Миостимуляция при иммобилизации: может ли NMES уменьшить потерю мышц во время гипса и постельного режима

Что происходит с мышцами при иммобилизации

После травмы, операции или длительного постельного режима человек может временно почти полностью потерять привычную нагрузку на отдельную конечность или сразу на несколько мышечных групп. Такое состояние приводит к атрофии от неиспользования: снижается механическая нагрузка, уменьшается активность мышц, постепенно падают мышечная масса и сила. Изменения могут начинаться уже в первые дни неподвижности.

В исследовании M. L. Dirks и соавторов одну ногу 24 здоровых молодых мужчин иммобилизировали на пять суток. В контрольной группе площадь поперечного сечения квадрицепса уменьшилась примерно на 3,5%, а сила – примерно на 9%. У участников, которым дважды в день проводили 40-минутные сеансы нервно-мышечной электростимуляции, статистически значимой потери мышечной массы не обнаружили, хотя сила всё равно снизилась примерно на 7%.

NMES – нервно-мышечная электростимуляция – вызывает сокращение мышцы за счёт электрической активации двигательных нервов. Благодаря этому мышца может получать повторяющиеся сокращения даже тогда, когда полноценное произвольное движение временно ограничено. Именно поэтому NMES рассматривают как возможный способ частично уменьшить последствия вынужденного бездействия. При этом сохранение объёма мышцы и сохранение полноценной функции – не одно и то же: электростимуляция не гарантирует, что сила останется на исходном уровне.

Рисунок 1 – Применение NMES при иммобилизации коленного сустава под контролем специалиста

Почему мышечная масса уменьшается так быстро

Мышечная ткань постоянно обновляется: в ней одновременно происходят синтез и распад белка. При резком снижении нагрузки этот баланс нарушается, прежде всего за счёт уменьшения синтеза мышечного белка. В исследовании с недельной иммобилизацией одной ноги у здоровых молодых мужчин скорость синтеза миофибриллярного белка заметно снижалась уже в первые дни, а к концу недели была примерно на 44% ниже, чем в неиммобилизированной ноге.

Сила при этом может уменьшаться быстрее, чем сама мышечная масса. На фоне бездействия меняется не только размер мышцы, но и её способность полноценно включаться в работу. Современные обзоры описывают изменения белкового обмена, нервно-мышечной функции и энергетического обмена мышечной ткани. Поэтому после периода неподвижности человек может заметить выраженную слабость даже тогда, когда внешне объём мышцы изменился не так сильно.

Потенциальная роль NMES состоит в том, чтобы дать мышце повторяющийся сократительный стимул в период, когда обычная активность ограничена. Экспериментальные данные показывают, что электростимуляция способна поддерживать процессы, связанные с синтезом мышечного белка, и в некоторых условиях уменьшать выраженность атрофии. Но она не воспроизводит обычную ходьбу, силовую тренировку и координированную работу всей конечности.

Что показывают исследования NMES при иммобилизации

Доказательная база именно для ортопедической иммобилизации пока остаётся небольшой. Обзор 2024 года включил шесть исследований с общим числом 127 участников. В них NMES применяли во время иммобилизации продолжительностью от четырёх до шести недель, в том числе после реконструкции передней крестообразной связки и при переломах большеберцовой кости. В четырёх из шести работ электростимуляция сопровождалась более благоприятными показателями атрофии квадрицепса или его силы.

Ещё в исследовании 1988 года у пациентов с иммобилизированным коленным суставом электрическая стимуляция квадрицепса уменьшала выраженность атрофии. Более современный контролируемый эксперимент на здоровых мужчинах также показал, что пять суток NMES во время иммобилизации могут предотвратить значимое уменьшение площади поперечного сечения квадрицепса.

Однако результаты нельзя автоматически переносить на любой гипс, ортез или травму. В исследованиях отличались причины иммобилизации, длительность процедур, частота стимуляции, параметры импульсов и расположение электродов. Кроме того, даже при сохранении мышечной массы сила могла снижаться. Поэтому NMES следует рассматривать как потенциально полезный вспомогательный метод, а не как гарантированный способ полностью предотвратить последствия неподвижности.

