Επίδραση της ταχύτητας κίνησης και του μήκους των μυϊκών δεματίων κατά την προπόνηση με αντιστάσεις στη μυϊκή ισχύ και αρχιτεκτονική

Abstract

Resistance training is systematically used by almost all athletes. Nevertheless, several issues regarding resistance training remain unanswered such as the importance of velocity of movement and the range of movement during training (length of the muscle). Aim of this study was to investigate the effects of resistance training a) with fast and slow velocity eccentric squats and b) at short and long fascicle length of elbow extensions on muscular strength, rate of force development and muscle architecture.In the first study, eighteen young novice participants followed 6 weeks (2 sessions/ week) of either fast-velocity (Fast) or slow-velocity (Slow) squat eccentric-only training in a Smith machine. Fast eccentric training consisted of 9 sets x 9 eccentric-only repetitions at 70% of 1-RM with <1 sec duration for each repetition. Slow eccentric training consisted of 5 sets x 6 eccentric-only repetitions at 90% of 1-RM with ~4 sec duration for each repetition. Training stimuli were equalized for time under tension, vastus lateralis electromyographic activity and area under the force-time curve. Before and after training, squat 1-RM, countermovement jump (CMJ), maximum isometric leg press and RFD, as well as vastus lateralis muscle architecture were evaluated. Squat 1-RM increased 14.5±7.0% (Fast, p<0.01) and 5.4±5.1% (Slow, p<0.05). Power during CMJ decreased after Slow training (-6.8±7.8%, p<0.05). RFD increased significantly only after Fast training (14-42%, p<0.05). Muscle thickness was increased only after Slow training (6.0±6.8%, p<0.05). Fascicle length increased only after Fast training by 10.0 ± 6.2% (p<0.01). Significant correlations were found between the training-induced changes in fascicle length and 1-RM (r=0.608, p<0.05) and RFD (p<0.05). Adaptations in 1-RM, RFD and fascicle length were statistically different between groups (p<0.05, p<0.05 and p<0.01, respectively). In conclusion, 6 weeks of training with fast eccentric squats can increase muscular strength and rapid force production in moderately trained individuals. These increases are partly due to increases in muscle fascicle length. Training with slow eccentric squats is not appropriate for development of lower body rapid force production, whereas can increase muscular strength and induce hypertrophy. In the second study, nine young, novice, female participants, were trained for 6 weeks (2 sessions/ week) performing 6 sets×6-RM (repetition maximum) unilateral cable elbow extensions either with push-downs at short fascicle length (S) or overhead extensions with the contralateral arm at long fascicle length (L) of triceps brachii. Before and after training, a) 1-RM elbow extension, b) muscle architecture (at 50% and 60% of the upper-arm length) and c) two-dimensional longitudinal triceps’ long head area were evaluated. 1-RM increased 40.1 ± 21.3% and 44.5 ± 20.1% (p<0.01) after S and L, respectively. Muscle thickness (at 60%) it was increased by 15.5 ± 18.8% (S, p<0.05) and 19.4 ± 16.3% (L, p<0.01). Longitudinal muscle area increased similarly after S and L (p<0.05). Fascicle angle and length were not altered with training. In conclusion, elbow extensors’ muscle strength increased similarly during the first six weeks of resistance training at either long or short fascicle length, in moderately trained women. In addition, muscle thickness increased similarly. It seems that in the first weeks of resistance training where strength increases rapidly, fascicles’ length during contraction have less effect on muscular strength development and muscle architecture adaptations.

