Co najlepiej regeneruje mięśnie? Regeneracja mięśni

Naukowcy porównali różne rodzaje metod, które mogą mieć wpływ na odczuwaną bolesność mięśniową (DOMS), stężenie cytokin prozapalnych itd. Ciężki trening lub udział w zawodach wiążą się z powtarzanymi skurczami o charakterze ekscentrycznym, narażeniu na wstrząsy (szczególnie w bieganiu, podnoszeniu ciężarów, skoku w dal, skoku wzwyż) oraz wystąpieniem uszkodzeń tkanki mięśniowej.

(zakłóceniem struktur białek i/lub tkanki łącznej). Dodatkowo pojawia się stan zapalny, opóźniona bolesność mięśniowa (DOMS) oraz zwiększa się odczuwanie zmęczenia. We krwi obserwuje się wzrost kinazy kreatynowej, markerów stanu zapalnego (np. c-reaktywnej proteiny oraz IL-6). Równowaga pomiędzy cytokinami prozapalnymi (np. IL-1B, IL-6, TNF-alfa) a cytokinami przeciwzapalnymi (np. IL-1, IL-4, IL-10) odgrywa kluczową rolę w odpowiedzi neuroimmunologicznej i neurozapalnej.

Jaki jest wpływ na zdrowie długotrwałego biegania?

Dla przykładu najgorszy jest wpływ na zdrowie biegania długodystansowego (półmaraton, maraton).

Po długotrwałym biegu:

• odnotowuje się rozpad mięśni: drastycznie rośnie kinaza kreatynowa (385% po maratonie, 85% po półmaratonie) oraz ilość mioglobiny: po maratonie o 2451%, po półmaratonie o 977%. Ogólnie: wskaźniki rozpadu i uszkodzeń mięśni wzrosły 20-krotnie po maratonie oraz ponad 10-krotnie po półmaratonie!
• odnotowuje się uszkodzenia nerek (kreatynina po maratonie wzrost o 18%; po półmaratonie o 34%),
• odnotowuje się uszkodzenia serca (troponina T wzrost o 1744% po maratonie oraz o 850% po półmaratonie),
• rośnie nawet ASPAT (obciążenie wątroby),
• drastycznie rośnie ilość cytokin prozapalnych IL-6, IL-8,
• wzrasta ilość cytokiny przeciwzapalnej IL-10,
• pojawia się silna reakcja stresowa i stan zapalny: zwiększa się poziom TNF-α, białka C-reaktywnego znanego, jako CRP oraz poziom białych krwinek. Ba, poziom CRP u sportowców po maratonie nie wrócił do normy, a odnotowywał dalsze zwyżki w kolejnych 48 h!

W eksperymencie z 2014 roku zawodnicy ćwiczyli 3 dni pod rząd z intensywnością rzędu 70% VO2 max, codziennie 2.5 h. Zbadano, jak trening wpływa na kinazę kreatynową, czynniki stanu zapalnego (CRP, IL-6, IL-8, IL-10, MCP) oraz odporność. Stwierdzono, że biegacze odnosili dużo większe uszkodzenia mięśni od rowerzystów (kinaza kreatynowa wyższa o 133%, a mioglobina o 404% po 3 dniach aktywności). Mioglobina jest uwalniana do surowicy m.in. po uszkodzeniach mięśni szkieletowych. Kinaza kreatynowa może być miernikiem uszkodzeń jakich doznały mięśnie w trakcie treningu (mikrourazy). Także czynniki stanu zapalnego były na dużo wyższym poziomie u biegaczy, niż u kolarzy (CRP o 87%, IL-6 o 256%, IL 8 o 61%, IL-10 o 32%, MCP o 29%). Jakby tego było mało, trening biegowy zaowocował o 87% większymi mikrourazami mięśni, w porównaniu do kolarskiego.

Jakie są najlepsze metody regeneracji mięśni?

Najlepsze metody regeneracji można ocenić pod względem wpływu na bolesność mięśniową (DOMS) oraz odczuwane zmęczenie.

