XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Electrical Muscle Stimulation (EMS) – электрическаямышечнаястимуляция. Подразумевает осуществление воздействия на мышцы при помощи устройства, которое через электроды, закрепленные на коже, посылает электрические сигналы. В настоящее время в России появились целые «центры EMS», куда приходят полежать и посидеть желающие похудеть и нарастить мышечную массу. Некоторые используют EMS и во время физических занятий.

Кроме того, в профессиональном спорте постоянно ищут пути повышения производительности спортсменов. EMS давно получило широкое применение в области спорта. Имеются даже специально разработанные протоколы для восстановления после травм и тренировок, повышения выносливости мышц, гипертрофии и роста силовых показателей.

На самом деле, вопрос применения EMS тренировок достаточно актуальный как среди обычных людей, занимающихся физической культурой, так и среди профессиональных спортсменов. Всё больше «чудо» свойств приписывают EMS, но, как правило, доказательная база эффективности достаточно страдает. Поэтому хотелось бы разобрать научную базу знаний, чтобы разобраться есть ли смысл в применении EMS.

1. Влияние EMS на расход калорий и композицию тела

Потеря и контроль веса является серьезной проблемой для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний и сферы укрепления здоровья [6-8]. Тайваньские ученые Мяо-Ю Хсу и Шун-Хва Вэй с коллегами решили выяснить каким образом нервно-мышечная стимуляция мышц влияет на потребление энергии у здоровых взрослых людей [12].

Для исследования набрали сорок взрослых здоровых людей, ведущих сидячий образ жизни, из которых было 18 мужчин и 22 женщины в возрасте 20-63 лет, без каких-либо видимых заболеваний и опыта примененияEMS[9]. Электроды были наложены поверх мышц живота, больших ягодичных, четырехглавых мышц бедра и мышц задней поверхности бедра. Затем следовала 30-минутная стимуляция на 3 разных уровнях интенсивности (Е1, Е2 и Е3) – по 10 минут на каждую.

В результате по сравнению с исходными значениями расхода калорий на 2 и 3 уровнях интенсивности было выявлено статистически значимое увеличение расхода энергии. То есть если в состоянии покоя, средний расход составлял примерно 65 ккал/час, то при самой высокой интенсивности этот уровень достигал 76 ккал/час, то есть всего 11 ккал разницы.

В заключении ученые скромно указали, что EMS может быть использован только в качестве дополнительного инструмента в процессе похудения.

Если проанализировать данное заключение, можно прийти к несколько иным выводам. Всего 11 лишних ккал в час тратит человек, при условии, что он лениво лежит с датчиками на кушетке. Таким образом, если вы пролежали 2 часа под воздействием электрической стимуляции, то дополнительно потратили лишь 22 ккал. К слову, в среднестатистическом яблоке содержится около 50 ккал. Выходит, чтобы позволить себе съесть лишнее яблоко, вы должны пролежать с датчиками 4 с лишним часа.

Для примера, обычная ходьба со скоростью около 5 км/ч позволит вам потратить примерно 200-300 ккал, в зависимости от вашего начального веса. EMS высокой интенсивности позволит потратить 70-80 ккал/час. Таким образом, если сравнить лежание на диване (60-70 ккал) с EMS, то последнее дает совсем мизерный прирост расхода калорий. Получается, что обычная ходьба намного эффективнее применения электрической стимуляции как таковой в плане расхода энергии.

2. Применение EMS при силовых тренировках

Индустрия фитнеса все чаще пытается сэкономить людям время, для чего и была придумана электростимуляция всего тела во время выполнения физических упражнений, которая принципиально отличается от пассивного и локального применения EMS.

Предыдущее исследование проводилось на «неподвижных» людях, поэтому ученые Кеммлер и Вольфган с коллегами провели другое исследование, с целью определить влияние электростимуляции всего тела на расход энергии во время тренировки [9]. Данное исследование было опубликовано в авторитетном научном журнале «The Journal of Strength & Conditioning Research» [10].

Для эксперимента были набраны 19 умеренно подготовленных мужчин, которые случайным образом были разделены на 2 группы:

1. Тренировались в силовом стиле с низкой интенсивностью.

2. Тренировались точно так же, но при этом все основные мышечные группы находились под воздействием электрической стимуляции.

В результате, первая группа в среднем расходовала 352 ккал/час, а вторая 412 ккал/час. То есть разница между группами составляла около 60 ккал. Выходит, что час тренировок под воздействием EMS позволяет съесть лишнее яблоко.

Сами ученые отметили, что «с точки зрения статистической значимости метод EMS однозначно влияет на расход энергии. Однако такой относительно малый эффект не дает повода рекомендовать электрическую стимуляцию для широкого применения в области фитнеса» [11]. Тем не менее, ученые не исключают пользу применения EMS в качестве метода, который может применяться в случаях, когда человек не хочет или не может тренироваться в традиционном стиле.

