Η επίδραση της ισομετρικής προπόνησης στη νευρομυϊκή λειτουργία των μυών της ποδοκνημικής άρθρωσης σε αθλητές κλασικού αθλητισμού

Abstract

Aim of the present study was to examine the effect of a short-term isometric, ballistic type, strength training protocol on the neuromuscular activity &#150;especially focused on the rate of force development- of plantar flexor muscles in track field athletes and untrained adults. Secondary aims of the study was to examine the alteration of&#9642;Electromyographic activity of agonist and antagonist muscles&#9642;Extend of motor unit activation of the agonist muscles &#9642;The excitability of the cell membraneAdditionally, it was investigated whether these adaptations depend on&#9642;The muscle type (fast vs slow)&#9642;The training level and the training specificity Methodology: Three groups of adult men (track field athletes-jumpers (n=9), track field athletes-long distance runners (n=9) and untrained adult men (n=9) participated in the study. The participants were tested before and after a short isometric, ballistic type, strength training protocol. Testing and training were conducted on the plantar flexor muscles of the ankle. Agonistic activity of gastrocnemius and soleus muscles and the antagonistic activity of tibialis anterior were also recorded. Additionally, &#9642;The level of motor unit excitability&#9642;The excitability of cell membrane (M-wave)&#9642;The ability of the contractile mechanism (The twitch torque and its time parameters)&#9642;Electromechanical delay&#9642;Twitch rate of force developmentwere also evaluated.All measurements and tests were performed using the isokinetic device Cybex Norm (Lumex Corporation, Ronkohoma, NY). The EMG values were recorded using the BTS (BTS Bioengineeging Milano) EMG recorder. The tibial nerve was excited with the Digitimer (DS7AH, digitimer Ltd., Welwyn Garden City, U.K). The training protocol consisted of 6 sets of 5 repetitions of max isometric contractions, each. Rest, between repetitions and sets, was set at 25 sec and 3 min, respectively. Statistical anaysis: Two-way analysis of variance with repeated measurements was used to determine the training effect on all measured variables (testxgroup). Post hoc analysis was used when needed. Level of significance was set at 0.05 (p<.05).Results: a) Voluntary trialsMaximal voluntary isometric torque remained unchanged. On the contrary, an improvement of the voluntary maximal rate of force development, recorded 100 ms after the onset of contraction, was found in the long distance runners and the untrained men. The EMG of gastrocnemius and soleus during the maximal effort did not differ between the pre- and post-tests. Concerning the rate of force development, only the EMG of gastrocnemius of long distance runners and untrained men was increased at the first 100 ms. An improvement of the EMG frequency of gastrocnemius was also detected. The antagonistic EMG activity of tibialis anterior did not change during the rate of force development and the maximal effort.b) Non voluntary-twitch trialsThe maximal twitch torque scores, the contraction time, the half relaxation time and M-wave remained unchanged in all groups. However, jumpers presented the higher twitch torque scores and the lower contraction time and half relaxation time, compared to the scores of the other two groups. Electromechanical delay in both gastrocnemius and soleus was decreased but not statistically significantly in all groups.Conclusions: The findings from this study indicate that RFD is enhanced after a short-term (2 sessions) isometric &#150;ballistic type- strength training program without parallel increased of max strength. However, this training program influenced only persons with low level of strength. It seems, that at least for plantar flexors muscles, adaptations occur first in muscles with large proportion of fast motor units. As a result, short-term isometric training can induce adaptive alterations in nervous system function, with no participation of mechanisms of muscle contractile properties.

