Reakcja układu mięśniowego na wysiłki o maksymalnej intensywności (AWF Warszawa)

Celem pracy jest określenie reakcji układu mięśniowego na trening realizowany z maksymalną energicznością. W niniejszym opracowaniu do wskaźników różnicujących obciążenie treningowe zaliczono czas trwania przerwy wypoczynkowej i mechaniczną strukturę ćwiczenia treningowego. Mechaniczną strukturę ruchu zróżnicowano przez zastosowanie ćwiczeń, w których mięśnie wykonują pracę w układzie łańcucha biokinematycznego zamkniętego lub w trakcie izolowanego ruchu wyłącznie w jednym stawie. Dodatkowo wyszczególniono ćwiczenia, w których mięśnie pracowały w cyklu rozciągnięcie-skurcz oraz takie, w których ruch w stawie był realizowany w oparciu o koncentryczny charakter pracy mięśni. Weryfikując wpływ powyższych czynników zastosowano jednostki treningowe o identycznej strukturze ruchu i czasie wypoczynku, a także rodzaje ze zmodyfikowanymi składowymi obciążeń: skrócony wypoczynek i przeróżna ruchliwość układu ruchu. Wszystkie opisywane w tej pracy warianty treningów składały się z tej samej liczby powtórzeń, a także zindywidualizowanej aktywności wysiłku. Każda z osób biorących udział w badaniach wykonywała trening z obciążeniem, dla którego moc rozwijana w trakcie ćwiczenia była maksymalna.
Wyniki przedstawione w pracy pozostały podporządkowane trzem głównym zagadnieniom, których celem było określenie:
1. Związku między strukturą ruchu ćwiczenia treningowego i czasem przerwy pomiędzy seriami, a przyrostem siły i mocy w treningu o maksymalnej aktywności.
2. Intensywności kinazy kreatynowej w ocenie potencjalnego przeciążenia i uszkodzenia mięśni podczas treningu o maksymalnej energiczności.
3. Wpływu treningu wykonywanego z obciążeniem zezwalającym na rozwijanie maksymalnej mocy na koordynacyjne mechanizmy regulacji skurczu mięśniowego.
w dodatku podjęto próbę określenia:
4. Kontralateralnych efektów treningu wykonywanego w maksymalnym zakresie dynamiczności.
5. Różnic w bioelektrycznej dynamiczności mięśni jedno- i dwu-stawowych.
W badaniach wzięło udział 136 studentów podzielonych na 11 grup. Przydział do poszczególnych grup pozostał wytworzony losowo po badaniach wstępnych. Każdy z eksperymentów trwał siedem tygodni. Poprzez cztery tygodnie badani uczestniczyli w treningach, które odbywały się pięć razy w tygodniu (od poniedziałku do piątku). W każdy poniedziałek, przed treningiem, wyprodukowano pomiary kontrolne. Ocenie podlegały wartości: momentów sił mięśniowych kończyn dolnych w warunkach statyki, mocy i wysokości wyskoku CMJ, mocy prostowników stawu kolanowego w warunkach izokinetyki oraz dynamiczność kinazy kreatynowej w osoczu krwi. Powyższe pomiary przeprowadzono jeszcze trzykrotnie w 32, 36 i 42 dniu eksperymentu. Bioelektryczną aktywność mięśni (EMG) kończyn dolnych określano pięciokrotnie: na początku eksperymentu, w poniedziałek w każdym tygodniu treningów oraz trzy dni po zakończeniu ostatniego treningu.
Wyniki badań przedstawione w pracy dowodzą, iż interpretacja wartości przyrostów wskaźników opartych o metody pomiaru sił zewnętrznych w warunkach dynamiki, zależała od zbieżności struktury ruchu ćwiczenia kontrolnego z ćwiczeniem treningowym. Widoczne różnice wynikające z ruchliwości łańcucha biokinematycznego przejawiały się wyłącznie w wartościach mocy rozwijanej podczas wyskoku CMJ. Wartości mocy maksymalnej rozwijanej w wyskoku CMJ uzyskane w grupach B, C, D (trening w tych grupach był oparty o ćwiczenia realizowane w łańcuchu biokinematycznym zamkniętym) były znamiennie wyższe od wyników zanotowanych w grupach E, F (trening w tych grupach był oparty o ćwiczenia wykonywane w łańcuchu biokinematycznym otwartym). Różnice wartości mocy rozwijanej dla izolowanego ruchu w stawie kolanowym, w warunkach izokinetyki zależały natomiast od szybkości ruchu, z jaką ten staw był trenowany. W tym przypadku zaznacza się wpływ homogeniczności ze strukturą ćwiczenia treningowego. Różnice tempa adaptacji do obciążenia treningowego dały się wyszczególnić dopiero w oparciu o pomiary intensywności kinazy kreatynowej. Przyrosty tygodniowej dynamiczności CK w pierwszym okresie treningów były najwyższe w grupie wykonującej trening ograniczony do ruchu w jednym stawie (E).
