Как EMS-тренировки применяются в профессиональном и любительском спорте

Дэвид Хэй – многократный чемпион мира по боксу в тяжелом весе. Усэйн Болт - многократный олимпийский чемпион по бегу на короткие дистанции. Бату Хасиков - Многократный чемпион мира по кикбоксингу

Из этой статьи вы узнаете о том, что такое электромиостимуляция (EMS) и как она может применятся в профессиональном спорте, восстановительных тренировках, а также фитнес-залах и спортивных секциях. В основу статьи легли исследования мировых институтов спорта, медицины, физиологии, а также публикации советстких ученых.

История применения EMS-технологии и успехи советских атлетов на Олимпиаде-1976

Сборная СССР на олимпиаде в Монреале 1976 г. (URSS — алтернативное написание СССР на французком и некоторых других языках)

Несмотря на то что EMS-технология на сегодняшний день считается весьма необычным и инновационным методом тренировок, первые шаги в сторону стимуляции мышц электрическим током были сделаны более 200 лет назад. В 1791 году известный итальянский физиолог Луиджи Гальвани открыл прямую механическую реакцию мышцы лягушки на единичный электрический импульс. Однако человечеству потребовалось ещё 150 лет, чтобы экстраполировать EMS-методику с животного на человека: так, в 1969 году был изобретён способ тренировки мышц большого пальца руки путём воздействия электрического тока на локтевой нерв.

По-настоящему поворотным моментом стала Олимпиада 1976 года, для подготовки спортсменов к которой советский учёный-физиолог Яков Коц использовал технологию миостимуляции. На этих Играх СССР занял первое место в общекомандном зачёте, завоевав 125 медалей, 49 из которых были золотыми, — неудивительно, что Коц и его эксперимент оказались в центре внимания всего мирового спортивного сообщества. В том же году в The New York Times вышла статья «Новое советское «оружие» помогает в спорте» (New Soviet ‘Weapon’ Puts Muscle in Athletic Affairs), а сама методика получила название «русский ток» (Russian Current).

Разумеется, из-за специфики того времени Коц не мог раскрыть международному сообществу все детали и принципы своей работы. Тем не менее в 1977 году он посетил конференцию в Канаде, где представил некоторые данные исследований и экспериментов, которые помогли спортсменам достичь выдающихся результатов.

Электромиостимуляция (EMS) и принцип её воздействия на мышечные волокна

Чтобы понять, как работает электромиостимуляция, рассмотрим для начала естественный процесс мышечных сокращений в организме человека. Например, когда человек выполняет любое произвольное движение, моторная кора головного мозга получает определённый сигнал от других отделов мозга и отправляет импульс нужным мотонейронам (нервным клеткам) спинного мозга. Мотонейроны крепятся к мышечным клеткам с помощью аксонов (нервных отростков) и через них же передают импульс, тем самым раздражая эти клетки, за счёт чего и происходит сокращение самих мышц.

При электромиостимуляции мышцы получают точно выверенные по глубине, частоте и форме импульсы напрямую, минуя головной и спинной мозг. Это заставляет их сокращаться и передавать информацию о совершённом действии обратно по нервной системе. Комбинирование электростимуляции с реальным выполнением (или имитацией) упражнений укрепляет существующие нейронные связи, а также создаёт новые, тем самым повышая скорость отклика (реакции). Этот же принцип лежит в основе терапии, например после инсультов, когда мозг человека неспособен самостоятельно воспроизводить нужные для движения импульсы, но способен обучаться с помощью искусственно созданных стимулов, генерируемых за счёт обратной связи от сокращённых мышц.

Первые исследования и успех американского олимпийца

Несмотря на то что ещё в 1971 году был проведён эксперимент с участием 37 самбистов в возрасте 15–17 лет, который выявил заметный прирост величины максимального произвольного мышечного сокращения (МПМС), первым серьёзным подтверждением эффективности EMS-метода стал результат 27-летнего американского штангиста, участника Олимпийских игр в Лос-Анджелесе в 1984 году.

Исследование проводилось в течение 14 недель и состояло из четырёх этапов. Первые четыре недели включали в себя только традиционные тренировки. В ходе второго четырёхнедельного этапа их дополнили EMS-упражнениями на четырёхглавую мышцу бедра трижды в неделю. В третьей фазе EMS-сессии исключили, а на заключительном этапе, продолжавшемся две недели, вновь вернули.

