BFR & Effects

– Click for Danish

Occlusion training aka. Blood Flow Restriction Training (BFR Training) or Blood Flow Restriction Exercise (BFRE) – is exercise under partial restriction of blood flow not actual occlusion!

The training method originate from 1970s Japan, where it is called KAATSU training as the concept is known under several different terms. It is primarily an alternative or supplement to conventional resistance training and musculoskeletal rehabilitation.

Traditionally the recommendation of load for resistance training is at least 60 %, of what you can lift once to (>60 % 1 RM).
However, with occlusion training, the research has shown that it is possible to exercise with much lower load, like body weight exercises or very low-load even at < 20 % 1RM, though achieving muscular adaptions comparable to conventional strength training!

In occlusion training, the venous out-flow of blood is restricted, thus allowing for arterial in-flow in such a way that blood supply is only partly restricted to the working muscles. This enables low-load exercise to stimulate the muscles to become stronger, larger and more persistent, comparable to conventional strength training or cardio vascular exercise.

By using partial occlusion, you actually “cheats” the muscles to undergo fatigue at low relative intensities regardless of exercise type. When the blood flow is restricted, metabolites accumulates and the metabolic requirements increases which causes a cascade of physiological processes. In practice, you will experience it as rapid fatigue of the working muscles even in the case of relatively light training “the pump“.

Nerd-Alert – The adaptive muscle response

In this model of the different pathways for muscle growth (hypertrophy) the most potent factors are placed at the bottom. This model can actually explain why BFR can stimulate to muscle growth, as more boxes are being ticked your exercise schedule becomes more likely to be effective.

The partial restriction of blood flow creates a short-term edema (cell swelling) around the muscle cells which limits the supply of oxygen and nutrients, and the metabolites in the working muscles accumulates (Cayot et al., 2014). This initiates a cascade of physiologic process like the increase of growth hormone secretion, approximately 2-3 x greater than seen after conventional strength training.  and increased activation of muscle satellite cells, about 2 x larger than than conventional training. This escalates as an improved cellular net protein synthesis.(Yasuda et al., 2014; Segal et al., 2010; Roos and Lohmander 2003).

Muscle oxygenation – hypoxia leading to short-lived ischemia
↑ Metabolite accumulation – accumulation of waste products
↑ Recruiting fast twice muscle fibers
↑ Growth hormone to a level corresponding to 200-300% of conventional strength training – importance for bone and tendon health
↑ Satellite cell proliferation 

↓ Secretion of muscle growth inhibitors (myostatin) – especially important for building muscle tissue
↑ Netto protein synthesis = Hypertrophy (muscle growth)
↑ Muscle strength and endurance
↓ Metabolic resistance – relevant to metabolic syndrome and insulin sensitivity – relevant for diabetics
↑ Anaerobic threshold

These processes are further described in the scientific literature, especially by the leading researcher in the field of Associate Professor Jeremy P. Loenneke as he is attributed to a large part of the accumulated knowledge. For the past 10 years, he has published scientific articles on the underlying mechanisms and effects of occlusion training.
Overall there are published more than 300 scientific studies across all continents, which demonstrates the effect of occlusion training.
But the eternal question is whether BFRE is safe? The answer is Yes particularly with Fit Cuffs®.

Though there are cases where one should not use BFRE i.e. absolute contraindications, in reality most contraindications are relative, that is why the accumulated amount of frailty for a person is vital.

  • Cardiac arrhythmias
  • Damaged or chronic veins or arterie
  • Problems related to coagulation
  • Untreated diabetes
  • Untreated hypertension
  • BMI> 35
  • Active cancer
  • Pregnancy
  • Open wounds or stitches in the area where you want to mount the cuff
  • Severe rejuvenate in the legs
  • Severe functional disorders
  • Fibromyalgia
  • Hypochondria
  • Anxiety
  • Cognitive impairment or dementia

 

Effect size

There are many different ways to scientifically compare the effect of occlusion training (BFR) to conventional strength training and cardiovascular training. The different research methods results in different conclusions about wherever BFR is more or less effective.
Presented below is the effects in relation to conventional strength training (KS) in a generalized perspective and in relation to situations where one cannot lift heavy.

