Explosieve krachtontwikkeling in relatie tot spieractivatie en spiereigenschappen
Met dank aan de volgende studenten: Daniel van Leeuwen Arjan Heijblom Marije Bouwknegt Judith Jelsma Bob Violier Angelo Pollice
Bart van Boekel Paul Weijers Joost Tendeloo Michiel ten haken
1
Deze presentatie: ! krachtmetingen en spieractivatie: Spieren (kniestrekkers), halen we er uit wat erin zit? ! resultaten van studies bij Jong Ajax en HvA volleybal
2
Uitgangspunten: ! 1. Sporten als volleybal en voetbal zijn explosief: starten, remmen, springen, sprinten etc. ! 2. explosiviteit (=kracht snelheid +aansturing) is trainbaar ! 3. meet kracht en aansturing (activatie): dan kun je de (kracht)training gerichter invullen
3
Bij de meeste sporten is dit niet wenselijk
4
en dit zeker niet""#
5
$%&'()*&'+,&,-'%.'/,'+00-&"
6
Maximale kracht en snelheid van beenstrekkers worden bepaald door: 1.
2.
Eigenschappen van de spier zelf: (dikte en lengte van de spier, stijfheid van de pezen, type spiervezels) Aansturing vanuit de hersenen
7
! Uiteindelijk bepaalt de aansturing vanuit het CSZ hoeveel van zijn maximale spiercapaciteit een sporter kan benutten.
8
Met elektrostimulatie kunnen we bepalen welk percentage van zijn maximale (explosieve) spierkracht een sporter kan benutten.
! 1. maximale kracht ! 2. (interessanter?) maximale snelheid van krachtopbouw 9
De gouden standard: tetanische stimulatie (groen) van de nervus femoralis
Moment (Nm)
boven op MVC (om de impact te reduceren): oncomfortabel
Tijd (sec) Zwart: bijna maximale Vrijwillige Aansturing: VA= 98 % Rood: vrijwillig 200 Nm + stimulatie = 270 Nm: VA=200/270=74 %
10
11
Praktische standaard: een kortdurende elektrische prikkel (2 pulsen 100 Hz) 500
400
Force (N)
Maximaal tetanische kracht
300
200
100
0 0
100
200
300
400
Time (ms)
500
600
700
800
900
1000
12
1,&'2)3.'4-%((,5'+)6,.)4',,.'*78%*75,'6-%9:%55%;,'<4%,-=).&-7=&%,'(0.'9,' ook berekenen welk percentage van de maximale spierkracht sporters kunnen benutten.
500
Force (N)
400
300
200
100
0 1000
2000
3000
4000
5000
Time (ms) 13
14
Fig.1a Maximale vrijwillige kracht (wit) en maximaal mogelijke kracht (zwart) quadriceps spieren
Moment (Nm)
600.00 500.00 400.00 300.00 200.00 100.00 0.00 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
spelers
HvA spelers januari 2006 15
! De meeste goed getrainde spelers (voetbal en volleybal) kunnen bijna (90%) hun volledige spiercapaciteit benutten, tijdens contracties die enkele seconden duren Echter voor de meeste sportacties geldt dat spiercontracties slechts enkele tientallen ms duren: de kracht moet in heel korte tijd geleverd worden. Snelheid van krachtopbouw zeer belangrijk 16
Met een korte stroompulstrein (8 pulsen 300 Hz) op een ontspannen spier bepalen we de maximaal mogelijke krachtopbouwsnelheid van de spieren.
Maximal rate of torque development: MRTD
tijd tot MRTD
Het oppervlak onder het eerste stuk van de krachtcurve (TTI40) is een goede maat voor hoe snel de kracht opbouwt . 17
Elektrostimulatie op ontspannen spier 18
zelf maximaal snel kracht opbouwen 19
De meeste mensen (en sporters) zijn, als ze zelf maximaal snel kracht moeten opbouwen, veel langzamer dan wat hun spieren kunnen
20 CJ de Ruiter et al. J Appl Physiol 97, 2004
Spronghoogte (y-as) gerelateerd met het vermogen om snel kracht op te bouwen (x-as)
0.6
counter movement jump
Jump height (m)
3 0.5 o
90
3
r=0.76
0.4
o
120 0.3
r=0.86
9
0.2 0.00
0.04
0.08
0.12
TTI40 (%Tmax.s) C.J. de Ruiter et al. MSSEx. 38, 2006
0.16
0.20 21
Met een korte stroompulstrein (8 pulsen 300 Hz) op een ontspannen spier bepalen we de maximale krachtopbouwsnelheid van de spieren.