Следующее исследование было проведено учеными Поркари, Фостером, Свенсоном из Университета Висконсина [13]. Специалисты решили проверить воздействует ли электрическая стимуляция мышц на состав тела, мышечную силу и внешний вид, что и обещают производители EMS аппаратов. На протяжении 2 месяцев испытуемые проходили сеансы электрической стимуляции мышц 3 раза в неделю.

По завершении эксперимента, ученые вынесли вердикт: EMS никак не повлиял ни на состав и внешний вид тела, ни на силовые показатели участников.

Однако есть и другие результаты. В 2016 году вышло рандомизированное контролируемое исследование от немецких специалистов Коммлера и Течлера, в котором они сравнили стандартный высокоинтенсивный силовой тренинг и EMS по таким критериям, как изменение композиции тела и рост силовых показателей у мужчин без тренировочного опыта [9].

49 участников были разделены на 2 группы:

1. Тренировались 2 раза в неделю в традиционном силовом стиле с высокой интенсивностью.

2. Проводили 3 сессии EMS в 2 недели.

Эксперимент продолжался 4 месяца. Главными показателями для исследователей были прирост сухой мышечной массы и максимальная динамическая сила мышц разгибателей голени.

В результате у обеих групп наблюдался прирост мышечной массы без значительной разницы между участниками: 1,25% у первой группы и 0,93% у второй. Сила мышц разгибателей голени также увеличилась у обеих групп: на 12,7% у первой, и на 7,3% у второй группы.

В заключении указано, что «в целом EMS может считаться эффективной, хотя и дорогостоящей опцией в качестве замены традиционному силовому тренингу для людей, которые преследуют цель улучшения композиции тела и силовых показателей.

Анализируя данное заключение, можно сделать вывод о том, что разница пусть и не существенная, но традиционный силовой тренинг показал лучшие результаты. Это говорит о том, что применение EMS может дать свои плоды, но наверняка не лучше традиционных силовых тренировок.

3. Влияние EMS на элитных спортсменов

Группа ученых во главе с Андре Филиповичем провела систематический обзор исследований, целью которого было выяснить, как использование EMS повлияет на отдельно выбранные силовые параметры [15]. Были проанализированы данные 89 исследований.

В отличие от предыдущих обзоров, в этой работе ученые разделяли категории испытуемых в зависимости от уровня тренированности (нетренированные, тренированные и элитные спортсмены) и вида EMS (локальный, воздействие на все тело, комбинированный). Особое внимание уделялось на профессиональных элитных спортсменов, а показатели нетренированных рассматривались лишь для сравнения. Специалисты изучали как EMS повлияла на максимальную силу, скоростную силу, мощность, прыгучесть и спринт.

После 3-6 недель применения метода EMS был отмечен значительный рост показателей максимальной силы, силовой скорости и мощности. В свою очередь, рост этих показателей улучшил результат в вертикальном прыжке до 25%, а также позволил на 4,8% сократить время спринтерского забега у элитных спортсменов, и это отличная перспективная альтернатива традиционным силовым тренировкам.

В то же время, есть исследование, которое говорит о том, что улучшение показателей в прыжках и спринте с помощью EMS может произойти лишь в случае применения плиометрических упражнений (упражнения со своим весом, во взрывном стиле и с высокой интенсивностью) [16]. При этом, электрическая стимуляция необходима либо во время упражнений, либо до них, но не после.

4. Применение EMS критически больным людям

В 2013 году швейцарские специалисты, во главе с Николой Маффиулетти, представили систематический обзор исследований, в котором рассматривали EMS в качестве метода, который может предотвратить потерю мышечной силы и атрофию мышц у критически больных пациентов. Ученые сравнили эффективность связки EMS + основной уход за больными и обычного медицинского ухода [17].

В обзор попали 8 рандомизированных контролируемых исследований с общей выборкой в 172 пациента:

- 5 исследований показали прирост или сохранение силовых показателей (в одном из исследований наблюдался большой эффект);

- 2 испытания выявили лучшее сохранение мышечной ткани (эффект – от небольшого к среднему);

- 2 исследования не показали каких-либо значительных улучшений.

Ученые сделали вывод, что в отношении предотвращения потери мышечной силы для критически больных пациентов EMS в сочетании со стандартным медицинским уходом доказал свое преимущество перед одним только уходом. Что касается потери мышечной ткани, доказательств эффективности EMS не выявлено.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализируя современную литературу можно сделать вывод, что динамика проведения многих исследований оставляет желать лучшего (об этом говорят сами ученые), количество участников в испытаниях очень маленькое, а длительность исследований очень короткая. Кроме того, в русскоязычной литературе довольно мало данных о применении EMS, большинство используемых мной исследований были взяты из зарубежных источников.