В ходе исследования зафиксировали прирост силы на 20 кг при приседаниях и, что более важно, значительное увеличение показателей силы в рывке и толчке после каждого тренировочного этапа с применением EMS.

Данные этого эксперимента, а также выступления Якова Коца на различных семинарах и конференциях привлекли пристальное внимание представителей спортивной науки. На регулярной основе стали появляться всё новые и новые исследования с участием как профессиональных спортсменов, так и неподготовленных любителей (в том числе с привлечением контрольных групп), призванные оценить эффективность EMS-технологии в разных видах спорта.

Влияние EMS на физические качества спортсменов: индивидуальные виды спорта

Плавание

В исследовании принимали участие 14 мужчин — профессиональных пловцов. Их разделили на две группы по семь человек. Первая тренировалась с помощью EMS-оборудования, вторая (контрольная) выполняла те же самые упражнения, но без электромиостимуляции. Тренировки по плаванию проходили три раза в неделю в течение трёх недель.

Целью исследования было оценить влияние EMS-тренировок на силу широчайшей мышцы спины. Пиковые моменты, зарегистрированные во время сгибания и разгибания руки, определяли с помощью изокинетического динамометра при разных скоростях (от –60 до 360 градусов).

Результат:

Через три недели у представителей первой группы зафиксировали прирост изокинетической силы рук на 10–15% и, как следствие, увеличение скорости плавания вольным стилем на дистанциях 25 и 50 метров. У пловцов, входивших в контрольную группу, никаких изменений не наблюдалось.

Результат:

По итогам четырёх недель участники первой (EMS) и второй (дополнительно тренировавшейся на суше) групп улучшили результат в плавании на дистанции 50 м на 1,7–2%, а также увеличили изокинетическую силу рук на 11,2–16,9%. При этом стоит отметить, что по сравнению с тренировавшимися на суше спортсмены из EMS-группы тратили на допзанятия в четыре раза меньше времени. Изменений у представителей контрольной группы выявлено не было.

Спортивная гимнастика

Результат:

Через три недели у гимнасток из EMS-группы был замечен прирост изокинетической силы ног на 35–50%, а через шесть недель результат в вертикальном прыжке улучшился на 14–20%. Через месяц после прекращения EMS-тренировок показатели прыжка снова замерили и выявили, что результат сохранился. Это говорит о высокой эффективности сочетания EMS-тренировок с классическими занятиями гимнастикой.

Лёгкая атлетика

В исследовании принимали участие 98 легкоатлетов (51 мужчина и 47 женщин, чей средний возраст составлял 18 лет), случайным образом распределённых по четырём группам. Целью исследования было изучить влияние восьминедельных (по два дня в неделю) тренировочных периодов, в рамках которых плиометрические упражнения сочетались с нервно-мышечной электростимуляцией, на высоту прыжка у молодых спортсменов.

Результат:

В тех группах, где атлеты выполняли плиометрические упражнения, используя EMS-оборудование, зафиксировано увеличение высоты прыжка на 4–28%. У спортсменов из контрольной группы принципиальных изменений не было.

Таблица результатов эксперимента, в которой 3 EMS-группы (G1, G2, G3) и контрольная группа (Control)

Теннис

В исследовании были задействованы 12 профессиональных теннисистов (пять мужчин и семь женщин). Три раза в неделю по 16 минут в течение трёх недель они выполняли EMS-упражнения на квадрицепс (четырёхглавую мышцу бедра), интегрируя их в привычные теннисные тренировки.

Своей целью исследователи видели оценку эффективности и влияния EMS-тренировок, включённых в занятия теннисом, на анаэробные показатели спортсменов в ходе предсезонной подготовки. Участников протестировали до начала исследования, также их показатели отслеживали еженедельно в течение четырёх недель по его окончании.

Результат:

Благодаря электромиостимуляции удалось сократить время в челночном спринте 2 × 5 м на 3,3% и увеличить высоту прыжка на 6,4%. Максимальная изометрическая сила квадрицепса увеличивалась на протяжении всего эксперимента: в ходе первых трёх недель EMS-тренировок она выросла на ~27% и продолжила расти в течение следующих трёх недель, когда EMS-оборудование не применялось. На четвёртой неделе по окончании эксперимента показатель изометрической силы квадрицепса начал снижаться.

