A contribuit în mod egal la această lucrare cu: Roland van den Tillaar, Vidar Andersen, Atle Hole Saeterbakken

musculare

Conceptualizare roluri, curatarea datelor, analiză formală, investigație, metodologie, scriere - schiță originală, scriere - revizuire și editare

Afiliație Universitatea Nord, Departamentul de Științe Sportive și Educație Fizică, Levanger, Norvegia

A contribuit în mod egal la această lucrare cu: Roland van den Tillaar, Vidar Andersen, Atle Hole Saeterbakken

Roluri Arhivarea datelor, Investigații, Metodologie, Scriere - revizuire și editare

Afiliere Western Norway University, Facultatea de Educație a Profesorilor, Cultură și Sport, Departamentul Sport, Alimentație și Științe Naturale, Sogndal, Sogn og Fjordane, Norvegia

A contribuit în mod egal la această lucrare cu: Roland van den Tillaar, Vidar Andersen, Atle Hole Saeterbakken

Roluri Conceptualizare, Analiză formală, Investigație, Metodologie, Scriere - schiță originală, Scriere - recenzie și editare

Afiliere Western Norway University, Facultatea de Educație a Profesorilor, Cultură și Sport, Departamentul Sport, Alimentație și Științe Naturale, Sogndal, Sogn og Fjordane, Norvegia

  • Roland van den Tillaar,
  • Vidar Andersen,
  • Atle Hole Saeterbakken

Cifre

Abstract

Citare: van den Tillaar R, Andersen V, Saeterbakken AH (2019) Comparația activării musculare și a cinematicii în timpul genuflexiunilor cu greutate liberă, cu sarcini diferite. PLoS ONE 14 (5): e0217044. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0217044

Editor: Dragan Mirkov, Universitatea din Belgrad, SERBIA

Primit: 30 noiembrie 2018; Admis: 5 mai 2019; Publicat: 16 mai 2019

Disponibilitatea datelor: Toate datele relevante se află în hârtie și în fișierul său de informații de suport.

Finanțarea: Autorii nu au primit fonduri specifice pentru această lucrare.

Interese concurente: Autorii au declarat că nu există interese concurente.

Introducere

În antrenamentul de rezistență, ghemuitul din spate cu greutate liberă este frecvent utilizat pentru a crește rezistența corpului inferior. Diferite procente ale unei repetări maxime (% din 1-RM) sunt utilizate pentru a îmbunătăți proprietățile musculare diferite, cum ar fi creșterea rezistenței maxime, a forței explozive și a hipertrofiei [1-3]. Diferite sarcini (% din 1-RM) duc la adaptări neuromusculare diferite și la ridicarea cinematicii [4, 5]. Sarcinile grele (> 80% din 1-RM) au fost utilizate pentru a recruta unități cu motor cu prag ridicat, cu prag ridicat, conform principiului dimensiunii [5, 6], în timp ce sarcinile mai ușoare (30% -60% din 1-RM) au au fost utilizate pentru a menține specificitatea vitezei de antrenament și a spori puterea mecanică de ieșire [5, 7]. Cu toate acestea, efectuarea mișcărilor balistice cu sarcini mai ușoare ar putea duce la un prag de recrutare mai mic și, prin urmare, să recruteze unitățile motorii cu prag înalt [8]. Mai mult, studiile anterioare au demonstrat că vârful și viteza medie scad odată cu creșterea sarcinii externe [9, 10]. Cinematica articulației și a barbellului se schimbă odată cu creșterea numărului de repetări, iar apariția vitezei maxime se modifică atunci când este obosită [11, 12]. Cu toate acestea, au existat studii limitate care examinează activitatea neuromusculară și cinematica atunci când participanții au fost rugați să accelereze diferite sarcini (% din 1-RM) la viteza maximă dorită.