Подводя черту, можно сделать следующие выводы:

- если ваша цель – улучшение состава тела (снижение процента жира, уменьшение объемов, потеря веса), применение EMS, в том числе совместно с тренировками – это просто выброшенные деньги, т.к. даже обычная ходьба показывает лучшие результаты;

- если вы профессиональный спортсмен и пытаетесь использовать все известные методы улучшения таких показателей, как сила, скорость, прыгучесть – применение метода EMS может быть эффективным. Однако и здесь есть подводные камни: вы или ваш тренер должны досконально разбираться в протоколах EMS и уметь правильно сочетать этот метод с традиционным тренингом;

- еще одна категория людей, которая может извлечь пользу от метода EMS – люди в возрасте и те, кто страдает серьезными заболеваниями, для которых сложно или невозможно заниматься иными типами тренинга. В их случае метод EMS может быть эффективным в плане сохранения или прироста силовых показателей.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Коц Я.М., Хвилон В.А. Тренировка мышечной силы методом электростимуляции: Сообщение 1. Теоретические Предпосылки / Коц Я. М., Хвилон В. А. // Теория и практика физ. культуры. – 1971. - № 3. – С. 64-67.

2. Коц Я.М., Хвилон В.А. Тренировка мышечной силы методом электростимуляции: Сообщение 2. Тренировка методом электрического тетанического раздражения мышц прямоугольными импульсами / Коц Я.М., Хвилон В.А. // Теория и практика физ. культуры. – 1971. - № 4. – С. 66-72.

3. Осипова И.В., Сазанова И.Ю., Березенко Е.А., Ефремушкина С.А. Влияние физических тренировок на структурно-геометрические и функциональные показатели ЛЖ пожилых больных с XCH II-IV ФК (годичное исследование) / Осипова И.В., Сазанова И.Ю., Березенко Е.А., Ефремушкина С.А. // Журнал Сердечная Недостаточность. – 2005. - № 6. – С. 191-195.

4. Рылова А.К. Физическая реабилитация больных с XCH. Анализ результатов клинических исследований / Рылова А. К. // Журнал Сердечная недостаточность. – 2005. - № 5 (33) – С. 199-203.

5. Сыркин А.Л., Полтавская М.Г., Свет А.В. и др. Интервальные тренировки у больных с хронической сердечной недостаточностью //Кардиология, том 48. – 2008. - №7 - С.65-71.

6. Benito-Martínez E., Martínez-Amat A. et al. Effect of combined electrostimulation and plyometric training on 30 meters dash and triple jump / Benito-Martínez E., Martínez-Amat A. et al // Journal Sports Med Phys Fitness. - 2013. - № 53(4). – Р. 387- 395.

7. Chockalingam A. Healthy weight—Healthy blood pressure. Can. / Chockalingam A. // Journal Cardiology.  – 2010. - № 26. – P. 259–260.

8. Filipovic A., Kleinöder H. et al. Electromyostimulation—A Systematic Review of the Effects of Different Electromyostimulation Methods on Selected Strength Parameters in Trained and Elite Athletes / Filipovic A., Kleinöder H. et al // Journal of Strength & Conditioning Research. – 2012. - № 26 (9). — Р. 2600–2614.

9. Kemmler W., Von Stengel S. et al. Effect of whole-body electromyostimulation on energy expenditure during exercise / Kemmler W., Von Stengel S. et al // Strength Cond Res. - 2012. - № 26(1). – Р. 240-245.

10. Kemmler W., Teschler M., et al. Effects of Whole-Body Electromyostimulation versus High-Intensity Resistance Exercise on Body Composition and Strength / Kemmler W., Teschler M // A Randomized Controlled Study, Evid Based Complement Alternat Med. - 2016. - № 11. – Р. 350 – 361.

11. Maffiuletti N. A., Roig M. Neuromuscular electrical stimulation for preventing skeletal-muscle weakness and wasting in critically ill patients: a systematic review/ Maffiuletti N. A., Roig M. // BMC Medicine. - 2013. - № 11. – Р. 137.

12. Miao-Ju Hsu, Shun-Hwa Wei. Effect of Neuromuscular Electrical Muscle Stimulation on Energy Expenditure in Healthy Adults / Miao-Ju Hsu, Shun-Hwa Wei // Sensors (Basel). – 2011. - № 11(2) – Р. 311-315.

13. Porcari J. P. et al. Effects of Electrical Muscle Stimulation on Body Composition, Muscle Strength, and Physical Appearance / Porcari J. P. // The Journal of Strength and Conditioning Research. – 2002. - № 16 (2) – Р. 165-72.

14. Stevens-Lapsley J.E., Kohrt W.M. Osteoarthritis in women: Effects of estrogen, obesity and physical activity /Stevens-Lapsley J.E., Kohrt W. M. // Womens Health (Lond Engl). – 2010. - № 6. – Р. 601 – 615.

15. Whitmore C. Type 2 diabetes and obesity in adults / Whitmore C. // Nurs. – 2010. - № 19. – Р. 880–886.

16. Miao-Ju Hsu et al. Effect of Neuromuscular Electrical Muscle Stimulation on Energy Expenditure in Healthy Adults // NCBI [website]. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3274051

17. Kemmler W et al. Effect of whole-body electromyostimulation on energy expenditure during exercise // NCBI [website]. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22158139

Код для цитирования: Скопировать