Trening z ograniczonym dopływem krwi

Siła mięśniowa jest jedną z podstawowych zdolności motorycznych ludzkiego ciała, warunkującą zarówno wykonywanie czynności życia codziennego, jak i zadań sportowych (Benfica P. et al. 2018). American Collage of Sports Medicine dla kształtowania masy i siły mięśniowej rekomenduje wykonywanie oporowego treningu o wysokiej lub zmiennej częstotliwości (Vanwywe W.R. et al. 2017). Standardową metodą stosowaną dla poprawy siły mięśniowej jest trening z dużym obciążeniem zewnętrznym, w zakresie minumum 65% ciężaru maksymalnego. (Loenneke JP et al. 2009, Grønfeldt BM. Et al. 2020). Z kolei wysoka intensywność pojedynczej jednostki treningowej, jak i poszczególnych cyklów w znaczny sposób wpływa na obciążenie układu mięśniowo-szkieletowego oraz układu nerwowego zawodnika. W wielu dyscyplinach sportowych siła mięśniowa stanowi jeden z elementów przygotowania motorycznego, które wyłącznie w połączeniu z innymi zdolnościami stanowią o wyniku sportowym. Hipertrofia mięśni oraz wzrost siły są nie tylko celem większości podejmowanych treningów sportowych, ale również bardzo ważnym zagadnieniem w nowoczesnej fizjoterapii.

Jednak dla większości populacji ciężki trening oporowy z dużym obciążeniem na stawy z wielu przyczyn jest zbyt trudnym, a często niemożliwym do wykonania zadaniem. Dlatego profesjonaliści w dziedzinie sportu oraz naukowcy zaczęli poszukiwać alternatywnych ćwiczeń o mniejszej intensywności.

Wykonywanie ćwiczeń siłowych z ograniczonym dopływem krwi (BFR – blood flow restriction) do mięśni stwarza możliwość zastosowania znacznie mniejszych obciążeń zewnętrznych, na granicy 20-50% ciężaru maksymalnego przy jednoczesnym rozwoju hipertrofii i siły mięśni w różnych populacjach: profesjonalnych sportowców, pacjentów
z problemami kardiologicznymi, ortopedycznymi, czy osób starszych (Loenneke JP et al. 2009, Rossi F.E. et al. 2018, Cook et al. 2014). Wykorzystanie niskich obciążeń zewnętrznych
w mniejszym stopniu  obciąża aparatu ruchu, układ nerwowy i sercowo-naczyniowy (Song-Young et. al. 2015). Przyrost masy i siły mięśniowej w treningu niskiej intensywności (LIRE – low intensity resistance exercise) z ograniczonym dopływem krwi do mięśni wiąże
się bezpośrednio ze zwiększoną rekrutacją włókien szybkokurczliwych (włókien typu II b) charakterystyczną dla treningu wysokiej intensywności (Takarada et al. 2000).  Aktywność włókien typu II b wzmaga stres mechaniczny oraz wywołuje większe zmiany hormonalne
w stosunku do zastosowania wyłącznie treningu niskiej intensywności. Po zastosowaniu LIRE
z ograniczonym dopływem krwi do mięśni dochodzi gwałtownego wzrostu stężenia hormonu wzrostu, co z kolei stymuluje wydzielanie insulinopodobnych czynników wzrostu (IGFs), pobudzających syntezę protein i komórek satelitarnych bezpośrednio wpływających na wzrost przekroju włókien mięśniowych. Stężenia hormonu wzrostu po wykonaniu ćwiczeń niskiej intensywności z BFR dorównują, a nawet przewyższają wartości osiągane po intensywnym wysiłku na poziomie 70% 1RM, co więcej progresja siły i masy mięśniowej pojawia
się przy zastosowaniu krótszego cyklu treningowego niż w przypadku treningu wysokiej intensywności. (Soung – Young et al., 2015). Synteza białek wzrasta już po pojedynczej jednostce treningowej opartej o trening niskiej intensywności z ograniczonym dopływem krwi do mięśni. Niedotlenienie tkanek i następująca po nim reperfuzja  prowadzą do zwiększonej akumulacji mleczanu, którego stężenie bezpośrednio wpływa na proces angiogenezy. Wyższe stężenia mleczanu po wysiłku mogą pobudzać transkrypcyjne szlaki odpowiadające
za hipertrofię mięśniową (Soung – Young et al., 2015).

BFR w połączeniu z treningiem niskiej intensywności przekłada się na zmiany hormonalne, transkrypcyjne, hemodynamiczne, sercowo-naczyniowe na poziomie równym bądź wyższym w stosunku do treningu wysokiej intensywności.