Creșterea sarcinii externe crește cerințele mușchilor pentru a produce suficientă forță pentru a finaliza ascensorii și, de asemenea, crește șansele de accidente [5, 13]. Un studiu care a investigat activarea musculară în timpul ascensiunilor până la epuizarea completă [12] a constatat că activarea a crescut cel mai mult de la prima la a doua și a treia repetare în genuflexiuni de 6 RM și a fost menținută stabilă în ultimele trei repetări. Cu toate acestea, deoarece acest studiu a implicat doar cinci mușchi (vastus lateralis și medialis, rectus femoris, biceps femoris și erector spinae), nu oferă informații complete despre comportamentul mușchilor în timpul genuflexiunilor. Mai mult, studiile care implică activarea musculară în timpul genuflexiunilor au fost efectuate cu o sarcină mai mare de 80% din 1-RM, cu mai multe repetări ale ridicărilor și fără directivă de ridicare cu viteza maximă intenționată [12, 14-17]. Două studii au investigat activarea mușchilor în timpul genuflexiunilor cu sarcini variabile de la 60%, 75% și 90% de 1-RM [18, 19]. Cu toate acestea, în aceste două studii, variații diferite ale genuflexiunilor din spate au fost comparate între ele: cu și fără înfășurări ale genunchiului [18], sau deasupra capului cu genuflexiunea standard [19] și nu diferitele sarcini între ele.

În antrenamentul de rezistență grea (> 80% din 1-RM), au fost examinate cinematica și activarea musculară. Majoritatea studiilor anterioare au inclus parametri explozivi (adică înălțimea saltului, puterea de ieșire, rata de dezvoltare a forței), dar nu cinematică și analize aprofundate ale activării musculare în regimuri de antrenament pe întregul spectru de sarcini, inclusiv sarcini mai mici (30% –60% din 1-RM). Prin urmare, se știe puțin despre activarea musculară și momentul activării musculare maxime, comparând diferite sarcini (30% -100% din 1-RM) cu viteza maximă de ridicare. Scopul acestui studiu, deci, este de a compara modelarea activării musculare și cinematica barbelului în ghemuitul din spate cu greutate liberă cu sarcini diferite la sportivii experimentați instruiți în rezistență. Ipotezăm că activitatea musculară a mușchilor măsurați va crește numai după 60% din 1-RM (principiul dimensiunii) și că durata fazei ascendente va crește împreună cu viteza maximă scăzută.

Materiale și metode

Participanți

Treisprezece bărbați sănătoși experimentați cu antrenament de rezistență au fost recrutați de la centrul de fitness local de la colegiul universitar (cu vârsta de 24,2 ± 2,0 ani, masa corporală 81,5 ± 9,1 kg, înălțime 1,78 ± 0,06 m, experiență 6,3 ± 3,2 ani). Criteriile de incluziune au fost capabile să ridice de 1,5 ori greutatea corporală (133,8 ± 16,7 kg) în ghemuit de 1 RM (femurul paralel cu podeaua) și fără răni sau dureri care ar putea reduce performanța lor maximă. Niciunul dintre participanți nu a fost powerlifters competitori sau haltere. Participanții nu au efectuat nicio pregătire de rezistență a picioarelor cu 72 de ore înainte de testare. Fiecare participant a fost informat cu privire la procedurile de testare și riscurile posibile, iar consimțământul scris a fost obținut înainte de studiu. Studiul a respectat reglementările etice actuale pentru cercetare și a fost aprobat de Comitetul regional pentru sănătate medicală și etica cercetării din Norvegia (REK Sør-Øst) și Centrul norvegian pentru date de cercetare, în conformitate cu ultima revizuire a Declarației de la Helsinki.