Время, связанное с челночным спринтом 2 × 5 м (незакрашенные ромбики) и 2 × 10 м (закрашенные ромбики) до (неделя 0) и после программы электростимуляции (ES) (неделя 4-7)

Исследование продемонстрировало эффективность сочетания краткосрочной программы EMS-тренировок с игровой практикой, так же как это было доказано на примере хоккея, волейбола, футбола и других видов спорта (см. ниже). Поскольку эффект увеличения анаэробной производительности исчез через месяц после отмены занятий с EMS-оборудованием, учёные предложили поддерживать его дополнительными занятиями в течение подготовительного и соревновательного сезона теннисистов.

Влияние EMS на физические качества спортсменов: командные виды спорта

Хоккей профессиональный

Участниками исследования стали 17 хоккеистов второго дивизиона французской хоккейной лиги. Их случайным образом распределили по двум группам (первая — EMS, вторая — контрольная), занятия проводились три раза в неделю в течение трёх недель. Цель исследования заключалась в том, чтобы изучить влияние краткосрочной программы EMS-тренировок на скорость катания на коньках, силу мышц — разгибателей колена и высоту вертикального прыжка.

Результат:

По прошествии трёх недель у хоккеистов из EMS-группы зафиксировали значительное улучшение скорости катания на дистанции 10 м (время улучшилось на ~5,8%), скорость катания на дистанции 30 м осталась неизменной. Измеряли её с помощью инфракрасной фотоэлектрической системы. Изокинетическую силу мышц — разгибателей колена определяли с помощью динамометра Biodex: она выросла на 18–25%. При этом высота прыжка ухудшилась на ~6,1%. У представителей контрольной группы никаких изменений не было.

Время за которое испытуемые преодолели 10м и 30 соответственно. (ES) — Группа EMS, (С) — контрольная группа.

Учёные, проводившие исследование, отмечают, что упражнения на развитие высоты прыжка не входят в обязательную программу тренировок хоккеистов, а по степени важности 10-метровые спринты существенно превосходят 30-метровые в игровых ситуациях.

Хоккей любительский

Схожее исследование; проводилось среди любителей хоккея. В нём принимали участие 30 хоккеистов, которых случайным образом поделили на две группы. EMS-сессии проходили раз в неделю в течение 12 недель с четырёхнедельным перерывом. Контрольной группы не было: все хоккеисты занимались по единой программе с использованием EMS-оборудования. При этом сами тренировки были направлены не на проработку конкретных мышц, а включали в себя комплексные упражнения на всё тело.

Цель исследования — выявить влияние EMS на скорость спринта на коньках на дистанции 10 м, силу щелчка, силу мышц — разгибателей колена и высоту прыжка.

Результат:

После 12 недель тренировок у представителей обеих групп высота прыжка увеличилась на 5,15% (хотя этот фактор не является значимым для игры в хоккей), время катания на коньках на дистанции 10 м сократилось на 5%, а максимальная изокинетическая сила квадрицепса выросла на 7%. При этом сила щелчка практически не изменилась. Во многом это объясняется тем, что в первую очередь на силу щелчка влияет техника выполнения.

Футбол

В исследовании участвовали 20 футболистов из французской любительской лиги, которых разделили на две группы по 10 человек в каждой: группа, использовавшая EMS-оборудование при выполнении упражнений на квадрицепс, и контрольная группа, выполнявшая те же упражнения, но без EMS. Обе группы занимались по 12 минут в день три раза в неделю в течение пяти недель, а также играли в футбол в среднем по пять часов в неделю.

Целью исследования была оценка влияния EMS-тренировок на высоту прыжка, скорость в спринте на дистанции 10 м и силу удара по мячу. Показатели спортсменов до эксперимента сравнивали с показателями, которые они продемонстрировали через три и пять недель.

Результат:

Силу удара по мячу измеряли с помощью 44 специальных радаров. Удары проводились с девяти метров. Измерения показали, что скорость мяча при ударе без разбега увеличилась по сравнению со стартовыми показателями на третьей (на ~8,7%) и пятой (на ~10,6%) неделях. Скорость мяча при ударе с разбега выросла на пятой неделе (на 5,6%). У футболистов из контрольной группы изменений не было.

Высоту вертикального прыжка отслеживали с помощью системы Optojump. По прошествии пяти недель она увеличилась в среднем на 6,3%, при этом промежуточные результаты третьей недели не показали никакого прироста. В контрольной группе — без изменений. Скорость в спринте измеряли с помощью инфракрасных фотоэлементов и контролировали программным обеспечением TAC. Существенных изменений ни в одной из групп выявлено не было.