De spieren van deze twee spelers zijn (bijna) even snel 22
1
3
60 50 40
MRTD
9
30
6
20
Extensor emg (%max)
10
Flexor emg (%max)
!"#$%&'()*"#+",,"-%( ..&'/0*"&-(+%,( $0"$%,"#1%()%*'23",,%&
Torque (%max)
70
0 250 200 150 100 50 0 250 200 150 100 50 0 0
20
40
60
80
100
Time (ms)
120
140
23
HvA Volleybal 2006
snelheid( oppervlakte onder de krachtcurce eerste 40 ms in Nmsec)
De eerste 40 ms van explosieve krachtopbouw van de spier tijdens electrische stimulatie (zwart) vrijwillig (wit) 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
speler
CJ De Ruiter et al. MSSEx. 39, 2007
24
! De verschillen in explosieve krachtopbouw tussen spelers wordt voor 75% bepaald door verschillen in de aansturing. ! De meeste spelers waren niet in staat om >0.'<4%,-,.'?<.,5'77.'&,'2,&&,.3
25
26
Springplank (cm)
Spronghoogte relatie 2 methoden (3 proefpersonen) 80.00 70.00 60.00
y = 1.0042x + 0.0017 R2 = 0.9968
50.00 40.00 30.00 20.00 10.00
0.00 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00
Optotrak (cm)
Jump height (m)
0.70
0.65
0.60
0.55
0.50 0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
Voluntary TTI40 (%MTC.s) Fig.3 Data uit: CJ De Ruiter et al. MSSEx. 39, 2007
28
Tussen conclusies ! Er zijn grote verschillen tussen sporters in de mate waarin ze de explosieve capaciteit van hun spieren kunnen benutten
! Deze verschillen komen door verschillen in de aansturing van de spieren vanuit de hersenen (dit is in principe trainbaar)
!
Mensen die explosief zijn in de dynamometer springen hoog en omgekeerd. 29
Aanpassingen in de krachttraining bij jonge top-volleybalspelers.
Methode ! 12 spelers ! trainingsperiode van 10 weken eind 2006 (cross-over) @ 5 wk ?+755%<&%<=>3'@ 5 wk ?&-7/%&%).,,53'(n=6) @ 5 wk ?&-7/%&%).,,53 @ 5 wk ?+755%<&%<=>3 (n=6)
! 2 x per week haltertraining (alle grote spiergroepen) ! aantal sets (2, 3, 3, 3, 2) ! 2x4 hh (ballistisch b.v. springen met halter) & 1x8 hh (traditioneel b.v. kniebuigen)
Verwachting: van ballistisch (plyometrisch) trainen worden de spelers explosiever FBW
31
Metingen ! Antropometrische metingen @ Lengte, gewicht, huidplooien
! Sprongen uit stand @ SJ, CJ, FJ-, FJ+
! Dynamometer testen met en zonder elektrostimulatie
FBW
32
test
test
test
In beide subgroepen 1 blessure (niet door krachttraingen) 33
Warming up Standaard warming up (incl loopscholing) Aantal
Buikspieren -schuin L -recht -schuin R Voorslaan Rugspieren
Deadlift
Ballistisch Explosief Traditionele Kracht
2/3/3/3/2x 12 herh (=36 per serie)
Korte beweging snel Langzaam gehele uitgevoerd bewegingstraject uitvoeren (+eventueel +gewicht) Beide groepen gelijk Aanleerfase Aanleerfase 2/3/3/3/2 x 12 herh Korte beweging snel -Recht is 10 uitgevoerd seconde -Recht vasthouden -Li A+ Re Be -Li A + Re B 12x afgewisseld met Re langzaam A + Li Be 24 x -Re A + Li B 12 x langzaam Beide groepen gelijk Aandacht focussen op rug en buik als voorbereiding squat.
34
Hoofdoefeningen elke serie afgewisseld arm- en beenoefening. (Combinatie) Aantal
Explosief (2x4; 30sec)
Kracht (1x8)
Opdrukken
2/3/3/3/2 x 8
Handen uit elkaar + los van de grond komen (uitbouw naar handen klappen).
Squat
2/3/3/3/2 x 8
Jump squat (20-40 kg?)
Handen dichtbij elkaar + langzame uitvoering (eventueel voeten op een verhoging (bankje)). Tot bovenbeen horizontaal. Zo diep mogelijk (eventueel plankje onder enkel).
