Миостимуляция после травмы спинного мозга: может ли NMES уменьшить атрофию мышц и поддержать их функцию

Почему травма спинного мозга влияет на состояние мышц

Травма спинного мозга может нарушать связь между головным мозгом и мышцами ниже уровня повреждения. В зависимости от локализации и тяжести поражения возникают слабость, паралич, изменения чувствительности и мышечного тонуса. Даже если сама мышца не травмирована, она может перестать получать привычную двигательную нагрузку.

Восстановление после такой травмы не ограничивается возвращением движений. Важные задачи реабилитации – предупреждение вторичных осложнений, сохранение работоспособности мышечной ткани, облегчение ухода и поддержание доступной повседневной активности. Один из исследуемых методов – нервно-мышечная электростимуляция (NMES), при которой сокращения вызывают внешними электрическими импульсами.

Рисунок 1 – Реабилитация после травмы спинного мозга под контролем специалиста

Как развивается атрофия после повреждения спинного мозга

При резком уменьшении мышечной активности снижается механическая нагрузка на волокна. Постепенно уменьшаются их размеры, меняются обменные процессы и способность долго поддерживать усилие. Особенно выраженные изменения возможны в мышцах ног, если самостоятельная ходьба или стояние становятся недоступными.

Быстроту изменений показали наблюдения Castro и соавторов. У пациентов с двигательным полным повреждением спинного мозга в течение первых месяцев отмечалась значительная атрофия мышечных волокон бедра. В другом исследовании этой группы площадь поперечного сечения икроножной и камбаловидной мышц дополнительно уменьшалась в период между шестой и двадцать четвёртой неделями после травмы. При этом разные мышцы теряли объём неодинаково.

Как действует NMES и почему сокращение возможно при параличе

При поверхностной NMES электроды размещают на коже над выбранной мышечной группой. Импульсы возбуждают прежде всего двигательные нервы, вследствие чего мышца сокращается. Сеансы могут состоять из повторений сокращения и расслабления; в специальных программах сокращения сочетают с сопротивлением.

После поражения центральных проводящих путей спинного мозга периферический двигательный нерв иногда остаётся сохранным. В таком случае внешняя стимуляция способна вызвать заметное сокращение даже при невозможности выполнить движение по команде. Это объясняет интерес к тренировке мышц бедра и голени у людей с выраженными двигательными ограничениями.

Но ответ на импульсы зависит от характера повреждения. Если затронуты нижние мотонейроны или периферические нервы и мышца денервирована, обычные короткие импульсы портативного аппарата могут оказаться неэффективными. Протоколы прямой стимуляции денервированных мышц требуют другого оборудования и специальных параметров. Поэтому наличие паралича само по себе не определяет, подойдёт ли человеку NMES.

Рисунок 2 – Нервно-мышечная электростимуляция мышц нижних конечностей

Чем NMES отличается от функциональной электростимуляции

Термины NMES и FES (functional electrical stimulation) связаны, но обозначают разные задачи. NMES используют для вызова повторных сокращений определённых мышц, например разгибателей колена, с целью силовой тренировки или поддержания их состояния. При FES стимуляция встроена в функциональное действие: вращение педалей, шаговое движение или другой двигательный цикл.

В исследованиях после травмы спинного мозга часто применяют NMES с дополнительным сопротивлением (NMES-RT) и FES-велотренировки. Во втором случае специальный эргометр синхронно активирует несколько мышечных групп, чтобы ноги могли выполнять циклическое движение. Такие системы заметно отличаются от обычных устройств для домашней миостимуляции.

Что показал систематический обзор исследований

В систематическом обзоре Bekhet и соавторов, опубликованном в 2022 году, проанализировали 46 исследований электрической стимуляции мышц ног после травмы спинного мозга. Совокупно в них участвовали 414 человек. Основными методами были NMES с нагрузкой и тренировки с помощью FES-велотренажёра.

В работах, оценивавших площадь поперечного сечения мышц, её увеличение составляло от 5,7 до 75 %, а среднее значение среди представленных результатов – около 26 %. Это показывает, что сохранённые мышцы способны отвечать на тренировочную электростимуляцию ростом объёма даже при тяжёлых двигательных нарушениях.

Однако столь широкий диапазон нельзя интерпретировать как ожидаемый эффект для каждого пациента. В исследованиях различались давность и уровень травмы, исходное состояние мышц, длительность занятий, методики измерения и наличие контрольной группы. Данные о снижении жировой массы были значительно менее убедительными. Авторы также отмечали связь большего недельного тренировочного объёма с выраженностью мышечной адаптации при NMES с сопротивлением.

Что известно из рандомизированных исследований 2025 года

В исследовании Gorgey и соавторов, опубликованном в журнале Osteoporosis International в 2025 году, 32 человека с хронической травмой спинного мозга случайным образом распределили в две группы. Первая в течение 12 недель тренировала разгибатели колена с NMES и сопротивлением, затем ещё 12 недель занималась на FES-велотренажёре. Вторая сначала выполняла пассивные движения, после чего проходила такой же курс FES.