Najlepsze metody ze względu na zmniejszanie DOMS (ułożone w kolejności od najlepszych po najgorsze):

• masaż
• aktywna regeneracja
• odzież uciskowa
• krioterapia
• zanurzanie w wodzie
• CWT (ang. contrast water therapy, CWT np. zanurzanie w chłodnej i ciepłej wodzie)
• elektrostymulacja.

Mało skuteczne (wręcz szkodliwe) okazało się w tym kontekście rozciąganie.

Jakie metody w największy sposób zmniejszają odczuwane zmęczenie?

Najlepsze metody ze względu na zmniejszanie odczuwanego zmęczenia (ułożone w kolejności od najlepszych po najgorsze):

• masaż + rozciąganie
• masaż
• zanurzanie w wodzie
• odzież uciskowa
• rozciąganie
• elektrostymulacja
• CWT (ang. contrast water therapy, CWT np. zanurzanie w chłodnej i ciepłej wodzie).

Mało skuteczne (wręcz szkodliwe) okazała się w tym kontekście aktywna regeneracja po wysiłku.

Jakie metody mają największy wpływ na uszkodzenia mięśni (kinazę kreatynową)?

Pod względem wpływu na kinazę kreatynową (jest miernikiem uszkodzenia mięśni):

• masaż
• CWT (ang. contrast water therapy, CWT np. zanurzanie w chłodnej i ciepłej wodzie)
• zanurzanie w wodzie
• odzież uciskowa
• krioterapia
• Szkodliwe w tym kontekście okazały się: aktywna regeneracja i rozciąganie (nasila dalsze uszkodzenia mięśni).

Jakie metody mają największy wpływ na stan zapalny?

Pod względem wpływu na IL-6 (cytokina pro i w pewnych aspektach przeciwzapalna):

• masaż
• krioterapia
• CWT (ang. contrast water therapy, CWT np. zanurzanie w chłodnej i ciepłej wodzie).
• zanurzanie w wodzie
• aktywna regeneracja
• odzież uciskowa

IL-6 – cytokina w dużej mierze prozapalna, podawana jako mogąca mieć działanie przeciwzapalne: „Badania prowadzone u myszy z doświadczalnie wywołanymi zakażeniami, zapaleniem alergicznym lub zapaleniem stawów uwidaczniają natomiast bardziej złożony obraz, ponieważ zależnie od modelu, IL-6 promuje powstawanie komórek Th1 lub Th2 i w różny sposób wpływa na odpowiedź zapalną […] Prozapalne lub przeciwzapalne właściwości IL-6 zależą od swoistości tkanki i czynników indukujących zapalenie”. Obecnie wiadomo, że jej główną rolą jest udział w odpowiedzi immunologicznej i reakcji zapalnej oraz w krwiotworzeniu.

Pod względem wpływu na c-reaktywną proteinę (stan zapalny):

• krioterapia
• zanurzanie w wodzie
• odzież uciskowa.

Komentarz: białko ostrej fazy - CRP (ang. c-reactive protein) - jest produkowane przez wątrobę. Podniesienie się poziomu białka c-reaktywnego świadczy o nasilonym stanie zapalnym, infekcji wirusowej, bakteryjnej, wysokie stężenia są powiązane np. z oparzeniami.

Masaż – jaki jest jego wpływ na mięśnie i stan zapalny?

Masaż okazał się najlepszą metodą pod względem wpływu na kinazę kreatynową i IL-6. Udowodniono, iż masaż ma wpływ na przepływ krwi przez mięśnie i zmniejsza obrzęk. 20-30-minutowy masaż wykonany zaraz po wysiłku lub do 2 h po jego zakończeniu ma wpływ na zredukowanie opóźnionej bolesności mięśniowej pojawiającej się 24 h po treningu. Olivier Dupuy i wsp. wykazali w meta-analizie, iż masaż może zmniejszać odczuwanie DOMS do 72 h, a inni naukowcy twierdzą, iż nawet do 96 h po zakończeniu treningu lub zawodów.