Transferoefening (b.v. blokken, smashen) Aantal Lateral_Fly
2/3/3/3/2 x 8
Lunge
2/3/3/3/2 x 8
Transferoefening
Explosief (2x4;30 sec) A75<'6);,5B'7-*,.' snel omhoog en naar beneden bewegen (met licht gewicht). Vanuit spreidstand na doorzakken explosief omhoog springen en van voorste been wisselen.
Kracht (1x8) A75<'6);,5B'7-*,.' langzaam omhoog en naar beneden bewegen (met zwaarder gewicht). Vanuit spreidstand diep doorzakken totdat knie (achterste been) de grond bijna raakt (met stang+gewicht).
35
Aantal Bend_over_Row
2/3/3/3/2 X8
Kuiten
2/3/3/3/2 x 8
Explosief (2x4;30 sec) Korte beweging snel uitgevoerd
Kracht (1x8)
Geheel bewegingstraject, langzaam uitgevoerd. 2-benig op een 1-benig op een gewicht (verhoging), gewicht (verhoging), doorzakken en langzaam explosieve sprong doorzakken en met gestrekte benen. langzaam op de tenen gaan staan (eventueel met gewicht).
Transferoefening Aantal
Explosief
Kracht
Pullover
2/3/3/3/2 x 8
In ruglig op een bankje, met gestrekte armen boven het hoofd snel op en neer bewegen.
Hamstring brug 1 benig
2/3/3/3/2 x Li + Re
In ruglig/zit. Voet op een verhoging. Heup10x omhoog duwen explosief.
In ruglig op een bankje met gestrekte armen boven het hoofd langzaam op en neer bewegen met gewicht. Niet voorbij het gezicht. In ruglig/zit. Voet op een verhoging.. Heup van de grond 15 sec vasthouden.
36
Resultaten ! Geen sign. verschillen tussen beide subgroepen bij aanvang trainingsperiode ! Geen volgorde-effecten van trainingsprogramma: de spelers die begonnen met traditionele schema gevolgd door 5 weken ballistisch (explosief) presteerden na 10 weken niet beter dan de spelers uit de andere groep
FBW
37
Ballistisch (explosief) trainen leidde tot verminderde aansturing tijdens statische maximale krachtproductie in dynamometer Training
Pre-training Post+ SD
%range
training
p-value
p-value
within
between
P= 0.02
+ SD MVCext. (Nm)
traditional
381 ( 53)
390 ( 53)
2.1
P=0.16
ballistic
405 ( 56)
385 ( 40)
-5.1 *
P=0.04
traditional
412 ( 57)
416 ( 61)
1.0
P=0.79
ballistic
424 ( 62)
426 ( 50)
0.5
P=0.72
Voluntary activation (%)
traditional
93 ( 3)
94 ( 4)
1.2
P=0.33
ballistic
96 ( 4)
89 ( 6)
-6.8 *
P=0.01
MVCflex. (Nm)
traditional
-161 ( 26)
-174( 23)
7.7 *
P=0.005
ballistic
-171 ( 24)
-171 ( 26)
0.0
P=0.44
MTC (Nm)
FBW
P= 0.95
P= 0.02
P= 0.04
38
Snelheid van krachtopbouw van de spieren (elektrostimulatie) veranderde niet
Training
Stimulated tti40 (!"#$)
Stimulated MRTD (Nm/s)
Time to stimulated MRTD (ms)
Pre-training
Post-training
%ran
p-value
p-value
+ SD
+ SD
ge
within
between
traditional
0.87( 0.13)
0.88( 0.12)
1.6
P=0.87
P= 0.95
ballistic
0.90 ( 0.10)
0.90 ( 0.12)
0.4
P=0.50
traditional
3767 ( 826)
4239 ( 866)
12.5
P=0.11
ballistic
3822 ( 745)
3971 ( 641)
3.9
P=0.24
traditional
44( 10)
42( 7)
-2.2
P=0.44
ballistic
43( 8)
48( 10)
6.8
P=0.05
P= 0.13
P= 0.55
39
Vrijwillige snelle krachtopbouw (explosieve aansturing) veranderde niet: trends tot vooruitgang met traditioneel trainen Training
Voluntary tti40 %!"#$&
Voluntary MRTD (Nm/s)
Pre-training
Post-training %range
p-value
p-value
+ SD
+ SD
within
between
traditional
0.18 ( 0.08)
0.20 ( 0.08)
8.9
P=0.38
ballistic
0.20 ( 0.10)
0.18 ( 0.08)
-10.9
P=0.13
traditional
2832( 603)
3037( 979)
7.3
P=0.24
ballistic
2752( 763)
2958( 488)
7.5
P=0.13
