آیا سیستم تمرینی انسداد جریان خون (RTVO) را می شناسید؟

مقدمه

قرن­ هاست که رسیدن به بهترین و کارا ترین روش در تمرینات بدنسازی و آمادگی جسمانی یکی از دغدغه­ های دانشمندان حوزه سلامت و ورزش است. یکی از تکنیک ­هایی که در دهه­ های اخیر ابداع شده و پیشرفت کرده است، سیستم تمرینی کاتسو است. در این مقاله با این سیستم یا تکنیک تمرینی و اثرات فیزیولوژیک آن آشنا می­ شویم.

بخش اول: نگاه کلی

چه می ­آموزیم؟

قبل از هرچیز، بیایید سیستم تمرینی کاتسو را تعریف کنیم و نگاهی داشته باشیم به سیر تاریخی ابداع و پیشرفت آن.

سیستم تمرینی کاتسو چیست؟

شاید کاتسو را بتوان بیشتر یک تکنیک تمرینی دانست تا یک سیستم تمرینی. در این تکنیک تمرینی، قسمت بالایی اندامی که در حال تمرین است، به وسیله یک باند الاستیکی یا یک ابزار با قابلیت کنترل میزان فشار اعمالی (مانند کاف فشار خون) بسته و فشرده می ­شود و سپس تمرین در عضو مورد نظر انجام می­ شود. هدف از بستن قسمت مورد نظر، کاهش جریان خون از شریان بالا دست است.

این سیستم تمرینی را علاوه بر کاتسو، به نام ­های دیگری نیز می­ شناسند؛ از جمله سیستم BFR (Blood Flow Restriction)، سیستم RTVO (Resistance Training with Vascular Occlusion) و نام ­های دیگری که در نهایت به انسداد جریان خون در حین تمرین اشاره دارد.

چه کسی تمرینات انسداد جریان خون را ابداع کرد؟

شاید برایتان جالب باشد، اولین کسی که به فکر این تکنیک تمرینی افتاد، یک جوان 18 ساله ژاپنی، بنام یوشیاکا ساتو (Yoshiaki Sato) بود. ساتو در سال 1966 در یک مراسم سنتی بودا روی زمین نشسته بود که پس از اتمام مراسم، متوجه شد پاهایش خواب رفته است. او دریافت که علت خواب رفتگی، کاهش جریان خون پا است و به این ترتیب اولین ایده برای تمرین با انسداد جریان خون در ذهن او شکل گرفت.

در طی 7 سال بعدی، ساتو این ایده تمرینی را با ابزار مختلف، مانند لوله ­های مخصوص دوچرخه، طناب و باند با فشار های مختلف بر روی اندام مختلف خودش پیاده کرد. او به مرور و در طی آزمایشاتش درمی یافت که کدام ابزار برای این کار مناسب هستند و چه آزمایشاتی نتیجه نمی­ دهد. پس از سال­ ها آزمون و خطا، ساتو بالاخره موفق شد یک پروتکل مؤثر را توسعه دهد که به طور ایمن می­ توانست جریان خون عضو مورد استفاده را مسدود کند. در سال 1973، زمانی که 25 سال داشت، او این ابزار فشاری را با نام کاتسو معرفی کرد.

در همان سال ها، کاتسو در حین اسکی دچار آسیب شدید زانو شد و پزشکان برای او 6 ماه مدت درمان پیش­بینی کردند زانویش را گچ گرفتند. در این مدت تاسو سه بار در روز و هر بار چند نوبت، کاتسو را به مدت 30 ثانیه به بالای ران خود می­ بست و در همان حال انقباضات ایزومتریک انجام می داد. نتیجه این­کار کاتسو بسیار شگفت ­انگیز بود و زانوی او در مدت 6 هفته، بدون کمترین آتروفی در عضلات اطراف زانو، کاملاً بهبود یافت.

بین سال­های 1973 تا 1982، تاسو تمرینات کاتسو را بکار گرفت و پروتکل­ هایی با بهترین کارکرد برای افراد در سنین مختلف و با مشکلات متعدد جسمی را توسعه داد.

در سال 1994، ساتو اولین تولید خود با نام باند تمرینی کاتسو را در ژاپن، اروپا و امریکا ثبت اختراع کرد. در سال 1997، ساتو برنامه آموزشی نحوه استفاده از کاتسو را منتشر کرد و به این ترتیب، پروتکل  های ابداع شده بوسیله او با مربیان، ورزشکاران، کاردرمان­ ها و پزشکان در ژاپن به اشتراک گذاشته شد.

«تمرینات کاتسو»، یکی از پروژه ­های مشترک مرکز تحقیقات و درمان قرن 22 دانشگاه بیمارستان توکیو نام گرفت. تاسو که در آن زمان مدرک دکترای خود را اخذ کرده بود، پیشنهاد یک دوره فیزیولوژی جریان خون ایسکمیک را به دانشگاه بیمارستان توکیو داد و یک همکاری مشترک با شرکت سیستم فضایی را آغاز کرد.

