедление или предотвращении саркопении и постоперационной атрофии в разных реабилитационных группах.

Размер мышцы

Мышечные гипертрофические изменения вследствие эксцентрических нагрузок, измеряемые на уровне от волокон до целой мышцы, очень разные. Гипертрофия у пожилых лиц после эксцентрической работы больше или эквивалентна, как и после обычной тренировочной работы. Например, увеличение латеральной мышцы бедра и уменьшение процента подкожного жира в нижней конечности.

После тотального эндопротезирования колена или старения наблюдается ряд болезней, таких как сердечно – легочные заболевания, рак, диабет, Паркинсон, увеличение размеров мышц возможно. Наибольшие изменения в области поперечного сечения или объеме мышц ног были зарегистрированы у взрослых после реконструкции передней крестообразной связки.

Важно, в реабилитационной перспективе, данные изменения возможны после того как эксцентрические нагрузки начались в постоперационный срок в 3 неделе и продолжались 12 недель.  Эти результаты возможно свойственны более молодым группам лиц, которые не так подвержены ослабленному влиянию роста мышц, как более старшее поколение. Увеличение объема квадрицепса и большой ягодичной мышцы были обнаружены после ускоренной реабилитационной программы по реконструкции связочного аппарата. В дополнение, эти мышечные ответы могут быть достигнуты и совмещены вместе с функциональными качествами после 9 месяцев эксцентрической реабилитации. Также, увеличение в объеме квадрицепса были отмечены и у пожилых лиц после 1-4 лет тотального эндопротезирования коленного сустава и у пожилых с Паркинсоном, когда эксцентрическая нагрузка была добавлена в реабилитационную программу совместно с обычными тренировками.

В добавок, пожилые люди характеризуются как анаболически ослабленные, так же как и перенесшие рак или постменопаузные женщины со слабым допуском глюкозы, могут прибавить мышечный объем, применяя эксцентрические упражнения совместно с обычными тренировками. Конечно, скорость и само увеличение будет меньше, чем у тех, кто анаболически более стабилен. Взрослые со 2 стадией сахарного диабета демонстрируют гипертрофию мышц после комбинированной программы, сочетающей аэробные упражнения в сочетании с эксцентрической нагрузкой. Те, у кого наблюдается стабильная коронарная недостаточность, так или иначе, не изменили объем их четырехглавой мышцы вследствие эксцентрической нагрузки.  Поскольку не в одной из патологических групп не проводились исследования по напряжению и интенсивности при изолированной эксцентрической и концентрической нагрузке, до сих пор не ясно какой именно тип оказывает большее влияние на гипертрофическую сигнализацию.

Мышечная сила

Мышечная сила и мощность более предсказуема при эксцентрических нагрузках в реабилитации, чем увеличение размера мышц. Иногда, увеличение силы после эксцентрических нагрузок у пожилых людей может быть выше или такое же, как и при концентрических нагрузках. Мышечная сила возникает при всех типах сокращения.  Эксцентрические упражнения могут помочь пожилым людям в задачах, которые требуют максимальной мышечной силы. Особенно это полезно для пожилых, у которых наблюдался ослабленный контроль эксцентрической силы.

Пожилые люди с сердечно-легочными заболеваниями или после операций на колено, нуждающиеся в реабилитации, могут улучшить свои силовые показатели с помощью эксцентрических нагрузок. Более того, диагностированные раком, Паркинсоном, полимиозитом, артрозом или сахарным диабетом после занятий с эксцентрическими нагрузками, демонстрируют повышение силы и мощности.

Клинически важно, что увеличение силы и мощности было отмечено у взрослых патологических групп. Взрослые после реконструкции передней крестообразной связки при реабилитации достигли лучшего восстановления, выполняя эксцентрические упражнения.  Отмечены более мелкие улучшения в силе у лиц с изолированной недостаточностью передней крестообразной связки колена, у лиц с рассеянным склерозом, у детей с ДЦП.

Функционал

Увеличения размера и силы мышц также свидетельствует о физиологической эффективности эксцентрических упражнений. Однако, такие эффекты не имеют значения, если они также не производят улучшения физической функции, здесь определяется как «способность передвигаться», и «способность выполнять ежедневные мероприятия». Повсеместные нарушения мышечной структуры и функций мышц лежат в основе дефицита физической функции.

Эта связь между силой мышц и эффективностью подвижности обусловливает необходимость в упражнениях на сопротивление в рамках программы реабилитации нуждающихся взрослых и пожилых людей.  Мышцы почти всегда нуждаются и в позитивной и в негативной работе при нормальной жизни, в условиях обычных локомоций, но многие задачи с повышенным риском падения, такое как спуск с лестницы, выполняются человеком задействовав лишь только эксцентрический тип сокращения мышц. Наилучший эффект мобильности от эксцентрических нагрузок на сегодняшний день у людей после операций на колено. Эксцентрическая нагрузка улучшает повседневную активность, хотя улучшения, которые были отмечены единично, все же имеются у людей с полной артропластикой коленного сустава, у пожилых с Паркинсоном.