Short-term muscle mass – (probably BFR)
Long-term muscle mass – (probably  BFR)
Short-term muscle strength – Approximately same
Long-term muscle strength – Approximately same
Muscle endurance (Not sports specific) – (BFR)
Maximum power development and speed ​​Training – (KS)

Slysz et al. (2016) – The efficacy of blood flow restricted exercise A systematic review & meta-analysis

Comparison in situations of relevant weight or load restrictions

Short-term muscle mass – (BFR)
Long-term muscle mass – (BFR)
Short-term muscle strength (eg active arthritis disorders) – (BFR)
Long-term muscle strength (eg active arthritis disorders) – (BFR)
Maximum power development – (Often not possible to train in early rehab)

Hughes et al. (2017) – Blood flow restriction training in clinical musculoskeletal rehabilitation in systematic review and meta-analysis

In summary there are evidence for occlusion training has both advantages and less disadvantages!

BFR Exercise has many positive effects:
Treatment of sarcopenia by increasing muscle mass (protective for a wide range of age-related issues and chronic conditions (How When & Why Occlusion Training)

  • Greater muscle strength – directly transferable to everyday activities (ADL) Fall prevention
  • Improved circuit function
  • Better self-reported health
  • Shorter training time
  • Shorter restitution time
  • Alternative or supplement to heavy training during the season (due to less mechanical strain)
  • Use during periodization training with a focus on high rep / low-load
    Occlusion training combined with moderate heavy training Link for scientific paper – ncbi.nlm.nih.gov
  • Ischemic preconditioning Link – ischemic preconditioning – youtube

Therefore, occlusion training can be relevant for everyone from the top athlete to the seniors!

 

– Click to top

Dansk:

Okklusionstræning – er træning kombineret med begrænset blodtilførsel, altså ikke total afklemning!

Træningsmetoden stammer fra 1970’ernes Japan, hvor det kaldes for KAATSU. Træningskonceptet kendes under flere forskellige betegnelser fx Occlusion training eller BFRE, hvilket står for Blood Flow Restricted Exercise. Okklusionstræning er primært et alternativ eller supplement til traditionel styrke- og genoptræning.

Det er videnskabeligt dokumenteret, at man skal træne med en belastning svarende til mindst 60%, af hvad man kan løfte én gang for at blive stærkere – også kendt som konventionel styrketræning.

Men ved okklusionstræning har forskningen vist, at det muligt at træne med meget lavere belastning, endda så lavt som 20% af hvad man kan løfte én gang (20% af 1RM), men samtidig opnå en effekt sammenlignelig med konventionel styrketræning!

Hvordan virker okklusionstræning?

Ved okklusionstræning bremser man altså blodtilførslen til de arbejdende muskler, hvilket medfører at man kan træne med lav belastning, men stadigvæk stimulere musklerne til at blive stærkere, større og mere udholdende, sammenlignelig med konventionel styrketræning. Ved anvendelse af delvis okklusion “snyder” man altså musklerne til at tro, at de løfter tungt og vokser som et respons.

Når blodgennemstrømningen er delvist okkluderet, akkumuleres metabolitter og de metaboliske krav øges, som videre medfører en kaskade af fysiologiske processor. Du vil i praksis opleve det som hurtig udmattelse af de arbejdende muskler selv ved relativ let træning.

Nerd-Alert – Den adaptive muskelrespons

„Den delvise restriktion af blodgennemstrønmningen skaber et kortvarigt ødem (Cell Swelling) omkring muskelcellerne og begrænser tilførslen af ilt og næringsstoffer, denne metabolittakkumulation (ophobning af affaldsstoffer) skaber et metabolisk stress. (Cayot et al., 2014)

„Dette medfører en øget sekretion af væksthormon samt (ca. 2-3 x større end ved konventionel styrketræning). Samt øget aktivering af muskel-satellitceller (ca. 2 x større end ved konventionel træning). Samlet set en forbedret cellulær nettoproteinsyntese. (Yasuda et al., 2014; Segal m.fl. 2010; Roos and Lohmander 2003)

  • ↑ Muskel oxygenation – hypoxi som medfører kortvarig iskæmi
    ↑ Metabolit akkumulering – ophobing af affaldsstoffer
    ↑ Rekruttering af fast twice muskelfibre
    ↑ Væksthormon til et niveau svarende til 200-300% ift. konventionel styrketræning – betydning for knogle- og senevæv
    ↑ Satellitcelle proliferation – især betydning for opbygning af muskelvæv
    ↑ Udskillelse af muskelvækstinhibitorer (myostatitin)
    ↑ Proteinsyntese
    ↑ Hypertrofi (muskelvækst)
    ↑ Muskelstyrke og udholdenhed
    ↑ Øget insulin følsomhed – relevant for diabetikere
    ↑ Anaerob tærskel

Disse processer er gennemgået i detaljer i den videnskabelige litteratur, her bør især den ledende forsker inden for området Associate Professor Jeremy P. Loenneke tilskrives en stor del af den akkumulerede viden. Han har i de seneste 10 år publiceret videnskabelige artikler omhandlende de bagvedliggende mekanismer og effekter ved okklusionstræning.