U elitarnych biegaczy (ultramaratończyków) masaż zmniejszył odczuwanie bólu. Ta poprawa może mieć wpływ na odczuwane zmęczenie. Zresztą masaż okazał się najlepszą metodą zmniejszającą odczuwane zmęczenie (pod tym względem wyniki były następujące: masaż + rozciąganie – miejsce pierwsze, sam masaż – miejsce drugie, zanurzanie w wodzie – miejsce trzecie).

Ogai i wsp. w 2008 r. wykazali, iż odczuwane zmęczenie było skutecznie zmniejszane przez masaż, a w o wiele mniejszym stopniu przez odpoczynek pasywny. Jedna z teorii dotyczących wpływu masażu na układ hormonalny dotyczy zmniejszania stężeń kortyzolu oraz zwiększana ilości beta-endorfin. I faktycznie, w jednym z badań Kaada I Torsteinba wykazano 16% wzrost beta-endorfin po 30-minutowym masażu.

Masaż ma wpływ na kinazę kreatynową, co oznacza, iż mięśnie doznają mniejszych uszkodzeń, ale także, iż szybciej się regenerują po wysiłku. Nie trzeba dodawać, jak ogromne ma to znaczenie np. przy powtarzanym biegu, pływaniu, treningu siłowym, zajęciach obejmujących walkę w stójce, zwarciu i parterze. Torres i wsp. wykazali, iż masaż skutecznie zmniejsza symptomy wywołanego treningiem uszkodzenia mięśni, odnotowano spadek aktywności kinazy kreatynowej we krwi po treningu ekscentrycznym. Masaż oddziałuje tak poprzez zwiększenie przepływu krwi i limfy, co pomaga usunąć szkodliwe metabolity oraz zmniejsza aktywność kinazy kreatynowej w surowicy. Masaż przyspiesza usuwanie kreatyniny, która powstaje z fosforanu kreatyny. Zasoby komórkowe ATP zawierają zasoby energii wystarczające jedynie na kilka pobudzeń. Najszybsza resynteza ATP odbywa się kosztem rozkładu fosfokreatyny i starcza na kilka sekund pracy. Fosfokreatyna służy do regeneracji zasobów kreatyny np. w mięśniach, a powstająca z fosforanu kreatyny kreatynina jest wydalana z moczem. Ogólnie kinaza kreatynowa służy m.in. do diagnozowania uszkodzenia mięśnia sercowego (wraz z troponiną i mioglobiną), uszkodzenia mięśni (nawet rozpadu mięśni) oraz chorób neurologicznych. Aktywność CK wzrasta do 6 h po uszkodzeniu (np. po treningu), przy trwałym uszkodzeniu aktywność CK osiąga szczyt po 18 h.

Dodatkowo masaż prawdopodobnie wymiata neutrofile z uszkodzonego obszaru, co zapobiega martwicy tkanek. W jednym z badań Kargarfard M. i wsp. 30 doświadczonych kulturystów wykonywało ten sam rodzaj pracy: 5 serii na 75-77% ciężaru maksymalnego mięśni prostowników i zginaczy stawu kolanowego. Zaraz po treningu jedna GRUPA była masowana przez 30 minut, pozostali odpoczywali pasywnie. Odnotowano wzrost kinazy kreatynowej oraz bolesności mięśniowej. Pomiarów dokonywano zaraz po, 24, 48 oraz 72 h po wysiłku. Jednakże kulturyści, którzy byli masowani, szybciej się regenerowali.

Skuteczne dla zmniejszania odczuwanego zmęczenia jest również połączenie masażu z rozciąganiem, co wykazano niedawno w badaniach Delextrat i wsp.