Волейбол

В исследовании были задействованы 10 профессиональных волейболистов — мужчин. Тренировки проводились трижды в неделю в течение четырёх недель и представляли собой комбинированные плиометрические программы с применением EMS. Каждое занятие состояло из трёх частей: упражнений на мышцы — разгибатели колена (48 сокращений), EMS-упражнений на подошвенные мышцы стопы (30 сокращений) и 50 плиометрических прыжков.

Испытуемые были протестированы до начала исследования, на второй неделе и после завершения четырёхнедельной тренировочной программы, а также через две недели обычных тренировок по окончании эксперимента.

Результат:

На второй неделе максимальное произвольное сокращение мышц по сравнению с исходным уровнем увеличилось: разгибателей колена — на 20%, подошвенных сгибателей — на 13%. Через четыре недели было зафиксировано увеличение высоты прыжка из полуприседа на 8–10%, а прыжка из приседа — на 21% (относительно изначальных показателей). Полученный прогресс сохранился после дополнительных двух недель тренировок по волейболу.

В другом исследовании принимали участие 12 волейболистов, которые комбинировали EMS-тренинг со своими традиционными занятиями. Тренировки проходили трижды в неделю в течение четырёх недель и включали EMS-сессии с упражнениями на мышцы — разгибатели колена и подошвенные мышцы стопы общей длительностью 12 минут.

Результат:

Через 10 дней после завершения тренировок высота вертикального прыжка увеличилась на 4–6,5%, а учёные сделали вывод, что спортивные занятия с применением электростимуляции помогают центральной нервной системе быстрее реагировать и лучше управлять мышцами тела.

График слева (первое исследование) показывает относительное процентное увеличение высоты вертикального прыжка для различных типов прыжка между исходным уровнем и неделей 2 (белые столбцы), исходным уровнем и неделей 4 (серые столбцы) и исходным уровнем и неделей 6 (черные столбцы). График справа (второе исследование) показывает среднюю высоту вертикального прыжка в см и среднее значение силы при непрерывном выполнении CMJ (прыжок без помощи рук из исходного положения стоя) до и после 4-недельной EMS-программы тренировок и через 10 дней после последнего сеанса EMS

Баскетбол

В исследовании участвовали 10 баскетболистов. Тренировки проходили три раза в неделю в течение четырёх недель и включали в себя упражнения на разгибание ног с применением EMS-оборудования.

Тестирование проводилось до начала тренировок, на четвёртой неделе, а также через четыре недели обычных баскетбольных тренировок после окончания исследования.

Результат:

Через четыре недели был зафиксирован рост изокинетической и эксцентрической силы мышц ног на 29–37 и 30–43% соответственно, а также увеличение высоты прыжка из приседа (squat jump) на 14%, а прыжок из вертикального положения без помощи рук (countermovement jump) остался без изменений. Замер после следующих четырёх недель показал, что прыжок из вертикального положения увеличился на 17%, и при этом в полной мере сохранился прогрес в прыжке из приседа. Исследование доказало высокую эффективность электромиостимуляции с точки зрения повышения силы мышц — разгибателей колена и, как следствие, улучшения показателей вертикального прыжка даже в рамках короткой программы силовых тренировок.

Регби

Исследование проводилось среди 25 профессиональных игроков в регби, случайным образом распределённых по двум группам: 15 человек в EMS-группе и 10 в контрольной. EMS-тренировки фокусировались на мышцах — разгибателях колена, ягодичных мышцах и сгибательных мышцах стопы. Занятия проводились трижды в неделю в течение шести недель, а затем один раз в неделю в ходе следующих шести недель.

Целью исследования было выявить влияние EMS-тренировок на силу мышц ног, эффективность в схватке (стартовая позиция команд до ввода мяча в игру), силу полного приседа со штангой, скорость в спринте и высоту вертикального прыжка.

Результат:

После первых шести недель EMS-тренировок заметно улучшилась сила приседаний (+8,3%), а ещё через шесть недель она выросла до 15% от начальных значений. Высота вертикального прыжка увеличилась на 10%, однако показатели спортсменов в схватке и спринте не изменились. У представителей контрольной группы серьёзных изменений выявлено не было.

По итогам исследования был сделан вывод, что EMS-тренировки могут значительно улучшить некоторые силовые показатели регбистов за относительно короткий срок.