Proceduri

Măsurători

analize statistice

Pentru a evalua diferențele în activitatea EMG în timpul fazei ascendente a diferitelor squats încărcate, a fost utilizată o analiză unidirecțională a varianței (ANOVA) 1 x 8 (procent de 1-RM: 30-100) cu măsuri repetate. Dacă s-au găsit diferențe semnificative, s-a efectuat un test post-hoc Holm - Bonferroni. În cazurile în care ipoteza sfericității a fost încălcată, s-au raportat ajustări ale serelor - Geisser ale valorilor p. Pentru a evalua diferențele de sincronizare a bilei în timpul testelor de spate libere cu greutăți diferite, a fost utilizată o ANOVA unidirecțională cu măsuri repetate (procent de 1-RM). Un ANOVA 6 (mușchi) cu două căi cu 8 (procent de 1-RM) cu măsuri repetate a fost utilizat pentru a evalua momentul activării musculare maxime în timpul ridicărilor. Nivelul de semnificație a fost stabilit la p ≤ 0,05. Când p a fost între 0,05 și 0,10 a fost indicat cu o tendință [26]. Analiza statistică a fost efectuată cu SPSS versiunea 23.0 (SPSS Inc, Chicago, IL). Mărimea efectului a fost evaluată cu η 2 p (Eta parțial pătrat) unde 0,01 2 2 2> 0,14 [27].

Rezultate

Viteza medie de scădere a bilei a fost aproximativ aceeași cu toate sarcinile de 1,7 ± 0,4 s, cu excepția cazului în care sarcina de 1-RM a fost semnificativ mai lungă (1,98 ± 0,45 s). Viteza medie și cea de vârf s-au modificat semnificativ la sarcinile ridicate (F ≥ 75,8, p ≤ 0,001; η 2 ≥ 0,84). Comparația post-hoc a arătat că viteza de ridicare medie și de vârf în sus a scăzut cu fiecare creștere a sarcinii de ridicare (Fig. 1). O schimbare semnificativă a duratei fazei ascendente (F = 59,5, p 2 = 0,84) a fost constatată cu creșterea sarcinii de ridicare (Fig. 1). Comparația post-hoc a arătat că durata fazei ascendente a crescut semnificativ cu fiecare sarcină în creștere (Fig. 1). Momentul vitezei de vârf a avut loc mai târziu, cu fiecare procent în creștere de 1-RM (Fig 1).

→ indică o diferență semnificativă (p (0,05) între acest procent și toate procentele aflate la distanță de semn.

Un efect semnificativ al încărcării de ridicare a fost găsit pentru activitatea EMG pentru semitendinos (F = 3,2 p = 0,049; η 2 = 0,23) și rectus femoris (F = 5,0 p = 0,007; η 2 = 0,31), în timp ce pentru ceilalți patru mușchi, s-a constatat o tendință (F ≥ 2,47, 0,054 2 ≥ 0,18). Comparația post-hoc a indicat faptul că, în ceea ce privește activitatea EMG, numai rectul femural a prezentat creșteri regulate ale activării, cu o creștere a sarcinii de la 30% la 40%, 40% -70% și 70% -100% din 1-RM (Fig. 2). Vastusul medial și lateral a crescut în activare numai atunci când se efectuează 1-RM comparativ cu alte sarcini (Fig. 2), în timp ce activitatea gluteus maximus a crescut doar între sarcini de 60% –80% din 1-RM (Fig. 3). Semitendinosul a crescut activitatea între 30% –70% și 50% –100% din sarcinile de 1-RM (Fig 3), în timp ce bicepsul femural a crescut în activarea musculară între 30% –40% și 40% –90% din sarcinile de 1-RM. (Fig 3).

→ indică o diferență semnificativă (p (0,05) între acest procent și toate procentele aflate la distanță de semn. † indică o diferență semnificativă (p ≤ 0,05) între aceste două procente.

→ indică o diferență semnificativă (p (0,05) între acest procent și toate procentele aflate la distanță de semn. † indică o diferență semnificativă (p ≤ 0,05) între aceste două procente.

Momentul apariției RMS maxime a diferiților mușchi a arătat că atât procentul de 1-RM (F = 5,1 p 2 = 0,32), cât și mușchii (F = 10,99 p 2 = 0,50) au avut un efect asupra apariției RMS maxime. Mai mult, s-a găsit o interacțiune musculară semnificativă * (F = 1,54 p = 0,029; η 2 = 0,12). Comparația post-hoc a arătat că apariția activării musculare maxime a început cu rectul femural (20% în faza ascendentă), urmată de vastul medial (40%). Din vastul medial, toți ceilalți mușchi au apărut între 54% și 62%, fără nicio diferență semnificativă între acești mușchi (Fig. 4). Comparația post-hoc a procentelor a arătat că momentul semitendinosului s-a schimbat doar de la încărcări cu 50% la 80% din 1-RM, iar pentru gluteus maximus, timpul s-a schimbat de la 30% la 50% și din nou de la 50% la 90% 1-RM, care provoacă și efectul de interacțiune.