Odzież kompresyjna

Odzież kompresyjna ma wpływ na kinazę kreatynową oraz na zmniejszenie odczuwanego zmęczenia, a więc może mieć znaczenie dla przyspieszenia regeneracji powysiłkowej. Jest jedną z najlepszych metod mających wpływ na DOMS (ang. delayed onset muscle soreness). Z wielu badań wynika, iż zarówno schładzanie i rozgrzewanie, jak i kompresja mają porównywalne efekty dla odczuwania bolesności mięśniowej przy mniej, niż 6, 24 i 48 h po zakończeniu pracy. Pod względem kinazy kreatynowej korzystniejsza wydaje się terapia CWT oraz masaż, co nie znaczy, że odzież uciskowa nie będzie przydatna.

Zanurzanie w zimnej wodzie

Pozostaje kontrowersyjnym sposobem terapii, gdyż wywiera wpływ na bolesność mięśniową i odczuwane zmęczenie, ale skuteczność pod względem wpływu na bolesność mięśni jest mniejsza w porównaniu do masażu, aktywnej regeneracji, odzież uciskowej czy krioterapii. Niektórzy naukowcy twierdzą, iż na stan zapalny ma wpływ tylko zanurzenie w wodzie o temperaturze mniejszej, niż 15 stopni C. Jednak inne badania naukowe niekoniecznie to potwierdzają.

W jednym z lepiej zaprojektowanych eksperymentów opublikowanym w „The Journal of Physiology” Peake i wsp. (2016 r.) uwzględnili wiele lokalnych (ekspresja genów) oraz ogólnoustrojowych (w osoczu krwi) czynników stanu zapalnego. Porównali zanurzanie w zimnej wodzie, jak i aktywny wypoczynek i sprawdzili, jak trening oporowy wpływa na stan zapalny w ciele.

9 aktywnych fizycznie młodych mężczyzn ukończyło sesję:

• wyciskanie jednonóż na suwnicy (6 serii po 8-12 powtórzeń),
• przysiady na jednej nodze (3 x 12 powtórzeń),
• prostowanie nogi (6 serii po 8-12 powtórzeń),
• wykroki chodzone (6 serie po 12 powtórzeń).
• Wykonali 2 te same treningi w odstępie tygodnia.

Po sesji zastosowano:

• 10 minut aktywnego wypoczynku (niskiej intensywności praca na rowerku),
• zanurzenie w zimnej wodzie (10 minut w 10°C).

Pobrano próbki krwi przed, po treningu, po regeneracji, po 30 minutach, 1, 2, 24 oraz 48 h po zakończeniu ćwiczeń. Dodatkowo pobrano próbki mięśni obszernych bocznych (przed, po 2, 24 i 48 h po zakończeniu ćwiczeń).

Wyniki:

Zanurzanie w zimnej wodzie nie miało wpływu na stres komórkowy oraz stan zapalny, w porównaniu do regeneracji aktywnej, na rowerku. A więc nie okazało się zbyt skuteczne.

Wg badań Andersona D. i wsp. opublikowanych 16 października 2017 r. zimna woda wcale nie jest polecanym sposobem regeneracji!

Przy 3 różnych okazjach 9 mężczyzn (wytrenowanych sportowców) po 45 minutowym biegu interwałowym skorzystało z terapii:

• 12 minut chłodzenia w wodzie 14°C (CWI 14°C),
• 12 minut chłodzenia w wodzie 5°C (CWI 5°C),
• siedzenie bez zanurzenia w wodzie (grupa kontrolna).

Wyniki:

• zimna woda (5°C) skuteczniej przywracała szczytową moc zawodnika, w porównaniu do zanurzenia w wodzie o temperaturze 14°C oraz grupy kontrolnej 24 h po zakończeniu pracy,
• po 48 h zarówno grupa kontrolna, jak i osoby chłodzone wodą o temperaturze 5°C, miały lepsze efekty (odnotowano większą szczytową moc zawodnika), w porównaniu do wody o temperaturze 14°C,
• zanurzanie w wodzie 5°C i 14°C było skuteczniejsze, w porównaniu do interwencji w grupie kontrolnej w w zakresie przywracania szczytowej mocy zawodnika po 72 h.

No dobrze, czyli ta zimna woda wcale nie jest taka zła, prawda?