W niniejszych badaniach wykazano, iż na wyniki testów, którymi weryfikowano efekty treningów wpływały dwa komponenty cechujące strukturę ruchu: szybkość ruchu i czas pracy mięśni. Po treningu na równi pochyłej uzyskano znamienny przyrost mocy w trakcie prostowania stawu kolanowego w warunkach izokinetycznych właśnie ze względu na prędkość ruchu w tym stawie, która była najwyższa względem innych grup. Drugim ważnym czynnikiem, od którego zależały wartości mocy rozwijane w warunkach izokinetycznych był czas trwania koncentrycznej fazy ruchu ćwiczenia treningowego. Pokaźne różnice wynikające z ruchliwości układu ruchu wystąpiły typowo dla mocy maksymalnej rozwijanej podczas wyskoku CMJ. W obu grupach wykonujących trening ograniczony do ruchu w jednym stawie maksymalny przyrost mocy wyniósł 2,5%, w trakcie gdy w grupach o zbliżonej ruchliwości z ćwiczeniem kontrolnym przyrost ten wyniósł ponad 15%.
Skrócenie czasu trwania wypoczynku między seriami wpłynęło na relatywnie mniejsze przyrosty podstawowych wskaźników biomechanicznych użytkowanych do oceny efektów treningowych. Jednak istotny statystycznie wpływ czasu wypoczynku zaobserwowano w trakcie analizy energiczności kinazy kreatynowej. Skrócenie czasu trwania przerwy między seriami spowodowało wyższą aktywność kinazy kreatynowej (CK) w pierwszym tygodniu treningów. Zupełne wyeliminowanie wypoczynku pomiędzy seriami spowodowało pokaźną zmianę trendu aktywności CK prowadząc do wzrostu tygodniowych przyrostów aktywności CK. Obserwowany efekt mógł być rezultatem uszkodzenia mięśni, które potwierdza podwyższona aktywność CK. Ponieważ obszerniejszą podatnością na zniszczenie znamionują się włókna ekspresowo kurczące się to nurt dotyczący mocy widma sygnału EMG, który obserwowano w tej pracy, mógł być obrazem powiększonego udziału włókien wolno kurczących się w kolejnych tygodniach treningu. O ile jednak grupom trenujących z dłuższym czasem przerwy obniżeniu mocy widma sygnału EMG towarzyszył wzrost rekrutacji jednostek motorycznych, to w grupach o skróconym czasie przerwy zanotowano spadek rekrutacji.
W treningu ograniczonym do pracy realizowanej poprzez jedną kończynę mogą występować kontralateralne zmiany wartości momentów sił mięśniowych oraz mocy. Wyniki pomiarów momentów sił mięśniowych (Mm) świadczyły tylko o zmianach wynikających ze stabilizującej funkcji mięśni zginaczy kończyny nietrenowanej. Na podstawie pomiarów wytworzonych w warunkach dynamicznych wykazano, iż charakterystyka mechaniczna obu obciążników różniła się na tyle wyjątkowo, by wywołać przeciwstawne trendy zmian wartości mocy w kolejnych dniach badań dla kończyny nietrenowanej. Kontralateralne efekty treningu z oporem rozciągliwym mogą być wynikiem dłuższego czasu pracy mięśni w każdym ćwiczeniu właśnie w tym wariancie treningowym. W dodatku charakterystyka mechaniczna tego obciążnika powoduje wzrost wartości momentu siły obciążającego staw, wraz ze wzrostem kąta wyprostu w stawie kolanowym.
W oparciu o przedstawione w niniejszej pracy wyniki badań można porównać funkcje mięśni jedno- i dwu-stawowych. Podczas ćwiczeń wykonywanych z dużą mocą mięśnie dwu-stawowe pełnią rolę regulatorów dystrybuujących siłę przez stawy, nad którymi przebiegają, a mięśnie jedno-stawowe są generatorami tej siły, o czym świadczy liniowa zależność pomiędzy prędkością ruchu i bioelektryczną intensywnością dotycząca tylko mięśnia jedno-stawowego. Na przykładzie opisywanych w tej pracy badań wykazano, iż kiedy porówna się bioelektryczną aktywność mięśnia szerokiego bocznego i prostego uda to obserwujemy znaczny wzrost udziału pierwszego mięśnia w ćwiczeniach, w których prędkość ruchu w stawie kolanowym była największa. Świadczy to o wzroście roli tego mięśnia jako generatora sił przy ograniczonej, ze względu na czas ruchu, aktywności mięśnia dwu-stawowego.