Σκοπός: να ερευνηθεί η επίδραση ενός σύντομου πρωτοκόλλου προγράμματος ενδυνάμωσης το οποίο να μην προκαλεί βελτίωση της δύναμης στη νευρομυϊκή λειτουργία των πελματιαίων καμπτήρων μυών απροπόνητων ατόμων και αθλητών στίβου με ιδιαίτερη έμφαση στο Ρυθμό Ανάπτυξης της Δύναμης (ΡΑΔ). Επιμέρους σκοποί της έρευνας αυτής ήταν η διερεύνηση της μεταβολής :1.Της Ηλεκτρομυογραφικής δραστηριότητας των αγωνιστών και ανταγωνιστών μυών και στις δύο φάσεις (Ανάπτυξης- Σταθεροποίησης της ροπής)2.Της ενεργοποίησης των κινητικών μονάδων των αγωνιστών μυών3.Του μηχανισμού σύσπασης4.Της διεγερσιμότητας της κυτταρικής μεμβράνηςΕπιπλέον διερευνήθηκε σε ποιο βαθμό οι προσαρμογές αυτές εξαρτώνται:5.Από τον τύπο του μυός (αργού - γρήγορου)6.Από το επίπεδο προπονητικής κατάστασης και την εξειδίκευση της προπόνησης.Μεθοδολογία: Τρεις ομάδες ανδρών, αποτελούμενες από 9 άτομα η κάθε μια (συνολικά 27), αθλητές του στίβου με εξειδίκευση στα άλματα, αθλητές μεγάλων αποστάσεων και απροπόνητοι, μετρήθηκαν πριν και μετά από τη συμμετοχή τους σε σύντομης διάρκειας - δύο προπονητικών μονάδων - πρωτόκολλο μέγιστης ισομετρικής προπόνησης βαλλιστικού τύπου δύναμης. Η αξιολόγηση και η προπόνηση της δύναμης έγινε στους πελματιαίους καμπτήρες της ποδοκνημικής άρθρωσης σε ισομετρικό δυναμόμετρο. Καταγράφηκε επίσης η αγωνιστική δραστηριότητα του γαστροκνημίου και του υποκνημίδιου μυός και η ανταγωνιστική του Πρόσθιου Κνημιαίου μυός. Παράλληλα αξιολογήθηκε:Το επίπεδο διέγερσης των κινητικών μονάδων, η διεγερσιμότητα της κυτταρικής μεμβράνης (Μ-κύμα), η ικανότητα του μηχανισμού σύσπασης (η προκλητή ροπή και οι χρονικοί τους παράμετροι), η Ηλεκτρομηχανική Καθυστέρηση και ο προκλητός Ρυθμός Ανάπτυξης δύναμης. Όλες οι μετρήσεις, όπως και οι προπονήσεις έγιναν στο ισοκινητικό δυναμόμετρο Cybex Norm (Lumex Corporation, Ronkohoma, NY). Για τη καταγραφή του ηλεκτρομυογραφήματος των υπό εξέταση μυών, χρησιμοποιήθηκε ο ηλεκτρομυογράφος BTS (BTS Bioengineeging Milano). Για την ηλεκτρική διέγερση του κνημιαίου νεύρου χρησιμοποιήθηκε ο ερεθιστής Digitimer (DS7AH, digitimer Ltd., Welwyn Garden City, U.K). Το προπονητικό πρωτόκολλο περιελάμβανε 30 μέγιστες ισομετρικές βαλλιστικού τύπου συσπάσεις (6 σετ από 5 επαναλήψεις), διάρκειας 1 s, με διάλειμμα 25 s ανάμεσα στις επαναλήψεις και 3 λεπτών μεταξύ των σετ.Στατιστική Ανάλυση: Μεταξύ Αρχικής και Τελικής μέτρησης έγινε ανάλυση διακύμανσης διπλής κατεύθυνσης – Μέτρηση Χ Ομάδα (Two way ANOVA) με επαναλαμβανόμενες μετρήσεις στο παράγοντα Μέτρηση. Όπου εντοπίστηκαν κύριες επιδράσεις, διερευνήθηκαν με post-hoc Scheffe. Το επίπεδο σημαντικότητας ορίστηκε στο 0,05 (p<0.05).Αποτελέσματα: α) Βουλητικές ΠροσπάθειεςΗ Μέγιστη Βουλητική Ισομετρική Ροπή δεν μετεβλήθη. Αντίθετα, βρέθηκε ότι ο Βουλητικός Μέγιστος Ρυθμός Ανάπτυξης της Ροπής βελτιώθηκε μετά τα 100ms από το σημείο έναρξης της σύσπασης στους απροπόνητους και στους δρομείς μεγάλων αποστάσεων. Η ηλεκτρομυογραφική δραστηριότητα (ΗΜΓ) του γαστροκνημίου και υποκνημίδιου κατά τη φάση της μέγιστης προσπάθειας παρέμεινε στα ίδια επίπεδα κατά την επαναμέτρηση. Κατά τη φάση του ΡΑΔ βελτιώθηκε μόνο η ΗΜΓ του γαστροκνημίου των απροπόνητων και των δρομέων μεγάλων αποστάσεων στο χρονικό διάστημα των πρώτων 100ms. Επίσης βελτιώθηκε μόνο η ΗΜΓ συχνότητα του γαστροκνημίου των απροπόνητων και των δρομέων μεγάλων αποστάσεων. Τέλος, η ανταγωνιστική δραστηριότητα του πρόσθιου κνημιαίου δεν παρουσίασε κάποια μεταβολή κατά τη διάρκεια της μέγιστης προσπάθειας αλλά και κατά τη φάση του ΡΑΔ.β) Μη Βουλητικές – Προκλητές προσπάθειεςΗ τιμή της μέγιστης προκλητής ροπής δεν μετεβλήθη. Οι άλτες κατέγραψαν στατιστικά υψηλότερες τιμές σε σχέση με τις άλλες δύο ομάδες. Οι τιμές του χρόνου σύσπασης – ημίσειας χαλάρωσης επίσης δεν μετεβλήθησαν κατά την επαναμέτρηση. Οι άλτες κατέγραψαν τους μικρότερους χρόνους σύσπασης και ημίσειας χαλάρωσης σε σύγκριση με τις υπόλοιπες ομάδες. Όσον αφορά το Μ-κύμα δεν παρατηρήθηκε κατά την επαναμέτρηση κάποια αλλαγή στο γαστροκνήμιο και υποκνημίδιο σε καμία ομάδα. Τέλος, ο χρόνος της ηλεκτρομηχανικής καθυστέρησης μειώθηκε αλλά όχι στατιστικά σημαντικά και στους δύο εξεταζόμενους μυς (γαστροκνήμιο - υποκνημίδιο) σε όλες τις υπό εξέταση ομάδες. Συμπεράσματα: Από την έρευνα διαπιστώθηκε ότι μετά από ένα πρόγραμμα ενδυνάμωσης με δύο προπονήσεις Μέγιστης Ισομετρικής Δύναμης εκρηκτικού- βαλλιστικού τύπου που δεν προκαλεί βελτίωση της δύναμης βελτιώνεται ο Ρυθμός Ανάπτυξης της δύναμης. Η βελτίωση αυτή εξαρτάται από το επίπεδο δύναμης γιατί ευνοεί άτομα με χαμηλό επίπεδο δύναμης. Φαίνεται τουλάχιστον για τους καμπτήρες της ποδοκνημικής άρθρωσης οι προσαρμογές να προκαλούνται από τους γρήγορους μυς. Η μεταβολή αυτή οφείλεται μάλλον σε νευρομυϊκούς παράγοντες χωρίς ουσιαστική συμμετοχή μυϊκών παραμέτρων όπως είναι η διεγερσιμότητα και ο μηχανισμός σύσπασης του μυός.