Cardiovasculair systeem: veranderingen met oefentraining en spierstimulatie

Het eerste bewijs dat elektrische veranderingen spieren kunnen doen samentrekken, werd geleverd door Galvani (1791). Galvani’s ideeën over ‘dierlijke elektriciteit’ werden onderzocht tijdens de 19e en 20e eeuw, toen stevig werd vastgesteld dat ‘elektriciteit’ een van de belangrijkste mechanismen is die door het zenuwstelsel en de spieren worden gebruikt voor communicatie. Deze onderzoeken leidden tot de ontwikkeling van steeds geavanceerdere apparatuur die de elektrische veranderingen in zenuwen en spieren kon registreren, of functionele veranderingen kon veroorzaken door deze structuren elektrisch te stimuleren. Het was inderdaad de combinatie van deze twee methoden die veel van de basisprincipes over de werking van het zenuwstelsel verduidelijkte.

Na deze opwindende bevindingen werd ontdekt dat elektrische stimulatie en de functies die daaruit voortkomen ook leiden tot langdurige veranderingen in de eigenschappen van zenuwen en met name spieren. Recente bevindingen helpen ons de mechanismen te begrijpen waarmee activiteit die wordt veroorzaakt door elektrische stimulatie volwassen, volledig gedifferentieerde cellen kan beïnvloeden, met name spieren, bloedvaten en zenuwen. Elektrisch opgewekte activiteit bepaalt de eigenschappen van spiervezels door een reeks signaalroutes te activeren die de genexpressie van de spier veranderen. Zo evolueerde elektrische activiteit van een eenvoudig mechanisme dat wordt gebruikt om spiercontractie op te wekken, naar een systeem dat permanente veranderingen in spieren kon induceren en de meeste van hun karakteristieke eigenschappen kon wijzigen. Deze modificaties die door elektrische stimulatie worden geïnduceerd, zijn niet willekeurig, maar hangen af van de hoeveelheid, evenals het precieze patroon van activiteit. Zo zal bepaalde soorten activiteit uithoudingsvermogen induceren, terwijl andere de krachtproductie verhogen. Het stimulatieregime moet daarom worden aangepast aan de speciale vereisten van de te beïnvloeden toestand. Het begrip van deze door stimulatie geïnduceerde veranderingen in spiereigenschappen biedt een krachtig instrument om zowel normale als zieke spieren op gecontroleerde wijze te manipuleren. Bovendien lijkt stimulatie van beschadigde zenuwen en weefsels hun potentieel voor reparatie te vergroten.

Dus de toegenomen kennis over de effecten van elektrische stimulatie op verschillende delen van ons gezonde of beschadigde lichaam stelt ons in staat stimulatie te gebruiken als een efficiënt therapeutisch hulpmiddel. Technische vooruitgang in de ontwikkeling van machines die efficiënte en gemakkelijke methoden voor stimulatie van menselijke spieren en zenuwen mogelijk maken, stelt ons in staat deze kennis te benutten om aanpassing van normale spieren aan een gewenst type/vorm te bereiken, en om de eigenschappen van spieren die zijn verslechterd als gevolg van letsel, ziekte of andere oorzaken te herstellen/behouden. Dit boek vat de effecten samen van langdurige elektrische stimulatie op spieren en de bloedtoevoer ervan, en legt uit hoe deze modificaties kunnen worden toegepast ten voordele van gezonde en zieke mensen. Het biedt ook een gids om te beslissen welk type stimulator het meest geschikt is voor bepaalde aandoeningen. Bovendien geeft het gedetailleerde instructies met nauwkeurige illustraties over de meest effectieve methode om specifieke spiergroepen te stimuleren.

Olga Hudlicka and Gerta Vrbová

25 november 2014

Om het volledige artikel te lezen, klik hier