→ indică o diferență semnificativă (p ≤ 0,05) între acest procent și toate procentele de la semnul acestui mușchi. * indică o diferență semnificativă (p ≤ 0,05) între acești doi mușchi în ordinea apariției.

Discuţie

Scopul acestui studiu a fost de a compara cinematica barbelului și modelarea musculară în ghemuitul din spate cu greutate liberă cu diferite sarcini, dar cu viteza maximă de ridicare, la bărbații tineri cu experiență de antrenament de rezistență. Viteza de ridicare medie și de vârf în sus a scăzut, în timp ce durata fazei ascendente a crescut, cu fiecare sarcină în creștere (Fig 1). Momentul vitezei de vârf a avut loc mai târziu, cu fiecare procent în creștere de 1-RM. Momentul activărilor musculare maxime nu a fost afectat de diferitele sarcini pentru cvadriceps, dar sincronizarea a fost secvențială și independentă de încărcare (rectus femoris înainte de vastus medial înainte de vastus lateral). Activarea maximă în gluteus maximus și semitendinosus a crescut odată cu creșterea sarcinilor. În general, activarea musculară a tuturor mușchilor a crescut odată cu creșterea sarcinilor, dar nu a fost liniară.

Pentru antagonistul biceps femoral și semitendinos în mișcarea ascendentă, nu au existat diferențe între sarcinile de 60% -100% de 1-RM. Cu toate acestea, ridicarea 70% -100% a 1-RM a demonstrat o activare musculară mai mare decât cea mai mică sarcină (30% din 1-RM). Rezultatele nu au fost surprinzătoare în ceea ce privește faptul că mușchii ischișorilor sunt un antagonist în mișcarea ascendentă și, prin urmare, într-o măsură mai mică fiind afectați de încărcare. Din cunoștințele autorilor, niciun studiu anterior nu a examinat activarea antagonistă la genuflexiuni cu sarcini în creștere. Activarea musculară crescută folosind sarcini peste 70% din 1-RM poate fi rezultatul co-contracției pentru a stabiliza genunchiul și pelvisul în rotația de la excentric la concentric. Mușchii ischișorilor contribuie la evitarea unei rotații înainte a pelvisului. În timp ce o activare crescută a rectusului femoral ar crește cuplul flexorului șoldului, activarea ischișorului poate avea o importanță mai mare pe măsură ce sarcinile cresc și viteza de ridicare scade [39].

Prezentul studiu a constatat o diferență secvențială și semnificativă în activarea maximă a vârfurilor între mușchii cvadricepsului începând cu rectus femoris, vastus medial și apoi vastus lateral. Modelul de activare de vârf a fost independent de sarcini și destul de constant (vezi Fig. 4). Activarea de vârf a avut loc la aproximativ 85 ° -103 ° flexie a genunchiului, după cum arată van den Tillaar [15]. Constatările au fost parțial susținute de un studiu anterior realizat de Escamilla și colab. [40]. Ei au demonstrat o activare de vârf la aproximativ 100 ° -110 ° flexie a genunchiului pentru mușchii cvadriceps, examinând sarcini de 12-RM în rândul participanților cu experiență. Cu toate acestea, încărcăturile de 12 RM au fost ridicate într-o manieră lentă și continuă (1-1,5 secunde în faza ascendentă), ceea ce poate explica variația minoră a activării vârfurilor. Cu toate acestea, Escamilla și colab. [40] nu a raportat nicio diferență în sincronizarea maximă între mușchii cvadricepsului. Componenta mușchilor cvadriceps poate furniza o contribuție diferită la cuplul extensorului genunchiului datorită structurii lor anatomice [30, 31]. De exemplu, rectul femural are o funcție bi-articulară ca flexor al șoldului și extensor al genunchiului [39, 41]. Prin urmare, rectusul femural poate fi primul mușchi care se activează pentru stabilizarea șoldului. Un moment ulterior al activării vârfului poate crește astfel cuplul șoldului.