Niestety, nie:

• grupa kontrolna miała o wiele lepsze wyniki, jeśli chodzi o moc średnią, w porównaniu do grup zanurzania w zimnej wodzie,
• na dodatek nie miało aż takiego znaczenia, czy użyto wody o temperaturze 5°C czy 14°C,
• po 24 i 72 h po zakończeniu treningu zanurzanie w wodzie o temperaturze 5°C było skuteczniejsze (pod względem przywracania mocy średniej) od zanurzania w 14°C.
• jednakże brak terapii (czyli zwykłe siedzenie) było skuteczniejsze od obu rodzajów terapii związanych z zanurzaniem w zimnej wodzie (w okresie 72 h po zakończeniu treningu),
• różne terapie nie miały wpływu na ilość mleczanów oraz kinazę kreatynową.
• W świetle tych obserwacji nie zaleca się stosowania chłodzenia w wodzie 14°C czy 5°C, jako sposobu regeneracji po wysiłku.

Podsumowanie

Wydaje się, iż masaż jest najlepszą z wymienionych metod regeneracji po wysiłku. Miał największy wpływ na bolesność mięśni, stan zapalny, odczuwane zmęczenie.

Referencje:

1. Maria Filip*, Marian Macander*, Piotr Gałecki, Monika Talarowska, Krzysztof Zboralski, Janusz Szemraj, Agata Orzechowska „Style radzenia sobie ze stresem, kontrola emocji i wykładniki biochemiczne jako wspólny element protekcyjny w zapalnej reakcji na stres”

2. Olivier Dupuy,* Wafa Douzi, Dimitri Theurot, Laurent Bosquet, and Benoit Dugué “An Evidence-Based Approach for Choosing Post-exercise Recovery Techniques to Reduce Markers of Muscle Damage, Soreness, Fatigue, and Inflammation: A Systematic Review With Meta-Analysis” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5932411/

3. Ewa Kontny, Włodzimierz Maśliński “Interleukina 6 – znaczenie biologiczne i rola w patogenezie reumatoidalnego zapalenia stawów” Reumatologia 2009; 47, 1: 24-33 https://www.termedia.pl/Interleukina-6-8211-znaczenie-biologiczne-i-rola-w-patogenezie-reumatoidalnego-zapalenia-stawow,18,12203,1,0.html

4. dr hab. biol. Włodzimierz Maśliński „Sieć cytokin w patogenezie reumatoidalnego zapalenia stawów” 01.09.2000

5. Markus Niemelä,1 Päivikki Kangastupa,2 Onni Niemelä,corresponding author2 Risto Bloigu,3 and Tatu Juvonen1 “Acute Changes in Inflammatory Biomarker Levels in Recreational Runners Participating in a Marathon or Half-Marathon” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5005625/

6. Brain Behav Immun. 2014 Jul;39:180-5. doi: 10.1016/j.bbi.2013.09.004. Epub 2013 Sep 19. Immune and inflammation responses to a 3-day period of intensified running versus cycling.

7. Katarzyna Grzyb, Edward F. Skorkowski „Izoenzymy kinazy kreatynowej -charakterystyka i funkcje w komórce”http://www.postepybiochemii.pl/pdf/3_2008/05_3_2008.pdf

8. Kargarfard MJ Sports Sci. 2015 Sep 3:1-7. “Efficacy of massage on muscle soreness, perceived recovery, physiological restoration and physical performance in male bodybuilders.” http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26334128

9. Peake JM1,2, Roberts LA2,3, Figueiredo VC4, Egner I5, Krog S6, Aas SN6, Suzuki K7, Markworth JF4, Coombes JS3, Cameron-Smith D4, Raastad T „The effects of cold water immersion and active recovery on inflammation and cell stress responses in human skeletal muscle after resistance exercise” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27704555

10. Anderson D1,2, Nunn J1, Tyler CJ1 „The Effect Of Cold (14 °C) Versus Ice (5°C) Water Immersion On Recovery From Intermittent Running Exercise.” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29189587