Time to voluntary MRTD (ms)
traditional
76( 30)
68( 20)
-9.2
P=0.13
ballistic
72( 22)
71( 22)
-1.4
P=0.95
Average rsEMG40 (%)
traditional
19.5( 10.5)
25( 11.5)
28.2 *
P=0.04
ballistic
22.4( 12.9)
20.1( 13.6)
-10.3
P=0.79
FB
P= 0.13
P=0.95
P=0.67
P=0.24
40
Vergelijkbare vooruitgang in sprongprestaties
Training
Squat Jump (cm)
Countermovement Jump (cm)
Free Jump without arm swing (cm)
Free Jump with arm swing (cm)
Pre-training
Post-training
%range
p-value
p-value
+ SD
+ SD
within
between
traditional
40.3 ( 4.8)
40.5 ( 5.1)
0.4
P=0.88
ballistic
39.9 ( 5.4)
41.2 ( 4.4)
3.4
P=0.11
traditional
41.9 ( 3.9)
44.5 ( 5.3)
6.4 *
P=0.04
ballistic
43.7 ( 4.4)
45.0 ( 4.7)
2.9
P=0.16
traditional
48.1 ( 4.7)
48.8 ( 5.3)
1.5
P=0.26
ballistic
47.7 ( 4.9)
49.5 ( 5.0)
1.7
P=0.09
traditional
59.6 ( 6.0)
62.0 ( 7.4)
3.9 *
P=0.01
ballistic
58.3 ( 6.1)
62.1 ( 5.9)
6.5 *
P=0.01
P=0.13
P=0.24
P=0.87
P=0.24
41
Conclusies ! 5 weken ballistische aanpassingen in de krachttraining hadden geen meetbaar effect op de explosieve eigenschappen van de bovenbeenstrekkers gemeten in dynamometer en leidde niet tot verbetering van de aansturing
! ?&-7/%&%).,5,3'(-7=>&&-7%.%.;C':,5'77.:%92%.;,.'6))-'6,-+,&,-,.' aansturing in dynamometer ! vergelijkbare sprongkrachtverbetering met beide trainingsaanpassingen
42
Kanttekeningen !slechts 5 weken (10 trainingen) aangepast per trainingsvorm (i.v.m. wedstrijden) !omstandigheden krachttraining niet optimaal (geen squat-rek) !spelers deden al 2 x per week aan haltertraining, dan is het lastig met (kleine) aanpassingen in schema op korte termijn vooruitgang te boeken !zeer gering accent verschil tussen beide trainingsvormen: !-%.'?:7-*%.;'043'+0%(D-0;'/,7/5%E&',.'6))-<577.'>,&2,5E/, !-.77<&'/,'7./,-,'&-7%.%.;,.'/,/,.'/,'<4,5,-<'?&-7.<E,-3'''' oefeningen (ballistische oefeningen: blokken , smashen) tussen /,'(-7=>&),E,.%.;,.'/))-'+%9'+,%/,'<=>,*73< !niet bij alle spelers was de intrinsieke motivatie voor krachttraining even hoog !verbetering sprongkracht kan niet losgekoppeld worden van de andere trainingen
43
Trainingsinterventie jong-Ajax ! 4 spelers alleen de voormeting beschikbaar, ! 5 spelers alleen de nametingen ! 4-5 spelers zowel de voor als de nametingen
Methoden ! Voormetingen in februari (2009) en nametingen in mei (na kampioenschap) ! 13 circuittrainingen van ± 1,5 uur, 1x per week ! 2x ± 10 oefeningen per training, accent op benen (start en sprongvormen)
! Met name eigen lichaamsgewicht gericht op explosiviteit (ballistische vormen)
Trainingsruimte
-squats (2x12 hh) meer leren dan trainen
-counter movement jumps met en zonder koppen van een bal (2x5 hh.) -vijf meter sprint (5x in 2 minuten) -voor en achterwaarts werpen van een voetbal of medicine bal (2x6 hh.) -touwtje springen (2x30 sec) laten springen vanuit de voeten (2x6 hh.) -crunches (2x12 hh.), -hamstring brug (2x6 linkerbeen en 2x6 rechterbeen), -squat jumps (2x 3-5 hh.) later drop jump (2x 3-5 hh.), -wisselsprongen (3x6 hh.) later pre-stretch jump (2x5 hh.), -swissball hakken (3x10 sec). Na elke serie werd er 30 seconden rust gehouden. Alle oefeningen werden explosief uitgevoerd. Tussen de oefeningen door was er één minuut pauze. Tussen de twee rondes door was er tien minuten pauze. 47
!"#$%""&'()$*+$&&$,'$-.%/0)$-12/'3)"120'4%.%/506
! ! ! !