NMES при постельном режиме

Постельный режим отличается от локальной иммобилизации тем, что обычную нагрузку теряют сразу несколько мышечных групп. Особенно быстро реагируют мышцы ног, которые ежедневно работают при ходьбе, вставании и поддержании позы. В исследовании 2016 года одна неделя строгого постельного режима привела в среднем к потере около 1,4 кг безжировой массы тела и уменьшению площади поперечного сечения квадрицепса примерно на 3,2%. Одновременно снизились силовые показатели и чувствительность к инсулину.

В исследовании 2024 года молодые и пожилые участники находились на постельном режиме пять суток. Квадрицепс одной ноги стимулировали три раза в день по 30 минут, а другая нога служила контролем. В стимулируемой ноге толщина мышцы сохранялась лучше; у пожилых участников удалось также лучше сохранить мышечную массу средней части бедра. При этом максимальная изометрическая сила снижалась и на фоне NMES.

Похожий результат получили у людей 60–80 лет, которым во время пятидневного постельного режима сочетали электростимуляцию с белковой поддержкой. Мышечная масса бедра сохранялась лучше, но снижение силы полностью предотвратить не удалось. Эти данные ещё раз показывают, что мышечная масса и функциональная способность мышцы связаны, но не идентичны.

Рисунок 2 – Применение NMES при ограниченном постельном режиме

Можно ли использовать NMES при гипсе, ортезе или после перелома

Клиническое применение NMES во время иммобилизации нельзя приравнивать к самостоятельному использованию бытового миостимулятора после травмы. Наличие гипса или ортеза само по себе не означает, что электростимуляцию безопасно начинать без медицинского согласования.

Возможность NMES зависит от локализации травмы, стадии заживления, состояния мягких тканей, наличия послеоперационных швов и того, какие сокращения допустимы в конкретный период. В клинических исследованиях время начала процедур, зона установки электродов и параметры стимуляции определялись в рамках конкретного протокола. Поэтому схему, полученную в эксперименте на здоровых добровольцах, нельзя автоматически переносить на человека после перелома или операции.

Электроды не должны устанавливаться на открытую рану, повреждённую, воспалённую или инфицированную кожу. После недавней операции сильное мышечное сокращение также может быть нежелательным, если оно способно помешать заживлению. Поэтому после перелома, хирургического вмешательства или наложения фиксирующей конструкции решение о применении NMES должен принимать врач или специалист по реабилитации.

Рисунок 3 – Размещение электродов на квадрицепсе при использовании ортеза

Как часто и насколько интенсивно применяли NMES в исследованиях

Единого универсального протокола для периода иммобилизации нет. В работе Dirks и соавторов применяли два 40-минутных сеанса в день в течение пяти суток. В исследовании 2024 года при постельном режиме использовали три 30-минутных сеанса ежедневно. В исследовании с пожилыми участниками сочетание NMES с белковой поддержкой проводили три раза в день по 40 минут.

Общий принцип этих работ заключался в регулярном получении сокращений целевой мышцы, а не только в едва заметной сенсорной стимуляции. Именно сокращение рассматривается как средство частично заменить отсутствующую мышечную активность и поддержать процессы, связанные с сохранением мышечной ткани.

Однако эти цифры не являются готовой домашней инструкцией. Продолжительность, частота, интенсивность и расположение электродов должны зависеть от причины иммобилизации, стадии восстановления и разрешённой нагрузки. Самостоятельно копировать исследовательские протоколы после травмы, перелома или операции не следует.

Почему NMES не заменяет активную реабилитацию

Электрически вызванное сокращение не воспроизводит весь комплекс нагрузки, возникающий при ходьбе, приседаниях, подъёме по лестнице или упражнениях с сопротивлением. При обычном движении одновременно работают мышцы, суставы, сухожилия и нервная система, формируются координация и способность контролировать нагрузку. NMES воздействует прежде всего на выбранную мышечную группу.

Это объясняет, почему в исследованиях удавалось лучше сохранить мышечную ткань, но не всегда силу. После того как врач разрешает активные движения, приоритет постепенно смещается в сторону лечебных упражнений и восстановления обычной механической нагрузки. Электростимуляция может оставаться вспомогательным методом, особенно если произвольное сокращение ещё ограничено слабостью, болью или послеоперационными условиями.

