Vetenskapen bakom vibrationsterapi

Forskningen börjar allt tydligare visa att vibrationsenergi kan påverka kroppen på betydligt fler sätt än vad vi själva kan uppfatta med våra sinnen.

Huden är människans största organ och innehåller ett stort antal specialiserade känselreceptorer, bland annat Pacinska och Meissner-kroppar. Olika receptorer reagerar på olika vibrationsfrekvenser och skickar sedan specifik information vidare till ryggmärgen och hjärnan. Dessa sensorer hjälper oss att registrera beröring, tryck och exempelvis vind mot huden, vilket gör att kroppen kan uppfatta förändringar i den omgivande miljön.

Människans känslighet är mycket avancerad och gör det möjligt att registrera mekaniska oscillerande stimuli från cirka 1 Hz upp till 100 kHz. Dessa vibrationsfrekvenser kan samtidigt fortplantas djupt in i kroppens vävnader, bland annat till ligament, senor och muskler. Under normala, hälsosamma förhållanden och med stöd från djurstudier uppskattar forskare att kroppen dagligen utsätts för kontinuerliga högfrekventa signaler med låg amplitud, omkring 10–50 Hz.

Många av våra vardagliga aktiviteter innebär därför att kroppen utsätts för vibrationer. När vi exempelvis tar bil, cykel eller tåg till och från arbetet, skolan eller hemmet uppstår vibrationer. Även musik och musikinstrument skapar vibrationer genom ljudvågor. Högre nivåer av vibrationer kan dessutom uppstå vid aktiviteter som cykling, skridskoåkning och ridning. Även enklare rörelser som att hoppa, gå och springa skapar helkroppsvibrationer och fungerar som viktiga signaler för kroppen.

Rörelseinducerade vibrationer främjar återhämtning

När vi står, sätter oss, går eller utför styrketräning uppstår vibrationer som en naturlig följd av kroppens rörelser. Dessa interna vibrationer är en del av de processer genom vilka kroppen utvecklar styrka, anpassar sig till belastning och stödjer reparationsprocesser. Vibrationerna som uppstår genom rörelse registreras av proteiner i sensoriska neuroner både i huden och i djupare vävnader.

En viktig process i detta sammanhang är mekanotransduktion. Den innebär att mekanisk påverkan eller vibrationsenergi omvandlas till biokemiska signaler i kroppen. Mer specifikt kan vibrationsenergin få proteinbaserade mekanokänsliga jonkanaler, Piezo1 och Piezo2, att reagera. Dessa finns på flera platser i kroppen. När jonkanalerna öppnas till följd av mekanisk stimulering startas signaler på cellnivå som kan vara kopplade till olika hälsofördelar.

På samma sätt som kroppens egna rörelser skapar vibrationer kan vibrationer som appliceras utifrån stimulera mekanokänsliga jonkanaler och sätta igång signalering på cellnivå. På så sätt kan extern vibrationsstimulering påverka processer som är relevanta för hela kroppens hälsa.

Vibrationer aktiverar hudreceptorer

Forskning ger stöd för att externa vibrationer kan förbättra mekanotransduktionen och därigenom påverka hudens hälsa. Direkt under epidermis, alltså hudens yttersta lager, finns dermis. Detta lager består huvudsakligen av bindväv som bland annat innehåller kollagen och elastiska fibrer.

En förbättrad mekanotransduktion kan påverka specialiserade celler som fibroblaster. Hudens funktion och struktur är beroende av fibroblasternas förmåga att producera extracellulära matrixkomponenter (ECM), vilka är nödvändiga för uppbyggnaden av bindväv.

Vibrationer kan dessutom stimulera mekanokänsliga receptorer i huden och därigenom påverka kärltonus. Förändringar i kärlens tonus kan förbättra mikrocirkulationen, vilket i sin tur kan stödja hudens hälsa genom att underlätta transporten av näringsämnen och bidra till att avlägsna avfallsprodukter.