Maximaal moment Quadriceps (Nm) Meting 1: 307.8 ± 43.9 N·m Meting 2: 311.4 ± FG#G'HI*' p=0.67
! ! ! !
Maximaal moment Hamstrings (Nm) Meting 1: 161.4 ± FJ#J'HI*' Meting 2: 142.4 ± 26.5 Nm p = 0.11
! ! ! !
Maximaal vrijwillige activatie Meting 1: 90.0 % 4 7.3% Meting 2: 90.0 % 4 5.9 % p= 0.61
( n=9, gemiddelden ± SD)
Maximale snelheid initiële moment ontwikkeling ! ! ! !
Vrijwillig TTI40 (Nms) Meting 1: 0.36 ± 0.10 Meting 2: 0.40 ± 0.10 p = 0.38
n=9
stimulatie TTI40 (Nms) n=8 Meting 1: 1.14 ± 0.24 Meting 2: 1.14 ± 0.36 p=0.37
! ! ! !
(Vrijwillige TTI40 / ES TTI40) x 100% n=8 Meting 1: 30.9 4 11.3 %. Meting 2: 36.7 4 19.2% p=0.29
Maximale snelheid initiële krachtopbouw
! ! ! !
vrijwillig MRTD (Nm/s) n=9 Meting 1: 2831 4 698 Meting 2: 3732 4 1102 * p= 0.009 (32 % toename)
stimulatie MRTD (Nm/s) n=8 Meting 1: 4066 4 1070 Meting 2: 4287 4 1725 p=0.45
spelers die zowel voor als na trainingsperiode zijn gemeten ! ! ! !
TTI40 (Nms) n=5 Meting 1: 0.33 ± 0.12 Meting 2: 0.38 ± 0.11 p = 0.38
ES TTI40 (Nms) n=4 Meting 1: 0.99 ± 0.11 Meting 2: 0.98 ± 0.06 p=0.84
! ! ! !
(Vrijwillige TTI40 / ES TTI40) x 100% (n=4) Meting 1: 29.9 4 12.2 %. Meting 2: 36.5 4 12.4 % (22 % hoger) p=0.29
! ! !
V40ms dynamische streksnelheid (graden/s) (n=5) Meting 1: 38.7 4 9.7 Meting 2: 48.4 4 9.8 (25 % hoger) p=0.16
52
Conclusies
! 1x per week gefocussed trainen op explosiviteit is in te bouwen (geen blessures) in het totale programma en werd door spelers en begeleiders als zeer positief ervaren ! statistisch bijna geen effecten maar op de parameters van explosiviteit toch 10-25 % vooruitgang
Kanttekeningen (1) ! slechts 1 aangepaste training per week en maximaal 13 trainingen
! conservatieve insteek (1 x per week, geen halteroefingen) daardoor zijn geringe effecten te verwachten ( in elk geval geen spelers geblesseerd geraakt tijdens de trainingen)
! trainingopkomst (spelers die verkocht werden, of in het eerste elftal werden geplaatst, interlands, blessures)
Kanttekeningen (2) !motivatie tijdens nametingen ( aflopende contracten spelers en coaches) !geen veldtesten (b.v. spronghoogte, startsnelheden) beschikbaar rond nameting (spelers kregen vervroegd vrij na kampioenschap) daardoor geen relaties te leggen met functionele testen !gezien deze kanttekeningen zijn de gevonden (niet significante) effecten van 10-25 % eigenlijk groot
55
Samenvattend (totaal)
Explosieve aansturing is trainbaar (literatuur)
1,&'?(5,%.,3'77.47<<%.;,.'(0.'9,'*%<<=>%,.'75'<.,5'-,<05&77&'+),(,.' (Ajax) Halen we er uit wat erin zit? Kunnen we net zo snel worden als onze spieren zijn? Zit er een (genetische) grens aan hoe snel we spieren kunnen aanzetten?
Sommigen komen waarschijnlijk dichter in de buurt dan anderen. 56
Bedankt voor uw aandacht
57
