Skrevet af Brian Henneberg

Neuromuskulær elektrisk stimulation eller bare elektrisk stimulation af muskler (herefter benævnt NMES) er en trænings- og behandlingsstrategi, hvor man via elektroder der sættes på huden, kan aktivere de underliggende muskler og forårsage en kontraktion af disse.

De første spæde forsøg med elektrisk stimulation af muskler vi kender til, er helt tilbage fra 1600-tallet, men NMES blev for alvor taget i brug efter 2. verdenskrig, hvor NMES blev brugt i behandlingen af de mange som havde pådraget sig skader under krigen, og siden da er NMES blevet brugt flittigt inden for rehabilitering. Især hos neurologiske patienter har man set gode resultater ved brug af NMES.

NMES har dog også op gennem 80’erne og 90’erne været populært i TV-Shop kredse, hvor der er blevet solgt mere eller mindre ineffektive apparater som ikke har forårsaget andet end skuffelse og muntre indslag af Jackass-agtig karakter, når elektroderne f.eks. er blevet påsat tissefrandsen, ti hi. Disse TV-Shop produkter har hos den almene befolkning været med til at sætte NMES i et dårligt lys.

I de senere år er der imidlertid flere og flere atleter der valgt at tage NMES til sig og bruge det som en del af deres træning og restitution. Denne tanke, at NMES er relevant for atleter, stammer sandsynligvis tilbage fra 1971 da russeren Yakov Kots påstod at NMES kunne være mere effektivt end traditionel styrketræning. Dette kan nok diskuteres, men der er flere gode grunde til at atleter har taget NMES til sig, da der findes mange påståede anvendelsesmuligheder for NMES. F.eks. smertelindring, opvarmning, afslappende massage, forbedret restitution, at forhindre kramper, behandling af tendinitis, at mindske hævelse osv. Det er dog to andre anvendelsesmuligheder jeg vil se på i denne artikel. Flere producenter hævder nemlig at man også kan øge styrken og opnå muskelvækst ved at anvende NMES.

Citaterne herunder er f.eks. fra producenten Compex:

’CAN MUSCLE VOLUME BE INCREASED WITH COMPEX? Yes. The work carried out during Compex sessions (depending on the programme selected) induces adaptations in the muscle fibres, with one of them being the increase in muscle volume.’

‘HAS A SIGNIFICANT IMPROVEMENT IN STRENGTH BEEN OBSERVED WITH COMPEX? Yes. A good example for us to look at is the study carried out on professional basketball players. This study compared the relaxation of a group of players who trained with Compex alongside their usual training, and a group that trained only in the traditional manner. The group that trained with Complex showed an improvement in explosive strength that clearly exceeded that of the control group (+30%).’

Lad os se på om der er noget om snakken.

NMES og styrke (og præstationsevne)

Hvis vi starter med at se på studier der har testet om NMES kan øge den isometriske styrke (statiske styrke) så ser det ret positivt ud. Gondin et al. lavede i 2011 noget de kaldte et mini-review. Her fandt de at quadriceps var den klart mest testede muskel i de studier de kunne finde og samlet set så man forbedringer i styrke på mellem 9-48 % ved brug af NMES.

I samme review så Gondin et al. også på om NMES kunne forbedre præstationevnen hos en række forskellige atleter. Her var der f.eks. et casestudie, hvor man så forbedringer i front squat (+20 kg) hos en vægtløfter der kombinerede sin traditionelle træning med NMES. Der var også et studie der viste at basketballspillere kunne forbedre deres 1RM mere med en kombination af NMES og traditionel træning (26 %) end ved kun at benytte NMES (16 %) eller traditionel træning (20 %). De fandt også at kvindelige atletikudøvere forbedrede deres styrke i knæekstension samt deres hoppehøjde ved at kombinere NMES og alm. styrketræning. I knæekstension var forbedringerne på 45 % når der kun blev anvendt NMES, 54 % når der kun blev styrketrænet, mens forbedringerne var helt oppe på 80 % når man kombinerede NMES og styrketræning. Ift. Hoppehøjden hos de kvindelige atletikudøvere var forbedringerne på 2 % (kun NMES), 10 % (kun styrketræning) og 25 % (NMES + styrketræning).