После первого этапа в группе NMES-RT исследователи зарегистрировали более благоприятные изменения площади мышц бедра и ряда показателей вызываемого стимуляцией усилия по сравнению с пассивными движениями. Последующий этап FES помог сохранить некоторые достигнутые результаты, но не привёл к дополнительному выраженному увеличению мышечного объёма.

При оценке костной ткани авторы также обнаружили различия в динамике минеральной плотности дистального отдела бедренной кости. Но результаты небольшого исследования нельзя считать гарантией профилактики переломов. Работа касалась специально отобранных пациентов, обследованных на сохранность ответа периферических нервов, а не всех людей с травмой спинного мозга.

Другая публикация той же исследовательской программы в European Journal of Applied Physiology изучала показатели митохондриальных ферментов в мышцах. Отдельные изменения после NMES-RT были выявлены, однако их клиническое значение для независимости и повседневной активности ещё предстоит установить.

Может ли электростимуляция поддержать функцию мышц

Систематический обзор van der Scheer и соавторов 2021 года объединил 92 исследования FES-велотренировок с участием 999 взрослых после травмы спинного мозга. Улучшения показателей здоровья мышц обнаруживались в большинстве оценённых работ, а доказательства в этой категории авторы расценили как достаточно убедительные. Положительные изменения мощности и аэробных показателей также встречались часто, но уверенность в них была ниже.

Значительно меньше данных подтверждает улучшение самостоятельной ходьбы, способности стоять без поддержки или неврологического восстановления. Для человека с двигательным полным повреждением цель занятий может заключаться в поддержании мышечной ткани и переносимости нагрузки, а не в возвращении произвольных движений. При неполном повреждении цели могут быть другими и определяются индивидуально.

Рисунок 3 – FES-велотренировка в программе реабилитации после травмы спинного мозга

Возможное влияние на состав тела, кости и спастичность

Влияние на костную ткань также остаётся предметом исследований. При слабой механической нагрузке после паралича снижается минеральная плотность костей ног. Некоторые программы стимуляции помогают ограничивать этот процесс, но результаты различаются, а профилактика переломов не доказана для всех протоколов.

Отдельные исследования FES изучали спастичность. Возможное кратковременное уменьшение её выраженности не следует считать универсальным действием NMES. У некоторых пациентов стимуляция, напротив, вызывает неприятные спазмы. Программа должна учитывать исходный тонус и реакцию мышц на нагрузку.

Кому подходит метод и какие ограничения важны

При выраженном остеопорозе и высоком риске перелома сильные сокращения требуют особой осторожности. Нельзя начинать стимуляцию при неподтверждённой стабильности перелома, подозрении на тромбоз глубоких вен, активном повреждении кожи в месте электродов или другом состоянии, при котором процедура может причинить вред. Имплантированные электронные устройства требуют отдельной оценки совместимости и ограничений по инструкции.

Для людей с повреждением на уровне T6 и выше особое значение имеет риск автономной дисрефлексии – потенциально опасного резкого повышения артериального давления на раздражители ниже уровня травмы. В клинических исследованиях описывали такую реакцию во время FES. При головной боли, потливости, покраснении кожи выше уровня поражения или неожиданном изменении давления стимуляцию следует немедленно прекратить и действовать по индивидуальному медицинскому плану.

При сниженной чувствительности человек может не заметить чрезмерного давления электрода, раздражения кожи или болезненного воздействия. Поэтому важны осмотр кожи до и после сеанса, контроль положения конечности и наблюдение за реакцией организма. Домашний курс без предварительного обучения специалистом небезопасен.

Как организуют реабилитацию и оценивают результат

В опубликованных исследованиях параметры стимуляции, длительность курса и частота сеансов заметно различались. Универсальной схемы NMES для всех вариантов травмы спинного мозга не существует. Программа должна соответствовать конкретной цели: увеличить объём мышцы, поддержать вызываемую силу, развивать переносимость циклической нагрузки или дополнить тренировку движений.

На начальном этапе врач и реабилитолог определяют подходящие мышечные группы, проверяют наличие сокращения и задают безопасную нагрузку. Затем интенсивность и объём занятий корректируют по мышечному ответу, состоянию кожи, спастичности, утомлению и, при необходимости, артериальному давлению. Простое ощущение покалывания не означает, что мышца получила тренировочный стимул.

Результат оценивают не количеством использованных программ, а изменениями объективных показателей: толщины или площади мышцы по данным визуализации, вызываемого усилия, переносимости FES-занятий и возможностей, значимых для самого пациента. Отдельно учитываются безопасность процедуры и устойчивость эффекта после окончания курса.