Der er d.d. publiceret mere end 300 videnskabelige studier på tværs af alle kontinenter, som påviser effekten af okklusionstræning, hvilket har medført at bl.a. Team Danmark benytter okklusionstræning på tværs af alle deres idrætsgrene.

Men er det farligt at benytte denne træningsform? Svaret er NEJ – ikke med Fit Cuffs®

Se og hør mere om okklusionstræning ved at klikke her

Hvornår bør man være varsom med træning med Fit Cuffs og okklusiontræning generelt:

  • Hjertearytmi fx atrie flimmer
  • sygdomme eller akutte skader på vener eller arterier
  • „Sygdomme relateret til blodets evne til at størkne
  • Ubehandlet diabetes (type 1 og 2)
  • Ubehandlet forhøjet blodtryk
  • BMI > 35
  • Aktiv cancer
  • Graviditet
  • Åbne sår eller sting på området hvor man vil montere cuffen
  • Åreknuder i benet
  • Funktionelle lidelser
  • Fibromyalgi
  • Hypokondri
  • Angst
  • Svær kognitiv svækkelse eller demens

Effektstørrelse

Der er mange forskellige måder, hvorpå man videnskabeligt har sammenlignet effekten af okklusionstræning (BFRE) ift. konventionel styrketræning og kredsløbstræning. De varierende metoder har medført forskellige resultater og derved en del debat om okklusionstræning er mere eller mindre effektivt.

Herunder præsenteres effekten ift. konventionel styrketræning (KS) i et generaliseret perspektiv og nedenfor ift. situationer hvor man ikke må/kan løfte tungt.

  • Muskelmasse på kort sigt – (BFRE)
  • Muskelmasse på lang sigt – (BFRE)
  • Muskelstyrke på kort sigt – Ca. samme
  • Muskelstyrke på lang sigt – Ca. samme
  • Muskeludholdenhed (Ikke sportsspecifikt) – (BFRE)
  • Maksimal kraftudvikling og hurtighedstræning – (KS)

Det tyder altså på, at Okklusionstræning både har fordele og færre ulemper!

(Slysz et al. 2016 – The efficacy of blood flow restricted exercise A systematic review & meta-analysis)

(Scott et al. 2016 – Blood flow restricted exercise for athletes: A review of available evidence)

Sammenligning ved relevante vægt- eller belastningsrestriktioner

  • Muskelmasse på kort sigt – (BFRE)
  • Muskelmasse på lang sigt – (BFRE)
  • Muskelstyrke på kort sigt (fx aktive gigtlidelser) – (BFRE)
  • Muskelstyrke på lang sigt (fx aktive gigtlidelser) – (BFRE)
  • Maksimal kraftudvikling – (Ofte ikke muligt at træne direkte)

(Hughes et al. 2017 – Blood flow restriction training in clinical musculoskeletal rehabilitation a systematic review and meta-analysis)

Okklusionstræning har mange positive effekter:

  • Behandling af sarkopeni ved at øge muskelmassen, (beskyttende for en lang række af aldersrelaterede problemstillinger og kroniske tilstande (link til Implikationer og Videnskabelig Litteratur)
  • Større muskelstyrke – direkte overførbart til dagligdagsaktiviteter (ADL) og faldforebyggelse
  • Forbedret kredsløbsfunktion
  • Forbedret funktion i dagligdagen
  • Bedre selvrapporteret helbred
  • Kortere træningstid
  • Kortere restitution
  • Alternativ eller supplement til tung træning under sæsonen (pga. mindre mekanisk belastning)
  • Benyttelse under periodiseret træning med fokus på high rep / low-load
  • Okklusionstræning kombineret med moderat tung træning – Link til videnskabelig artikel – ncbi.nlm.nih.gov
  • Iskæmisk prækonditionering – Link til ischemic preconditioning – youtube

Derfor er okklusionstræning relevant for alle lige fra topatleten til seniorerne!

 

– Click to top