Dette er blot nogle få udvalgte studier, men der er mange flere der peger i samme positive retning, hvor man ikke kun ser forbedringer i styrke, men også forbedringer i præstationsevnen i forskellige sportsgrene. Dette forudsætter dog at NMES kombineres med styrketræning og andre indsatser som giver mening i den specifikke sport. Det kan f.eks. være plyometrisk træning.

Dette var altså konklusionerne i reviewet af Gondin et al. I et lidt ældre systematisk review fra 2005 kom de dog frem til en noget anden konklusion. Her mente de at finde belæg i litteraturen for at NMES nok var bedre end ingen træning, men at traditionel styrketræning som regel var at foretrække. I dette review havde de dog ikke den tanke med at man kan kombinere de to.

I det nyeste studie jeg har kunnet finde, fra feb. 2016, satte forskerne en gruppe veltrænede atleter til at lave squat ved en intensitet på 10 RM, med eller uden NMES. Efter 6 ugers træning testede de styrken for at se om NMES gruppen havde forbedret sig mere end den anden gruppe. Desværre testede de ikke i squat, som var den øvelse de ellers havde trænet, men i stedet i benpres, leg curl, back extension og en maveøvelse. Hvorfor de valgte denne uspecifikke idiotiske måde at teste på ved jeg ikke, men resultatet blev at den eneste forskel på grupperne var at NMES gruppen var stærkere i leg curl. Så yippie.

NMES er blevet brugt flittigt inden for rehabilitering. Især hos neurologiske patienter har man set gode resultater ved brug af NMES

NMES og muskelvækst

Der er lavet langt mindre forskning på NMES + muskelvækst end der er på NMES + styrke, men der findes bl.a. et studie (Gondin et al. 2005), hvor de testede NMES i 8 uger (32 sessioner) på utrænede mænd og så på tværsnitsarealet af quadriceps. Efter 8 uger så man en stigning på 6 % (styrken var forøvrigt øget med 27 %).

I et systematisk review fra 2013 var konklusionen på 14 studier at NMES gav signifikante mængder hypertrofi i 50 % af studierne. I de seks af studierne der var lavet på raske var det dog 4 for og 2 imod NMES. I studier på ortopædiske patienter var det kun 1 ud af 3 der var til fordel for NMES, og hos patienter med hjerte eller lungeproblemer var det 3 for og 3 imod. Desuden er det værd at bemærke at intensiteten af NMES i to af de studier der ingen resultater viste var ret lav, beskrevet som ‘a comfortable stimulus’, hvor intensiteten i de studier, hvor man så positive resultater f.eks. var beskrevet som ‘the maximum tolerable level’.  

Eksempler fra nogle af de positive studier er f.eks. Herrero et al. 2006, hvor man så en øgning i tværsnitsarealet på 9 % i quadriceps efter at deltagerne havde modtaget NMES fire gange om ugen i fire uger. Dette studie var lavet på aktive mænd. Protokollen her var 53 kraftige kontraktioner á 3 sek med 30 sek. pause mellem hver kontraktion. Hos Perez et al. 2002 kørte man en protokol der lød på 12 sek. lange kontraktioner efterfulgt 8 sek. hvile, 30 min i alt. Dette blev kørt tre dage om ugen i seks uger og resulterede i en øgning af CSA i vastus lateralis på 14 %. Dette var på utrænede mænd.

I et lidt små-absurd studie fra jun. 2015 satte Behringer et al. seriøse mængder strøm til en gruppe fodboldspillere og basketballspilleres lægmuskler for at se om NMES-inducerede kramper kunne forårsage muskelvækst. Efter at have fået påført kramper 2 gange om ugen i 6 uger (18 kramper á 5 sek. pr session) var muskeltværsnitsarealet i gastrocnemius steget med 9 %. Om det er en protokol man har lyst til at prøve af må være op til den enkelte.