Podstawy teoretyczne treningu okluzyjnego

Przez pojęcie okluzji rozumiemy zamknięcie światła naczynia krwionośnego wywołane zewnętrznym uciskiem. Kiedy zewnętrzna siła uciskająca zrównoważy ciśnienie krwi wewnątrz naczynia, wówczas przepływ krwi zostaje zablokowany. Do uzyskania tego efektu w treningu okluzyjnym stosuje się specjalne urządzenia, elastyczne opaski, ciśnieniomierze lub taśmy kompresyjne. Zamknięcie przepływu krwi powoduje jej zatrzymanie oraz nagromadzenie. W konsekwencji zostaje przerwany transport tlenu oraz substancji odżywczych do tkanek. W trakcie ćwiczeń z okluzją dochodzi do szybkiego podjęcia pracy beztlenowej przez mięśnie znajdujące się pod miejscem ucisku oraz poniżej niego. Wywołane w ten sposób niedotlenienie (hipoksja) przyspiesza aktywację włókien szybkokurczliwych (typu II), które w warunkach naturalnych aktywowane są dużo później oraz przy dużo wyższym obciążeniu (ok. 65- 80% 1RM). Przy wykorzystaniu okluzji aktywowana jest znacznie większa liczba włókien kurczliwych, a ponadto dochodzi do niej już przy obciążeniu ok. 20-25% 1RM. Umożliwia to trenowanie włókien typu II osobom, które nie byłyby w stanie wytrzymać dużego obciążenia z powodu kontuzji, choroby (np. serca), wieku lub zmęczenia częstymi treningami z wykorzystaniem większych ciężarów. Zaleca się wykonywanie 4 serii jednego ćwiczenia o zakresie powtórzeń: 30-15-15-15, z przerwami między seriami trwającymi 30-60 s. Obciążenie powinno wynosić 20-50% 1RM. Drugi ze schematów, jaki można spotkać w literaturze, zakłada stosowanie okluzji podczas kilku różnych ćwiczeń. Dobieramy wówczas ciężar ok. 40-50% 1RM lub nieco mniejszy i wykonujemy ćwiczenie w sekwencji 30-15-15-15powtórzeń z przerwami 30-60 s. Następnie zdejmujemy opaski na maksymalnie 5 minut do uzyskania ponownego krążenia i zakładamy je z powrotem w celu wykonania kolejnego ćwiczenia. Wykonujemy ponownie 30-15-15-15 powtórzeń z przerwami 30-60 s

Piśmiennictwo

1. Okita K.: Effects of Blood Flow Restriction on Intramuscular

Energetic Metabolism During Resistance Exercise. „Ad Exerc

Sports Physiol”, 2010; 15 (4): 121-125.

2. Loenneke J.P., Balapur A., Thrower J. B. i wsp.: Blood flow

restriction reduces time to muscular failure. „Europen Journal

of Sports Science”, 2012; 12 (3): 238-243.

3. Kubo K., Komuro T., Ishiguro N.: Effects of Low-Load Resistance Training With Vascular Occlusion on the Mechanical

Properties of Muscle and Tendon. „J Appl Biomech”, 2006;

22 (2): 112-119.

4. Neto G.R., Santos H.H., Sousa J.B.C.: Effects of High-Intensity Blood Flow Restriction Exercise on Muscle Fatigue. „J Hum

Kinet”, 2014; (1): 163- 172.

5. Patterson S., Ferguson R.A.: Enhancing Strength and Postocclusive Calf Blood Flow in Older People With Training

With Blood-Flow Restriction. „J Aging Phys Act”, 2011; (3):

201-213.

6. Takarada Y., Takazawa H., Sato Y.: Effects of resistance exercise combined with moderate vascular occlusion on muscular

function in humans. „J Appl Physiol”, 2000; (88): 2097-2106.

7. Ohta H., Kurosava H., Ikeda H. i wsp.: Low-load resistance muscular training with moderate restriction of blood flow

after anterior cruciate ligament reconstruction. „Acta Orthop

Scand”, 2003 Feb; 74 (1): 62-8.

8. Cook C.J., Kilduff L.P., Beaven M.C.: Improving strength and

power in trained athletes with 3 weeks of occlusion training.

„International Journal of Sports Physiology and Performance”, 2014; (9): 166-172.

9. Yasuda T., Brechue W. F., Fujita T. i wsp.: Muscle activation

during low-intensity muscle contraction with restricted blood

flow. „Journal of Sport Science”, 2009; 27 (5): 479-489.

10. Silva J., Neto G.R., Freitas E.: Chronic Effect of Strength Training with Blood Flow Restriction on Muscular Strength among

Women with Osteoporosis. „Journal of Exercise Physiology”,

2015; 18 (4).