در دهه 1990، ساتو تحقیقات مشترک خود را به همراه پروفسور ناکاتا ایشی (Naokata Ishii) در دانشگاه توکیو شروع کرد. پس از آن، محققان دیگر ژاپنی شروع به تحقیق درباره مزایای کاتسو کردند و نتایج تحقیقات آن­ ها منتشر شد. در سال 2009، دکتر ساتو یک توافقنامه مشترک با دانشگاه جیلین (Jilin) چین و مؤسسه تحقیقات ملی علوم ورزشی چین امضا کرد. در نهایت در سال 2014، دکتر ساتو موفق شد «بنیاد تحقیقات کاتسو» را راه ­اندازی کند (1 و 2).

دکتر یاشیکا ساتو؛ مبدع سیستم و ابزار تمرینی کاتسو

بخش دوم: اساس فیزیولوژیک سیستم تمرینی کاتسو

چه می­ آموزیم؟

حال که با تکنیک تمرینی کاتو آشنا شدیم، بیایید ببینیم که با اجرای این تکنیک، چه اتفاقی درون عضلات و سایر سیستم ­های درگیر می ­افتد و آیا اساساً این روش، یکی روش مؤثر و ارزشمند هست یا خیر.

ویژگی بارز تمرینات کاتسو

بی شک، بارزترین و مشخص ­ترین ویژگی تمرینات کاتسو و نقطه تمایز آن با سایر تمرینات، انسداد جریان خون عضله، حین انقباض است. از آنجا که اساس تکنیک کاتسو، مسدود کردن شریان بالا دست عضله فعال است، این تکنیک تمرینی بر روی عضلات و بافت­ های تنه قابل انجام نیست و فقط می ­توان بر روی دست­ ها و پا ها از آن استفاده کرد.

در ادامه بررسی می­ کنیم که کاهش جریان خون و انقباض هم­زمان عضلات، چه مکانیسم ­های فیزیولوژیکی را درگیر می­ کند و چگونه باعث ایجاد سازگاری­ های ناشی از آن می ­شود.

انسداد جریان خون چه اثراتی فیزیولوژیکی دارد؟

در بحث سیستم تمرینی کاتسو، انسداد جریان خون در دو بخش باعث سازگاری­ می ­شود. اولین سازگاری در سیستم عروقی و خونرسانی به عضلات است و سازگاری بعدی در ساختار عضله درگیر اتفاق می افتد. در ادامه این دو مورد را به طور مجرا بررسی می­ کنیم.

سازگاری های عروقی در اثر انسداد جریان خون

یکی از شناخته­ شده ­ترین پاسخ­ های فیزیولوژیک عروقی به کاهش یا قطع جریان خون، پدید «هایپرمی واکنشی» است. به­ طور خلاصه، زمانی­ که مسیر جریان خون منتهی به یک بستر عروقی مسدود می شود، با رفع انسداد، جریان خون تا چندین برابر سطح پایه افزایش می ­یابد و پس از مدتی به سطح اولیه خود برمی گردد. به این پدیده، «هایپرمی واکنشی» می ­گویند. اگر می­ خواهید بدانید چرا چنین اتفاقی می ­افتد، در ادامه قسمت برای مطالعه بیشتر را ببینید.

برای مطالعه بیشتر

در اثر هایپرمی (افزایش جریان خون) ایجاد شده پس از رفع انسداد، مواد مغذی، هورمون­ ها و سایتوکاین­ ها، به راحتی و با حجم زیاد در دسترس سلول­ های عضلانی قرار می­ گیرند و در نتیجه، پاسخ­ های مورد نیاز در جهت سازگاری ناشی از تمرین، مانند هایپرتروفی، با شدت بیشتری ایجاد می­ شود.

یکی از سازگاری­ های ناشی از تمرین با تکنیک کاتسو در طولانی­ مدت، افزایش بستر عروقی و مویرگی در بافت عضله است که به آن آنژیوژنز می­ گویند. در واقع شاید بتوان گفت هایپوکسی (کاهش فشار اکسیژن) بافت، قوی­ ترین محرک­ آنژیوژنز است.

در اثر هایپوکسی، فاکتوری بنام HIF1-α در درون سلول ­های عضلانی بیان می­ شود. اصلی­ ترین و قوی­ ترین اثر این فاکتور، آنژیوژنز است. در شکل زیر، فاکتور هایی را می­ بینید که در اثر HIF تحریک می­ شوند و در نهایت منجر به آنژیوژنز می ­شوند.

پ

سازگاری های عضلانی در اثر انسداد جریان خون

انسداد جریان خون، چه به صورت انسداد سرخرگی و چه انسداد سیاهرگی، می­تواند به­ طور حاد باعث افزایش برخی از محرک­ های هایپرتروفی، مانند استرس متابولیک، تورم سلول و افزایش فعالیت الکتریکی عضلات شود (4). در واقع انقباض عضلانی با انسداد جریان خون، حتی با شدت 30%1RM، می­ تواند باعث ایجاد استرس متابولیکی معادل انقباضات شدیدتر (65%1RM) بدون انسداد جریان خون شود (5). استرس متابولیکی بیشتر به فراخوانی بیشتر و فعال شدن تعداد بیشتری از واحد های حرکتی منجر می­ شود (6). نشان داده شده است که بین فعالیت عضله (EMG: الکترومیوگرافی) و میزان سنتز پروتئین پس از فعالیت ورزشی ارتباط مستقیم وجود دارد (7).علاوه بر این موارد، افزایش تصاعدی استرس متابولیکی در حجم بیشتری از تار های عضلانی، افزایش هورمون رشد در اثر تمرین مقاومتی را تسهیل می­ کند (8). به این­ترتیب، همانطور که انتظار می­ رود، سیستم تمرینی کاتسو، می­تواند به ایجاد هایپرتروفی بیشتر کمک کند.