I de senere år er der flere og flere atleter der valgt at tage NMES til sig og bruge det som en del af deres træning og restitution

Hvordan gør man i praksis?

Når man skal planlægge sin traditionelle styrketræning og strikke et program sammen, er der en række variabler man kan justere på. Disse tæller f.eks. pauselængde, ROM, koncentrisk/excentrisk arbejde, øvelsesvalg, intensitet osv. Hvad de enkelte variabler betyder for de resultater man opnår er man efterhånden ved at have styr på ift. traditionel styrketræning. Men hvad med NMES? Der findes så mange forskellige måder at bruge NMES på, at det er svært at opstille en god ‘standard protokol’, men i et studie fra 2011 (Filipovic et al.) gjorde de et hæderligt forsøg. De gennemgik 89 studier omkring NMES og samlede sammen på de anvendte protokoller.

For at få signifikante styrkegains ud af NMES ser det ud som om man skal op over en aktivering på 50 % af det der hedder MVC (maximum voluntary contraction), altså 50 % af den maksimale kontraktion man er i stand til frivilligt at fremkalde. Man har i flere studier, ved brug af NMES, set en muskulær aktiveringsgrad der overstiger den man ser ved traditionel styrketræning, altså en aktiveringsgrad på over 100 % af MVC. Men for at komme op over 50 % ser det ud som om denne protokol er mest effektiv: Impulsbredde 306.9 ± 105.1 mikrosekunder; impuls frekvens 76.4 ± 20.9 Hz; impuls intensitet 63.7 ± 15.9 mA.

De fleste moderne NMES apparater har dog indbyggede programmer og brugervenlige menuer som overflødiggør disse tekniske overvejelser. Her vælger man bare det relevante program og skruer op til man knapt kan holde det ud.

Selve træningsprogrammet bør ifølge Filipovic-studiet køres i 4.4 ± 1.5 uger med 3.2 ± 0.9 sessioner om ugen, 17.7 ± 10.9 min pr. gang og 6.0 ± 2.4 sek pr. kontraktion, hvis målet er at opnå signifikante styrkegains. Det er i hvert fald det den tilgængelige litteratur op til 2011 siger.

Hvor man skal placere elektroderne er som regel forklaret i brugsanvisningen til de enkelte produkter, eller den person der udfører ‘behandlingen’, f.eks. en fysioterapeut, vil bruge sin anatomiske viden til at placere elektroderne hensigtsmæssigt.

Det ud som om NMES med fordel kan bruges som tillæg til mere traditionel træning og sportsspecifik træning, og som en måde at variere sin træning på

Konklusion

Der er altså efterhånden en del studier der peger i retning af at NMES, udført rigtigt, kan være medvirkede til at øge i hvert fald styrken og måske også muskelmassen. De fleste studier er lavet på utrænede, men der findes også studier, hvor man har set gode resultater på veltrænede. 

De nyere apparater på markedet som f.eks. Compex er så kraftige at de kan fremkalde kontraktioner som selv den stærkeste vil have svært ved at modarbejde eller bryde. Der er langt fra de svage apparater der sælges på TV-Shop til de professionelle og semi-professionelle apparater der er på markedet i dag og som kan erhverves af private for 1600-10.000 kr. Baseret på de studier jeg har kigget igennem ser det ud som om NMES med fordel kan bruges som tillæg til mere traditionel træning og sportsspecifik træning, og som en måde at variere sin træning på. NMES kan desuden med fordel anvendes i perioder hvor man er skadet, som et middel til at mindske atrofi i muskulaturen. Det kan være brystmuskulaturen man stimulerer ved en skulderskade eller lårmuskulaturen man stimulerer ved en knæskade osv.

Afslutningsvis vil jeg lige gøre op opærksom på at jeg i denne artikel er præget lidt af publication bias, dvs. at jeg primært har valgt at fokusere på de studier der har vist positive resultater, fordi målet med artiklen har været at vise at NMES måske ikke er så idiotisk som TV-Shop har gjort det til, og fordi en artikel med fokus på studier uden effekt ville være en sygt kedsommelig artikel. Der er også studier, hvor man ingen effekt har set ved brug af NMES og dette skal man selvfølgelig tage med i sine betragtninger.