Таким образом, реабилитационные мероприятия, нацеленные на эксцентричные сокращения мышц, могут принести пользу взрослым пожилым людям, нуждающимся в реабилитации, не только для повышения их мобильности, но и для избежания падения, что может повысить уверенность при движении. Кроме того, даже для тех, кто не подвержен высокому риску падения, повышенный запас мышечной массы, прочности, мощности и подвижности, обусловленный эксцентричной мышечной активностью, будет служить «фактором безопасности» физической функции.

Прогрессия эксцентрических тренировок

Для того, чтобы улучшить силу используя эксцентрическую нагрузку необходима прогрессия данной нагрузки. Эксцентрическая адаптационная фаза должна быть реализована дабы избежать мышечных травм. Если ОДА пациента не испытывает низких эксцентрических усилий и малый объем негативной работы во время эксцентрической адаптационной фазы, тогда пациент может почувствовать высокий уровень мышечных повреждений и, следовательно, не будет придерживаться программы упражнений сопротивления и не сможет испытывать в конечном итоге положительные аспекты более высоких эксцентрических сил. С выдержкой мышцы к более низким нагрузкам негативной работы изначально, приспособительный, повторяющийся эффект прогнозируется. Механизмы, управляющие этой адаптацией, являются многофакторными, однако это не должно подрывать существенную необходимость такой адаптации до более высокой дозы эксцентричной нагрузки. При воздействии низких нагрузок во время адаптационного периода приемлемы незначительные уровни мышечной болезненности. После адаптационного периода эксцентрической работы, мышцы лучше подготовлены для более высоких нагрузок, которые характерны для усовершенствованной эксцентрической – негативной работы.

В течение прогрессивного эксцентрического – негативного периода, цель реабилитируемых является постепенное сопротивление более высокой нагрузке в течение длительных периодов. В конечном счете, нагрузка на упражнение должна превышать максимальное сопротивление пациента, т. е. теперь нагрузка должна превышать нагрузку, которая может быть перемещена концентрически. Как правило, предполагается, что цель нагрузки на прогрессивной эксцентрично-отрицательной рабочей фазе должна превышать изометрическую максимальную нагрузку, а продолжительность эксцентричной тренировки должна быть выполнена до 20-30 мин за сеанс, в 2-3 раза за неделю в течение 6-12 недель. Использование эксцентрической силы и сокращения показали, что они в полтора раза превышают максимальную изометрическую силу. Сравнивая это с предыдущим изучениями, что необходимо совмещать эксцентрические и концентрические нагрузки, нельзя не сказать что общий объём негативной работы возможно может быть на 20 – 40% больше в сравнении со стандартными упражнениями на сопротивление. Максимальный объём отрицательной работы может быть достигнут только постепенным увеличением интенсивности с помощью воспринимаемого напряжения.
Виды эксцентрических упражнений

Для того, чтобы осуществить эксцентрическую-негативную работу потребуется внешняя помощь, чтобы преобразовывать концентрическую работу в эксцентрическую.

В большинстве реабилитационных применений моторизованный эргометр предоставляет нагрузку человеку, требуя от участника выполнять только отрицательную работу. Коммерческие эргометры (например, BTE Technologies, Hanover, MD) в настоящее время доступны для целей реабилитации.

К тому же, порой эксцентрические упражнения могут быть выполнены и с классическим оборудованием или же с использованием массы тела. Применение этих режимов эксцентрического сопротивления требует двух конечностей для выполнения концентрического движения, а затем одной конечности для выполнения эксцентрического действия.

Можно получить потенциальные преимущества эксцентричных упражнений с использованием массы тела человека во время функциональной деятельности (например, походы вниз по склону) или при выполнении эксцентричных елей движения (например, Тай Чи).  Эксцентричная нагрузка происходит от массы тела человека и движения предназначенного для постепенного переноса массы тела человека на одной ноге в эксцентрике.  При спуске с горы, разгибатели голени и бедра выполняют негативную работу с каждым шагом замедления. Традиционные движения, такие как Тай Чи, позволяют выполнять движения в эксцентрике, когда диапазон сгибателей голени и бедра увеличивается и скорость с которой выполняются движения уменьшается. Более того, такие движения, как вставание и опускание на стул и т.д., могут также считаться эксцентрическими.

Выводы

Мероприятия, необходимые для людей после операции или пожилых людей с патологиями ведущими к снижению подвижности (перелом бедра, послеоперационное состояние, пневмония и т.д.), должны проводится обязательно. Эти вмешательства особенно важны, когда резервы мышечной массы низки, нарушения подвижности являются высокими, и физическая независимость уменьшается. И хотя фармакология изобретает все новые и новые средства для повышения или ослабления мышц, ничто так не сравнится настоящей физической активностью. И сейчас все более очевидно, адекватность, безопасность и преимущества эксцентрических тренировок именно в реабилитационных целях. В связи с этим дальнейшее развитие параметров для оптимизации интенсивности, продолжительности и режимов эксцентричной подготовки может привести к значительному улучшению размера мышц, прочности, физической функции и качества жизни пожилых, больных или хронически пострадавших людей.