Hur vibrationer påverkar mikrocirkulationen

Studier har visat att vibrationer kan påverka mikrocirkulationen genom att de små blodkärlen i huden vidgas. På liknande sätt som värmedynor, massage och fysisk träning kan vibrationer öka det perifera blodflödet i huden. De mekaniska signalerna från vibrationerna når cellerna som bekläder blodkärlen och kan stimulera dem genom mekanotransduktion. Resultatet blir en försiktig förändring i hur nervsystemet reglerar blodflödet.

Varför spelar detta roll?

Mikrocirkulationen har ett nära samband med både puls och blodtryck. När små, trånga blodkärl vidgas kan det bidra till att blodtrycket sjunker. Forskning ger därför stöd för att passiv vibration kan vara ett sätt att stödja kroppens hälsa genom en indirekt blodtryckssänkande effekt.

Sådana effekter kan vara särskilt intressanta för personer som inte har möjlighet att träna regelbundet eller som har svårt att genomföra fysisk aktivitet på måttlig till hög intensitet. När vibrationer påverkar blodflödet på hudnivå kan detta samtidigt bidra till den övergripande kardiovaskulära hälsan.

Hur vibrationer förändrar blodflödet

Vibrationer kan även påverka blodflödet längre ner i vävnaderna än själva huden. Detta kan ske genom att vibrationerna framkallar små sammandragningar i avslappnade muskler. Dessa muskelreaktioner kan i sin tur ge ökat blodflöde och förbättrad tillförsel av näringsämnen till vävnaderna runt senorna, vilket kan stödja muskelfunktionen.

I en studie fick friska personer 10 minuters lokal vibrationsbehandling på underbensmusklerna med en frekvens på 30 Hz. Inom bara några minuter ökade blodflödet med nästan 250 %. Den ökade blodcirkulationen ledde även till en högre hudtemperatur.

Hos äldre personer har helkroppsvibrationer dessutom visat sig kunna öka både blodflödet och temperaturen i huden avsevärt när behandlingen kombineras med exponering för fuktig värme. Forskarna föreslår att kombinationen kan bidra till att motverka den minskning av mikrocirkulationen som kan uppstå till följd av sjukdom eller åldrande.

Hur vibrationer aktiverar djupare vävnader

Även om vibrationerna upplevs genom huden kan vibrationsenergin fortplantas vidare till djupare vävnader. När människokroppen utsätts för vibrationer sker anpassningar eftersom den vibromekaniska stimuleringen påverkar bland annat muskler, senor, ligament och kärlsystemet.

När mekaniska vibrationer appliceras på mjukvävnad, exempelvis muskler eller senor, kan vävnaden deformeras och sträckas. Denna deformation förändrar vävnadens längd och kan därmed aktivera muskelspindlarna. Dessa sensoriska strukturer registrerar förändringar i musklernas längd och hastighet under frivilliga muskelkontraktioner.

Vibrationerna kan på så sätt efterlikna en frivillig muskelkontraktion och utlösa en reflexmässig muskelaktivering som kallas tonisk vibrationsreflex, vilket illustreras i figuren nedan.

Styrkeökningar och återhämtning

Forskning visar att EMG-aktivitet, alltså muskelaktivering, ofta ökar när kroppen utsätts för vibrationsstimulering. I vissa fall har aktiveringen till och med varit större än vid frivillig muskelansträngning. Dessa resultat har lett till studier av flera olika effekter, från förbättrad fysisk kapacitet som styrka till förbättrade processer för vävnadsåterhämtning och reparation.

I en studie ökade vibrerande kablar som oscillerade med 44 Hz och en amplitud på 3 mm effekten med 10,4 % respektive 7,9 % hos elitidrottare och amatöridrottare under bilaterala bicepscurls. Senare forskning har också visat ökad tjocklek hos kontraherade muskler hos personer som kombinerade övningar för ländryggssmärta med WBV.

Forskare föreslår att de anpassningar som normalt uppstår genom vardagliga aktiviteter även kan efterliknas när vibrationer appliceras externt. Vibrationer kan mer specifikt stimulera satellitceller, som spelar en viktig roll för muskelregenerering och hypertrofi. På motsvarande sätt innehåller ligament och senor senstamceller eller progenitorceller. Forskare har därför föreslagit att vibrationssignaler kan aktivera dessa celler och bidra till vävnadsombyggnad och läkning.