Работы по реабилитации коленного сустава показывают, что NMES может использоваться вместе с добровольными упражнениями для восстановления активации и силы квадрицепса. Но возвращение к ходьбе, силовой работе, выносливости и координации требует активной реабилитации. Задача NMES – поддержать мышцу в период ограничений и дополнить восстановление, а не заменить движение.

Рисунок 4 – Сочетание NMES с активной реабилитацией после снятия ограничений

Когда требуется особая осторожность

FDA относит предотвращение или замедление атрофии от неиспользования к медицинским назначениям электрических мышечных стимуляторов, но подчёркивает необходимость медицинского контроля при лечении заболеваний и состояний. Особая осторожность нужна при наличии имплантированных электронных устройств: описано возможное взаимодействие электростимуляторов с кардиостимуляторами и дефибрилляторами.

Нельзя игнорировать состояние кожи. При использовании электрических мышечных стимуляторов возможны раздражение, боль и ожоги, поэтому электроды устанавливают только на неповреждённую кожу. После операции или перелома дополнительно оценивают, допустимы ли мышечные сокращения на конкретном этапе заживления.

Важно отличать реабилитационное применение от фитнес-использования. При иммобилизации цель NMES – не тренировка ради роста силы, а частичное противодействие последствиям отсутствия нагрузки. Наличие гипса, ортеза или предписанного постельного режима не является самостоятельным основанием начинать стимуляцию.

Итог

Имеющиеся исследования позволяют сделать осторожный вывод: NMES может уменьшать потерю мышечной ткани при некоторых вариантах иммобилизации и постельного режима, особенно когда речь идёт о квадрицепсе. В контролируемых исследованиях электростимуляция помогала лучше сохранять мышечную массу, однако не всегда предотвращала снижение силы.

При этом доказательная база именно для ортопедической иммобилизации ограничена. Обзор 2024 года обнаружил только шесть подходящих исследований с 127 участниками, поэтому эффективность нельзя автоматически переносить на любой перелом, гипс, ортез или послеоперационный период.

Практически NMES следует рассматривать как вспомогательный инструмент на этапе, когда полноценная нагрузка временно невозможна. После разрешения движений основой восстановления становятся активная реабилитация и постепенное возвращение механической нагрузки. После перелома, операции или при медицинском постельном режиме режим электростимуляции необходимо согласовывать со специалистом.