NMES не должна вытеснять полноценную программу реабилитации. Научные рекомендации по физической активности после травмы спинного мозга предусматривают доступные аэробные и силовые упражнения, а также индивидуальную работу над двигательными навыками. Электростимуляция может стать их дополнением, если есть показания и возможность контролировать её применение.

Рисунок 4 – Индивидуальная тренировка с электростимуляцией нижних конечностей

Заключение

Нервно-мышечная электростимуляция после травмы спинного мозга способна создавать тренировочную нагрузку на мышцы, сохраняющие ответ на электрические импульсы. Систематические обзоры и клинические исследования свидетельствуют о возможности увеличить мышечный объём и улучшить отдельные показатели сокращения. Наиболее убедительные результаты относятся к поддержанию мышечной ткани, а не к восстановлению повреждённых нервных путей.

Эффект зависит от вида повреждения, сохранности двигательных нервов, исходного состояния мышц и конкретной программы занятий. Особенно важно отличать NMES с сопротивлением от специализированных систем FES: результаты этих методик не равнозначны. Данные о самостоятельной ходьбе, профилактике переломов и долгосрочном влиянии на качество жизни требуют дальнейших исследований.

Метод следует рассматривать как дополнение к индивидуальной медицинской реабилитации, а не как самостоятельное лечение травмы спинного мозга. Перед началом курса необходимы оценка противопоказаний, проверка мышечного ответа и обучение безопасному использованию оборудования.

Список использованных источников

1. Castro M. J., Apple D. F., Staron R. S. [et al.]. Influence of complete spinal cord injury on skeletal muscle within 6 mo of injury // Journal of Applied Physiology. – 1999. – Vol. 86, № 1. – P. 350–358. – DOI: 10.1152/jappl.1999.86.1.350. – URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9887150/ (дата обращения: 14.10.2026).
2. Castro M. J., Apple D. F., Hillegass E. A., Dudley G. A. Influence of complete spinal cord injury on skeletal muscle cross-sectional area within the first 6 months of injury // European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology. – 1999. – Vol. 80, № 4. – P. 373–378. – DOI: 10.1007/s004210050606. – URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10483809/ (дата обращения: 14.10.2026).
3. Bekhet A. H., Jahan A. M., Bochkezanian V. [et al.]. Effects of Electrical Stimulation Training on Body Composition Parameters After Spinal Cord Injury: A Systematic Review // Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. – 2022. – Vol. 103, № 6. – P. 1168–1178. – DOI: 10.1016/j.apmr.2021.09.004. – URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34687676/ (дата обращения: 14.10.2026).
4. van der Scheer J. W., Goosey-Tolfrey V. L., Valentino S. E. [et al.]. Functional electrical stimulation cycling exercise after spinal cord injury: a systematic review of health and fitness-related outcomes // Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. – 2021. – Vol. 18. – Art. 99. – DOI: 10.1186/s12984-021-00882-8. – URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34118958/ (дата обращения: 14.10.2026).
5. Gorgey A. S., Venigalla S., Deitrich J. N. [et al.]. Electrical stimulation paradigms on muscle quality and bone mineral density after spinal cord injury // Osteoporosis International. – 2025. – Vol. 36. – P. 1039–1051. – DOI: 10.1007/s00198-025-07482-5. – URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40261334/ (дата обращения: 14.10.2026).
6. Gorgey A. S., Khalil R. E., Carter W. [et al.]. Skeletal muscle hypertrophy and enhanced mitochondrial bioenergetics following electrical stimulation exercises in spinal cord injury: a randomized clinical trial // European Journal of Applied Physiology. – 2025. – Vol. 125. – P. 1075–1089. – DOI: 10.1007/s00421-024-05661-6. – URL: https://doi.org/10.1007/s00421-024-05661-6 (дата обращения: 14.10.2026).
7. Nussbaum E. L., Houghton P., Anthony J. [et al.]. Neuromuscular Electrical Stimulation for Treatment of Muscle Impairment: Critical Review and Recommendations for Clinical Practice // Physiotherapy Canada. – 2017. – Vol. 69, № 5. – P. 1–76. – DOI: 10.3138/ptc.2014-88. – URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29162949/ (дата обращения: 14.10.2026).
8. Ashley E. A., Laskin J. J., Olenik L. M. [et al.]. Evidence of autonomic dysreflexia during functional electrical stimulation in individuals with spinal cord injuries // Paraplegia. – 1993. – Vol. 31, № 9. – P. 593–605. – DOI: 10.1038/sc.1993.95. – URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8247602/ (дата обращения: 14.10.2026).
9. Martin Ginis K. A., van der Scheer J. W., Latimer-Cheung A. E. [et al.]. Evidence-based scientific exercise guidelines for adults with spinal cord injury: an update and a new guideline // Spinal Cord. – 2018. – Vol. 56. – P. 308–321. – DOI: 10.1038/s41393-017-0017-3. – URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29070812/ (дата обращения: 14.10.2026).