Dobrowolne i stymulowane elektrycznie skurcze mięśni różnią się pod względem stopnia aktywacji włókien mięśniowych i metabolizmu. W czasie submaksymalnego, dobrowolnego skurczu mięśnia jego włókna są aktywowane stopniowo od najmniejszych do największych adekwatnie do intensywności skurczu patrząc z punktu widzenia ich rozmieszczenia od najgłębszych warstw do powierzchni, te małe włókna (typu 1) najczęściej są obecne w głębokich warstwach mięśni, podczas gdy duże włókna (typu 2) są zlokalizowane na jego powierzchni.
Z drugiej strony zaangażowanie włókien mięśniowych przez elektrostymulacje zależy od parametrów i gęstości impulsu i głównie oddziałuje na włókna mięśniowe zlokalizowane bezpośrednio pod elektrodą, ponieważ gęstość impulsu maleje wraz ze zwiększającą się głębokością mięśnia. W tym przypadku włókna mięśniowe są angażowane od powierzchni mięśnia aż do jego głębszych warstw i im wyższa intensywność tym głębsze warstwy włókien mięśniowych zostaną zrekrutowane niezależnie od ich rodzaju.
Biorąc powyższe pod uwagę, dobrowolne skurcze mięśni i skurcze wywołane przez elektrostymulację mogą być rozważane jako uzupełniająca się stymulacja o różnej naturze, które wywołują różne efekty fizjologiczne.
Zastosowanie EMS o wysokiej intensywności wraz ze skurczami dobrowolnymi u osób chorych lub przetrenowanych, które wykazują brak lub częściowych brak zdolności do wykonania skurczu dobrowolnego, ułatwia rekrutację dodatkowych włókien mięśniowych, co w efekcie wpływa na wzrost poziomu siły w porównaniu do zastosowania samych skurczy dobrowolnych bez EMS.
Ostatnie badania wykazały, że dobrowolne skurcze mięśni w połączeniu z EMS mogą dostarczać dodatkowych korzyści w programach treningowych, których celem jest zwiększenie ilości zrekrutowanych jednostek motorycznych u zdrowych osób w porównaniu do treningu bez elektrostymulacji lub z zastosowaniem pasywnego EMS.
Badania sugerują, że wysiłek na poziomie submaksymalnym generuje większą rekrutację włókien mięśniowych jeśli połączymy skurcze dobrowolne z EMS niż w przypadku tego samego treningu bez EMS lub pasywnym zastosowaniem EMS (patrz zdjęcie). Poprawia się również ich wydolność, także w okresie po treningu.
WNIOSKI
Analizując wszystkie powyższe informacje dochodzimy do wniosku, że EMS w połączeniu ze skurczem dobrowolnym na poziomie submaksymalnym może być rozważany jako interesująca technika treningowa, która stanowi uzupełnienie tradycyjnego treningu.
BIBLIOGRAPHY
Thierry Paillard. (2018). Training Based on Electrical Stimulation Superimposed Onto Voluntary Contraction Would be Relevant Only as Part of Submaximal Contractions in Healthy Subjects . Frontiers in Physiology, 9, 20-23.
Vanderthommen, M., and Duchateau, J. (2007). Electrical stimulation as a modality to improve performance of the neuromuscular system. Exerc. Sport Sci. Rev. 35, 180–185. doi: 10.1097/jes.0b013e318156e785
Henneman, E., Somjen, G., and Carpenter, D. O. (1965). Functional significance of cell size in spinal motoneurons. J. Neurophysiol. 28, 560–580. doi: 10.1152/jn.1965.28.3.560
Lexell, J., Henriksson-Larsén, K., and Sjöström, M. (1983). Distribution ofdifferent fibre types in human skeletal muscles. 2. A study of cross-sections ofwhole M. vastus lateralis. Acta Physiol. Scand. 117, 115–122.
Feiereisen, P., Duchateau, J., and Hainaut, K. (1997). Motor unit recruitment order during voluntary and electrically induced contractions in the tibialis anterior. Exp. Brain Res. 114, 117–123. doi: 10.1007/PL00005610
Vanderthommen, M., Duteil, S., Wary, C., Raynaud, J. S., Leroy-Willig, A., Crielaard, J. M., et al. (2003). A comparison of voluntary and electrically induced contractions by interleaved 1H and 31P-NMRS in humans. J. Appl. Physiol. 94, 1012–1024. doi: 10.1152/japplphysiol.00887.2001
Gregory, C. M., and Bickel, C. S. (2005). Recruitment patterns in human skeletal muscle during electrical stimulation. Phys. Ther. 85, 358–364
Koutedakis, Y., Frischknecht, R., Vrbová, G., Sharp, N. C., and Budgett, R. (1995). Maximal voluntary quadriceps strength patterns in Olympic overtrained athletes. Med. Sci. Sports Exerc. 27, 566–572. doi: 10.1249/00005768-199504000-00015
Wahl, P., Hein, M., Achtzehn, S., Bloch, W., and Mester, J. (2014). Acute metabolic, hormonal and psychological responses to cycling with superimposed electromyostimulation. Eur. J. Appl. Physiol. 114, 2331–2339. doi: 10.1007/s00421-014-2952-4
Wahl, P., Hein, M., Achtzehn, S., Bloch, W., and Mester, J. (2015). Acute effects of superimposed electromyostimulation during cycling on myokines and markers ofmuscle damage. J. Musculoskelet. Neuronal. Interact. 15, 53–59.
Wahl, P., Schaerk, J., Achtzehn, S., Kleinöder, H., Bloch, W., and Mester, J., (2012). Physiological responses and perceived exertion during cycling with superimposed electromyostimulation. J. Strength Cond. Res. S26, 2383–2388. doi: 10.1519/JSC.0b013e31823f2749
Matsuse, H., Shiba, N., Takano, Y., Yamada, S., Ohshima, H., and Tagawa, Y. (2013). Cycling exercise to resist electrically stimulated anatagonist increases oxygen uptake in males: pilot study. J. Rehabil. Res. Dev. 4, 545–554. doi: 10.1682/JRRD.2012.04.0067
Mathes, S., Lehnen, N., Link, T., Bloch, W., Mester, J., and Wahl, P. (2017). Chronic effects of superimposed electromyostimulation during cycling on aerobic and anaerobic capacity. Eur. J. Appl. Physiol. 117, 881–892. doi: 10.1007/s00421-017-3572-6
Comments