Список использованных источников

1. Wall B. T., Dirks M. L., van Loon L. J. C. Skeletal muscle atrophy during short-term disuse: implications for age-related sarcopenia // Ageing Research Reviews. – 2013. – Vol. 12, № 4. – P. 898–906. – DOI: 10.1016/j.arr.2013.07.003. – URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23948422/ (дата обращения: 20.08.2026).
2. Dirks M. L., Wall B. T., Snijders T. [et al.]. Neuromuscular electrical stimulation prevents muscle disuse atrophy during leg immobilization in humans // Acta Physiologica. – 2014. – Vol. 210, № 3. – P. 628–641. – DOI: 10.1111/apha.12200. – URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24251881/ (дата обращения: 20.08.2026).
3. Reischl S., Ziebart C., MacDermid J. C. [et al.]. Application of neuromuscular electrical stimulation during immobilization of extremities for musculoskeletal conditions: a scoping review // Journal of Bodywork and Movement Therapies. – 2024. – Vol. 40. – P. 1555–1560. – DOI: 10.1016/j.jbmt.2024.08.010. – URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39593489/ (дата обращения: 20.08.2026).
4. Deane C. S., Piasecki M., Atherton P. J. Skeletal muscle immobilisation-induced atrophy: mechanistic insights from human studies // Clinical Science. – 2024. – Vol. 138, № 12. – P. 741–756. – DOI: 10.1042/CS20231198. – URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38895777/ (дата обращения: 20.08.2026).
5. Kilroe S. P., Fulford J., Holwerda A. M. [et al.]. Short-term muscle disuse induces a rapid and sustained decline in daily myofibrillar protein synthesis rates // American Journal of Physiology – Endocrinology and Metabolism. – 2020. – Vol. 318, № 2. – P. E117–E130. – DOI: 10.1152/ajpendo.00360.2019. – URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31743039/ (дата обращения: 20.08.2026).
6. Dirks M. L., Wall B. T., van de Valk B. [et al.]. One Week of Bed Rest Leads to Substantial Muscle Atrophy and Induces Whole-Body Insulin Resistance in the Absence of Skeletal Muscle Lipid Accumulation // Diabetes. – 2016. – Vol. 65, № 10. – P. 2862–2875. – DOI: 10.2337/db15-1661. – URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27358494/ (дата обращения: 20.08.2026).
7. Wall B. T., Dirks M. L., Verdijk L. B. [et al.]. Neuromuscular electrical stimulation increases muscle protein synthesis in elderly type 2 diabetic men // American Journal of Physiology – Endocrinology and Metabolism. – 2012. – Vol. 303, № 5. – P. E614–E623. – DOI: 10.1152/ajpendo.00138.2012. – URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22739107/ (дата обращения: 20.08.2026).
8. Gibson J. N., Smith K., Rennie M. J. Prevention of disuse muscle atrophy by means of electrical stimulation: maintenance of protein synthesis // The Lancet. – 1988. – Vol. 2, № 8614. – P. 767–770. – DOI: 10.1016/S0140-6736(88)92417-8. – URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/2901612/ (дата обращения: 20.08.2026).
9. Hansen S. K., Hansen P., Nygaard H. [et al.]. Five days of bed rest in young and old adults: Retainment of skeletal muscle mass with neuromuscular electrical stimulation // Physiological Reports. – 2024. – Vol. 12, № 16. – Art. e16166. – DOI: 10.14814/phy2.16166. – URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39155274/ (дата обращения: 20.08.2026).
10. Reidy P. T., McKenzie A. I., Brunker P. [et al.]. Neuromuscular Electrical Stimulation Combined with Protein Ingestion Preserves Thigh Muscle Mass But Not Muscle Function in Healthy Older Adults During 5 Days of Bed Rest // Rejuvenation Research. – 2017. – Vol. 20, № 6. – P. 449–461. – DOI: 10.1089/rej.2017.1942. – URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28482746/ (дата обращения: 20.08.2026).
11. 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, Special Issue. – DOI: 10.3138/ptc.2015-88. – URL: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5683854/ (дата обращения: 20.08.2026).
12. Stevens J. E., Mizner R. L., Snyder-Mackler L. Neuromuscular electrical stimulation for quadriceps muscle strengthening after bilateral total knee arthroplasty: a case series // Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy. – 2004. – Vol. 34, № 1. – P. 21–29. – DOI: 10.2519/jospt.2004.34.1.21. – URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/14964588/ (дата обращения: 20.08.2026).
13. Rahmati M., Gondin J., Malakoutinia F. Effects of Neuromuscular Electrical Stimulation on Quadriceps Muscle Strength and Mass in Healthy Young and Older Adults: A Scoping Review // Physical Therapy. – 2021. – Vol. 101, № 9. – Art. pzab144. – DOI: 10.1093/ptj/pzab144. – URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34106246/ (дата обращения: 20.08.2026).
14. Guidance Document for Powered Muscle Stimulator 510(k)s – Guidance for Industry, FDA Reviewers/Staff and Compliance [Электронный ресурс] // U.S. Food and Drug Administration. – URL: https://www.fda.gov/regulatory-information/search-fda-guidance-documents/guidance-document-powered-muscle-stimulator-510ks-guidance-industry-fda-reviewersstaff-and (дата обращения: 20.08.2026).
15. Electronic Muscle Stimulators [Электронный ресурс] // U.S. Food and Drug Administration. – URL: https://www.fda.gov/medical-devices/consumer-products/electronic-muscle-stimulators (дата обращения: 20.08.2026).
16. Compex Performance 2.0 Muscle Stim + TENS: User Manual [Электронный ресурс] // Compex. – URL: https://www.compex.com/media/legacy/mediamanager/compex-performance-2-0-tens-muscle-stimulator-user-manual.pdf (дата обращения: 20.08.2026).