EMS-тренировки в восстановительных и терапевтических целях

EMS в городских фитнес-залах и тренировочных секциях. Перспективы развития

В последнее десятилетие EMS-оборудование стало более доступным, сейчас его можно встретить не только в профильных спортивных комплексах, но и в обычных фитнес-залах, салонах красоты, тренировочных секциях и даже специализированных EMS-студиях. В первую очередь эта доступность обусловлена, конечно же, ценой. Если раньше такие тренировки могли себе позволить только профессиональные спортсмены и достаточно обеспеченные слои населения, то сейчас средняя стоимость одной тренировки сопоставима с ценой обычного занятия в зале с персональным тренером. Применение в EMS в бизнесе рассмотрено в этой статье.

Интересен тот факт, что сама технология электромиостимуляции привлекает абсолютно разные слои населения по разным причинам:

• занятых предпринимателей, молодых мам и тех, кто не хочет тратить на тренировку больше получаса;

• людей с мышечным дисбалансом, тех, кому рекомендовано ограничить физические нагрузки, а также тех, для кого в первую очередь важна исключительно низкая травмоопасность и возможность прорабатывать определённые группы мышц;

• посетителей салонов красоты и центров эстетической медицины, по большей части заинтересованных в электромиостимуляции как методе лимфодренажного и антицеллюлитного массажа;

• людей старшего возраста, ставящих перед собой цель укрепить сердечно-сосудистую систему, улучшить подвижность суставов и эластичность соединительных тканей, а также в целом повысить жизненный тонус;

• тех, кто предпочитает тренироваться один на один с фитнес-инструктором в небольших студиях; тех, кто только начинает заниматься спортом; тех, кто хочет похудеть или развить силу определённых мышц и ищет дополнительные способы для достижения своей цели, и многих других.

Набор мышечной массы при EMS-тренировках

Да, электромиостимуляция способствует гипертрофии (росту) мышц, а также медленных мышечных (окислительных) волокон, влияющих на общую выносливость, но только при правильном комбинировании с физическими нагрузками. EMS — это вовсе не ленивый фитнес, а, напротив, сверхинтенсивный тренинг, в ходе которого всего за полчаса тело или выбранные мышцы, включая глубокие (спящие), получают максимальную нагрузку. И именно этой интенсивностью во многом объясняется рост мышечной массы и ускорение метаболизма, что в конечном итоге приводит к результату.

Также важно не забывать, что для EMS-занятий существуют противопоказания, в том числе беременность, эпилепсия, наличие кардиостимулятора, нарушения кровообращения и ряд других. До начала тренировок следует проконсультироваться со специалистом.

Однако какую бы цель ни ставил перед собой тренирующийся: уменьшить процент жира, набрать мышечную массу или просто чувствовать себя более здоровым и энергичным — важно помнить, что, помимо правильных нагрузок, ключевые факторы для достижения любых спортивных целей — это правильное питание и отдых. При этом некоторые производители оборудования и EMS-студии в своих маркетинговых материалах заявляют, что «EMS-тренажёр сделает всё за вас». Это неправда и противоречит результатам научных исследований.

Выводы об эффективном применении EMS-тренировок

Главный вывод, который можно сделать, резюмируя результаты вышеописанных исследований, заключается в том, что EMS-упражнения максимально эффективны в сочетании с профильными спортивными тренировками. При этом в большинстве экспериментов электромиостимуляция занимала всего около 10% от времени основных тренировок. Немаловажен и тот факт, что положительная динамика показателей зафиксирована как у профессиональных спортсменов, так и у любителей, что говорит о высокой эффективности EMS-тренировок вне зависимости от уровня подготовки.

В большинстве исследований для получения валидных результатов принимала участие не только экспериментальная, но и контрольная группа, состоящая из спортсменов той же квалификации (зачастую даже из той же команды), которые занимались по идентичной программе тренировок, но не использовали EMS-оборудование. За относительно короткий срок (от одной до шести недель) представители экспериментальных групп увеличили силу мышц на 10–50% и, как следствие, улучшили ряд ключевых для своего вида спорта навыков. Такой прогресс можно расценивать как исключительный результат, поскольку для достижения аналогичных показателей с помощью только традиционных тренировок требуется несравнимо больше времени.

Многим спортсменам может быть интересно включение EMS-тренировок в свою программу для периодизации тренировочного процесса. Так, например, благодаря электромиостимуляции можно повышать интенсивность тренировок и тем самым развивать свою аэробную выносливость, на короткий период времени загружая организм теми же упражнениями (скажем, боксированием), которые без EMS-оборудования можно выполнять часами без ощущения усталости.