ارتباط بین حجم تمرینی، فراخوانی واحدهای حرکتی و سنتز پروتئین. با افزایش شدت تمرینی از 30 تا 55 درصد بیشینه، واحدهای حرکتی با آستانه بالاتر فراخوان می ­شوند. زمانی­ که حجم تمرینی به حد مشخصی می­ رسد و از آن بالاتر می­ رود، سنتز پروتئین افزایش یافته و به بیشترین حد خود می­ رسد. افزایش استرس متابولیک بوسیله ابزاری مثل کاتسو، بر اصل رویداد تأثیری ندارد، اما می­ تواند آستانه مورد نظر را جابجا کند (9).

بخش سوم: طریقه اجرای سیستم تمرینی کاتسو

چه می­ آموزیم؟

تا اینجا با سیستم تمرینی کاتسو آشنا شدیم و دانستیم که با انسداد جریان خون عضله در حال انقباض، درون عضله چه می­ گذرد. حال وقت آنست که ببینیم سیستم تمرینی کاتسو چگونه اجرا می­ شود.

تمرینات کاتسو برای چه افرادی مناسب است؟

در اصل این سیستم تمرینی در اوایل ابداع، با هدف ارتقای نتایج حاصل از تمرین در سالمندان طراحی شده بود. از اینرو، کارکرد آن در سالمندان، از همان ابتدا مورد مطالعات گوناگون قرار گرفته و اکنون کاتسو را یک سیستم تمرینی ایمن و مؤثر برای سالمندان می­ دانند. همچنین مطالعات مختلفی در زمینه تأثیر این سیستم تمرینی در درمان و بازتوانی انواع آسیب­ های عضلانی و اخیراً مفصلی، انجام شده است و نتایج مطالعات نشان داده ­اند که سیستم تمرینی کاتسو، می­ تواند در درمان بخشی از آسیب­ ها و حتی ناتوانی­ ها بسیار مؤثر باشد. به­ طوری­ که حتی از تکنیک انسداد جریان خون بدون انقباض و در حالت استراحت برای حفظ بافت عضلانی و جلوگیری از آتروفی استفاده می­ شود (10).

علاوه بر این، استفاده از کاتسو در بین ورزشکاران حرفه ­ای نیز بسیار محبوب و مورد استقبال است. بسیاری از ورزشکاران معتقدند استفاده از کاتسو، هایپرتروفی را تقویت می ­کند و می­ تواند مسیر پیشرفت را کوتاه ­تر کند.

چگونه سیستم تمرینی کاتسو را اجرا کنیم؟

همانطور که گفته شد، کاتسو یک وسیله با قابلیت کنترل طول است که بوسیله ­آن اندام مورد نظر را از بالای عضله، می ­بندند. اما در مطالعات و تمرینات کنترل شده، معمولا تورنیکت­ های پنومانی (مانند کاف فشار خون) استفاده می­ شود که قابلیت تنظیم فشار دارند. البته بدون ابزار دارای قابلیت تنظیم فشار و تنها با یک کش ساده نیز می­ توان تمرینات انسداد جریان خون را انجام داد. زیرا همانطور که بحث شد، حتی فشار کم نیز می ­تواند به سازگاری بیشتر منجر شود.

بسته به هدف مورد نظر، پروتکل­ های تمرینی با ویژگی­ های متفاوتی طراحی شده است. دو دسته کلی، تمرین با اهداف هوازی و تمرین با هدف هایپرتروفی است.

این مقاله چه کمکی به ما کرد؟

با مطالعه این مقاله، ما با سیستم تمرینی کاتسو و نام­ های مختلفی که به آن اطلاق می­ شود و نیز مبدع آن آشنا شدیم. دانستیم که طی تمرینات کاتسو درون عضلات و بافت­ های درگیر بدن چه اتفاقاتی رخ می ­دهد و سازگاری­ های ناشی از آن برای چه کسانی می ­تواند مفید باشد. در نهایت با طراحی این سیستم و متغیرهای آن آشنا شدیم.

منابع

1. https://en.wikipedia.org/wiki/Kaatsu
2. https://www.kaatsu.com/?action=about.our_story
3. https://www.researchgate.net/figure/Factors-inducing-vasodilation-and-or-vasoconstriction-The-red-circle-represents-a-blood_fig3_335692668
4. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23446173/
5. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19213931/
6. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20199783/
7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21840132/
8. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10642363/
9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21840132/
10. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22051111/