Η προπόνηση με αντιστάσεις αποτελεί αναπόσπαστο μέρος της προπονητικής διαδικασίας στα περισσότερα αθλήματα. Ωστόσο, ορισμένες παράμετροι αυτού του είδους προπόνησης, όπως η ταχύτητα και το εύρος κίνησης που πρέπει να χρησιμοποιούνται σε κάθε επανάληψη, χρειάζονται περαιτέρω διερεύνηση. Σκοπός της παρούσας διατριβής είναι να μελετηθεί η επίδραση της προπόνησης με αντιστάσεις α) με Υψηλή (Υ) και Χαμηλή (Χ) ταχύτητα κίνησης κατά την έκκεντρη συστολή, και β) σε Μικρό και Μεγάλο μήκος μυϊκών δεματίων, στην μυϊκή απόδοση, στον ρυθμό εφαρμογής της δύναμης (ΡΕΔ) και στην αρχιτεκτονική δομή των μυών.Στην 1η μελέτη, 18 μέτρια γυμνασμένα νεαρά άτομα (άρρενες & θήλεις, 18-28 ετών) ακολούθησαν προπόνηση με αντιστάσεις (6 εβδομάδες, 2φ/βδομ) όπου εκτελούσαν την έκκεντρη φάση στο ημικάθισμα, σε μηχάνημα τύπου Smith. Η ομάδα Υ (έκκεντρη φάση: <1δευτ.) εκτελούσε 9*9 επαναλήψεις *70% της μέγιστης δύναμης (1-ΜΑΕ), η ομάδα Χ (έκκεντρη φάση: ~4 δευτ.) εκτελούσε 5*6 επαναλήψεις *90% της 1-ΜΑΕ. Ο προπονητικός όγκος εξισορροπήθηκε σύμφωνα με τις εδαφικές δυνάμεις (force-time curve), την ηλεκτρομυογραφική δραστηριότητα του έξω πλατύ μηριαίου μυ και τον συνολικό χρόνο συστολής. Πριν και μετά την προπόνηση αξιολογήθηκαν: α) 1-ΜΑΕ στο ημικάθισμα, β) το κατακόρυφο άλμα με προδιάταση γ) ο ΡΕΔ κατά την ισομετρική ώθηση κάτω άκρων από καθιστή θέση και δ) η αρχιτεκτονική δομή του έξω πλατύ μηριαίου μυ. Η 1-ΜΑΕ στο ημικάθισμα αυξήθηκε κατά 14,5±7,0%, (Y, p<0,01) και κατά 5,4±5,1% (X, p<0,05). Η ισχύς κατά το κατακόρυφο άλμα μειώθηκε μετά την προπόνηση Χ (-6,8±7,8%, p<0,05). Ο ΡΕΔ βελτιώθηκε μετά την προπόνηση Υ (14-42%, p<0,05). Το μήκος των μυϊκών δεματίων αυξήθηκε μετά την προπόνηση Υ κατά 10,0±6,2%, (p<0,05). Το πάχος του έξω πλατύ μηριαίου μυός αυξήθηκε μετά την προπόνηση Χ (6,0±6,8%, p<0,05). Παρατηρήθηκαν σημαντικές συσχετίσεις μεταξύ των ασκησιογενών μεταβολών του μήκους των μυϊκών δεματίων και της 1-ΜΑΕ (r=0,608, p<0,05) καθώς και του ΡΕΔ (p<0,05). Οι ασκησιογενείς μεταβολές στην 1-ΜΑΕ, στον ΡΕΔ και στο μήκος των μυϊκών δεματίων διέφεραν σημαντικά μεταξύ των δύο συνθηκών προπόνησης (p<0,05, p < 0,05 και p < 0,01, αντίστοιχα). Συμπερασματικά, η προπόνηση με έκκεντρα ημικαθίσματα με Υψηλή ταχύτητα, διάρκειας 6 εβδομάδων, μπορεί να αυξήσει σημαντικά την μέγιστη δύναμη και τον ρυθμό εφαρμογής της δύναμης σε ασκούμενους με ελάχιστη εμπειρία στην προπόνηση με αντιστάσεις. Οι αυξήσεις αυτές φαίνεται να σχετίζονται σε ένα βαθμό, με την παράλληλη αύξηση του μήκους των μυϊκών δεματίων του έξω πλατύ μηριαίου μυ. Η προπόνηση με έκκεντρα ημικαθίσματα Χαμηλής ταχύτητας δεν είναι αποτελεσματική στη βελτίωση της ισχύος των κάτω άκρων, ωστόσο μπορεί να αυξήσει την μέγιστη δύναμη και να συμβάλλει στη μυϊκή υπερτροφία. Στη 2η μελέτη, 9 νεαρές μέτρια γυμνασμένες γυναίκες (18-28 ετών) πραγματοποίησαν προπόνηση με αντιστάσεις (6 εβδομάδες, 2φ/βδομ), όπου με το ένα χέρι εκτελούσαν εκτάσεις αγκώνα σε τροχαλία σε Μεγάλο μήκος και με το αντίθετο χέρι σε Μικρό μήκος. Οι δοκιμαζόμενες εκτελούσαν 6*6 επαναλήψεις *85% της 1-ΜΑΕ. Πριν και μετά την προπόνηση αξιολογήθηκαν: α) η 1-ΜΑΕ στην έκταση του αγκώνα, β) η αρχιτεκτονική δομή (στο 50% και 60% του μήκους του βραχιόνιου) και γ) η επιμήκης διατομή της μακράς κεφαλής του τρικέφαλου βραχιόνιου. Η 1-ΜΑΕ αυξήθηκε κατά 40,1±21,3% (Μικρό, p<0,01) και κατά 44,5±20,1% (Μεγάλο, p<0,01). Το πάχος της μακράς κεφαλής (στο 60%) αυξήθηκε κατά 15,5±18,8% (Μικρό, p< 0,05) και 19,4±16,3% (Μεγάλο, p<0,01). Η επιμήκης διατομή της μακράς κεφαλής αυξήθηκε και στις δύο συνθήκες (p<0,05). Η γωνία και το μήκος των μυϊκών δεματίων δεν μεταβλήθηκε σημαντικά σε καμία από τις δύο συνθήκες προπόνησης. Συμπερασματικά, η δύναμη των εκτεινόντων μυών του αγκώνα αυξήθηκε παρόμοια είτε μετά από την άσκηση σε Μεγάλο είτε σε Μικρό μήκος μυϊκών δεματίων, στις πρώτες 6 εβδομάδες προπόνησης αντιστάσεων, σε μέτρια γυμνασμένες γυναίκες. Το πάχος του μυός επίσης αυξήθηκε στον ίδιο βαθμό. Φαίνεται λοιπόν ότι, κατά τις πρώτες 6 εβδομάδες προπόνησης αντιστάσεων όπου η ανάπτυξη της δύναμης είναι ραγδαία, το μήκος όπου βρίσκονται τα μυϊκά δεμάτια κατά την συστολή έχει χαμηλή επίδραση στην ανάπτυξη της δύναμης και στις προσαρμογές της αρχιτεκτονικής δομής του μυός.