Gluteus maximus a demonstrat diferențe în momentul activării maxime între 30% și 50% din 1-RM și de la 50% și 90% din 1-RM. Schimbarea temporizării poate fi rezultatul unei viteze de ridicare mai mici cu sarcini în creștere. Participanții au fost mai dependenți de contribuțiile și coordonarea dintre diferiții motori primari, spre deosebire de încărcăturile mai ușoare, în care participanții au avut o accelerare rapidă din cea mai joasă poziție. Din câte știm, niciun studiu anterior nu a examinat momentul gluteului folosind diferite sarcini. Cu toate acestea, mai multe studii au examinat vârful mușchilor hamstring (biceps femoral și semitendinos) și au raportat că vârful este între 110 ° și 130 ° flexia genunchiului [39, 40]. Rezultatele prezentului studiu susțin aceste studii anterioare. Cu toate acestea, bicepsul femoral a demonstrat o sincronizare maximă similară între sarcini, în timp ce semitendinosul a avut o sincronizare maximă ulterioară semnificativă între 50% și 80% din 1-RM. O coactivare mai mare cu cele mai mari sarcini (> 80% din 1-RM) poate evita un cuplu de flexie a șoldului cauzat de activarea rectus femoral cu sarcini în creștere [39, 42].

O limitare a prezentului studiu este că au fost incluși doar bărbații instruiți în rezistență și, prin urmare, rezultatele nu pot fi generalizate la alte populații. Mai mult, există întotdeauna riscul conversației încrucișate de la mușchii din apropiere folosind EMG de suprafață, ceea ce ar genera măsurători inexacte. În cele din urmă, studiul nu a inclus măsurători ale vitezei vârfului sau a unghiului gleznei, genunchiului sau șoldului și nu a fost efectuată nicio analiză pe diferite părți ale fazei ascendente, care ar putea demonstra diferite tehnici de testare cu sarcini diferite.

implicatii practice

Prezentul studiu a inclus bărbați instruiți în rezistență și, prin urmare, rezultatele nu pot fi generalizate la alte populații. Pe baza prezentului studiu, sportivii antrenați în rezistență pot reduce sarcinile, dar au activitate musculară similară atunci când se ridică cu viteza maximă de ridicare. Prin scăderea sarcinilor, stresul mecanic scade și timpul de recuperare este redus. Utilizarea unor sarcini mai mici cu viteza maximă de ridicare poate, prin urmare, permite sportivilor să crească volumul total fără a crește riscul de rănire. Cu excepția celei mai grele încărcări (1-RM), motoarele primare (cvadriceps și gluteus maximus) au activări musculare similare între 70% și 90% din 1-RM și între 40% și 60% din 1-RM. Prin urmare, sportivii și antrenorii pot varia încărcarea în ferestrele de încărcare și se așteaptă la același efect. Acest lucru este important în ceea ce privește adaptarea la preferințele sportivilor. În plus, cerința de forță diferă în timpul diferitelor sarcini/sporturi, iar o variație a încărcării ar putea ajuta la rezolvarea acestei diferențieri.

Concluzii

Odată cu creșterea sarcinii, viteza de ridicare medie și de vârf în sus a scăzut, în timp ce durata fazei ascendente a crescut odată cu apariția ulterioară a vitezei de vârf. În general, activări musculare similare în motoarele primare au fost observate pentru sarcini între 40% și 60% din 1-RM și între 70% și 90% din 1-RM, 100% din 1-RM fiind superior celorlalte sarcini atunci când încărcăturile au fost ridicate la viteza maximă prevăzută. Acest lucru înseamnă că viteza maximă de ridicare poate compensa sarcinile crescute, ceea ce poate permite sportivilor instruiți în rezistență și celor în reabilitare (sportivi instruiți în rezistență) să evite încărcăturile grele, dar totuși să obțină aceeași activare musculară.