Målet med artiklen har været at vise at NMES måske ikke er så idiotisk som TV-Shop har gjort det til

Kilder:

Filipovic A, Kleinöder H, Dörmann U, Mester J. Electromyostimulation - a systematic review of the influence of training regimens and stimulation parameters on effectiveness in electromyostimulation training of selected strength parameters. J Strength Cond Res. 2011 Nov;25(11):3218-38.
Delitto A, Brown M, Strube MJ, Rose SJ, Lehman RC. Electrical stimulation of quadriceps femoris in an elite weight lifter: a single subject experiment. Int J Sports Med. 1989 Jun;10(3):187-91.
Willoughby, Darryn S.; Simpson, Steve. The Effects of Combined Electromyostimulation and Dynamic Muscular Contractions on the Strength of College Basketball Players. Journal of Strength & Conditioning Research: February 1996
Willoughby, Darryn S.; Simpson, Steve. Supplemental NMES and Dynamic Weight Training: Effects on Knee Extensor Strength and Vertical Jump of Female College Track & Field Athletes. Journal of Strength &Conditioning Research: August 1998
Gondin J, Guette M, Ballay Y, Martin A. Electromyostimulation training effects on neural drive and muscle architecture. Med Sci Sports Exerc. 2005 Aug;37(8):1291-9.
Wirtz N, Zinner C, Doermann U, Kleinoeder H, Mester J. Effects of Loaded Squat Exercise with and without Application of Superimposed NMES on Physical Performance. J Sports Sci Med. 2016 Feb 23;15(1):26-33.
Behringer M, Moser M, Montag J, McCourt M, Tenner D, Mester J. Electrically induced muscle cramps induce hypertrophy of calf muscles in healthy adults. J Musculoskelet Neuronal Interact. 2015 Jun;15(2):227-36.
Sillen MJ, Franssen FM, Gosker HR, Wouters EF, Spruit MA. Metabolic and structural changes in lower-limb skeletal muscle following neuromuscular electrical stimulation: a systematic review. PLoS One. 2013 Sep 3;8(9):e69391.
Bax L, Staes F, Verhagen A. Does neuromuscular electrical stimulation strengthen the quadriceps femoris? A systematic review of randomised controlled trials. Sports Med. 2005;35(3):191-212.
Herrero JA, Izquierdo M, Maffiuletti NA, García-López J. Electromyostimulation and plyometric training effects on jumping and sprint time. Int J Sports Med. 2006 Jul;27(7):533-9.
Pantović M, Popović B, Madić D, Obradović J. Effects of Neuromuscular Electrical Stimulation and Resistance Training on Knee Extensor/Flexor Muscles. Coll Antropol. 2015 Jul;39 Suppl 1:153-7.
Babault N, Cometti G, Bernardin M, Pousson M, Chatard JC. Effects of electromyostimulation training on muscle strength and power of elite rugby players. J Strength Cond Res. 2007 May;21(2):431-7.
Parker MG, Bennett MJ, Hieb MA, Hollar AC, Roe AA.Strength response in human femoris muscle during 2 neuromuscular electrical stimulation programs.J Orthop Sports Phys Ther. 2003 Dec;33(12):719-26.
Billot M, Martin A, Paizis C, Cometti C, Babault N. Effects of an electrostimulation training program on strength, jumping, and kicking capacities in soccer players. J Strength Cond Res. 2010 May;24(5):1407-13.
Glaviano NR, Saliba S. Can the Use of Neuromuscular Electrical Stimulation Be Improved to Optimize Quadriceps Strengthening? Sports Health. 2015 Nov 18. pii: 1941738115618174.

Artikler og indlæg udformes af skribenter, som fungerer uafhængigt fra Bodylab.dk. Dette betyder, at de holdninger der udtrykkes ikke skal ses som et udtryk for virksomhedens eller medarbejdernes holdninger. Alle artikler og indlæg på Bodylab.dk er derfor udelukkende et udtryk for skribentens egne holdninger.