Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie, 21e jrg 2003, no.6 (pp. 313 - 321)
Auteur(s): F. Roelants, P. van Kempen Titel: Rugspieractiviteit tijdens het schaatsen Jaargang: 21 Jaartal: 2003 Nummer: 6 Oorspronkelijke paginanummers: 313 - 321
Deze online uitgave mag, onder duidelijke bronvermelding, vrij gebruikt worden voor (para-) medische, informatieve en educatieve doeleinden en ander niet-commercieel gebruik. Zonder kosten te downloaden van: www.versus.nl
Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie, 21e jrg 2003, no.6 (pp. 313 - 321)
RUGSPIERACTIVITEIT TIJDENS HET SCHAATSEN F.J.J. Roelants P.M. van Kempen F.J.J. Roelants, Fysiotherapeut, Bewegingswetenschapper, Fysiotherapiepraktijk Warmond P.M. van Kempen, Fysiotherapeute, Bewegingswetenschapper, Kenniscentrum, AKB Rotterdam
Inleiding
R
ugklachten zijn een veel voorkomend probleem in de schaatswereld. Ondanks het feit dat de schaatser en zijn schaats frequent onderwerp van onderzoek zijn, is er nog nooit onderzoek gedaan naar rugklachten bij schaatsers. De schaatshouding is een houding waarbij het bovenlichaam voorover gebogen is en het bovenlichaam niet ondersteund wordt. In deze houding is er een redelijk groot buigend moment aanwezig rond het bekken en de lumbale wervelkolom. Het deelzwaartepunt van het bovenlichaam heeft een grote lastarm ten opzichte van de onderrug, hierdoor is er sprake van grote belastingen op de onderrug. In de schaatswereld leven er twee, los van elkaar staande, verklaringen over de oorzaak van rugklachten. De eerste verklaring (een wel vaker gehoorde) is dat de schaatser te zwakke buik- en rugspieren zou hebben waardoor klachten ontstaan. De tweede is als volgt: indien een schaatser een houding aanneemt waarbij de gewrichtsstanden van de lumbale wervelkolom niet continu in maximale flexie staan, kan er geen sprake zijn van flexie-relaxatie en is er dus spierkracht nodig van de rugspieren om deze stand te handhaven. Deze constante aanspanning van de rugmusculatuur zou leiden tot klachten. In beide verklaringen is het achterliggende idee dat de lumbaal gelegen spieren vermoeid raken. Deze vermoeidheid zou de oorzaak zijn van de pijnklachten. Het idee achter de zware rugspiertraining die menig topschaatser ondergaat is onder andere om rugklachten te voorkomen. Los van het feit dat elke theoretische onderbouwing van de twee genoemde verklaringen ontbreekt, is het interessant om te meten of er sowieso, en zo ja, in welke mate, er activiteit van de rugspieren is tijdens schaatsen. In het kader van een afstudeerproject van de studie Bewegingswetenschappen hebben wij EMG-metingen verricht van de rugspieren bij schaatsers. In dit artikel zullen we de gegevens van dit EMG_onderzoek bespreken in relatie tot bovengenoemde verklaringen en suggesties doen voor de training van schaatsers.
Rugspieractiviteit bij een voorover gebogen houding
Tijdens het in stand, met gestrekte benen, maximaal voorover buigen van de wervelkolom, treedt het fenomeen flexie-relaxatie op. Flexie-relaxatie is de plotselinge stilte van de myoelelectrische activiteit van het lumbale gedeelte van de m. erector spinae. Floyd en Silver hebben in 1955 al op dit fenomeen gewezen(1). Flexie-relaxatie treedt reeds bij ongeveer tweederde van de maximale voorover buiging op(1,3). De veronderstelling is dat op dit moment de lumbale wervels al in maximale flexie staan, het verdere vooroverbuigen gebeurt vervolgens in het heupgewricht(3). We hebben het voorgaande nagemeten. In figuur 1 is het EMG-signaal weergegeven van de lumbale m. erector spinae tijdens het voorover buigen vanuit rechtopstaande stand. In het eerste gedeelte van de voorover buiging bestaat er een duidelijke aanspanning van de m. erector spinae. Tijdens de maximale flexie (het tweede gedeelte) is er sprake van een laag EMG-signaal, er is dus nu nagenoeg geen activiteit van de m. erector spinae. Bij het strekken van de rug om weer rechtop te komen (laatste gedeelte) is er juist weer sprake van een hoog EMG-signaal en dus van veel activiteit van de m. erector spinae.
Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie, 21e jrg 2003, no.6 (pp. 313 - 321)
30
EMG normalized activity (%)
25
20
15
10
5
0 0
5
10 15 time (seconds)
20
25
Figuur 1. Voorbeeld van de weergaven van het EMG signaal tijdens het vooroverbuigen vanuit rechtopstaande houding (eerste gedeelte), maximale flexie (lage EMG signaal) en het weer strekken van de rug (het laatste gedeelte).
Schaatshouding en rugspieractiviteit
Met het bovenstaande in ons achterhoofd hebben wij gekeken naar de activiteit van de lumbale m. erector spinae in verschillende schaatshoudingen. Aangezien de flexie-relaxatie gevonden wordt in de voorover gebogen houding is het denkbaar dat dit verschijnsel ook optreedt tijdens het schaatsen. Wij hebben het volgende gemeten: S de statische rugspieractiviteit in vier verschillende schaatshoudingen. S de rugspieractiviteit in de vier houdingen terwijl de proefpersonen schaatsbewegingen maakten. Figuur 2. ‘Diepe’ schaatszit.
Schaatshouding 1 was een “diepe” schaatszit (figuur 2) waarbij het lichaamszwaartepunt laag gehouden diende te worden, zoals gebruikelijk is bij sprintactiviteiten.
Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie, 21e jrg 2003, no.6 (pp. 313 - 321)
Figuur 3. Marathon schaatshouding
Schaatshouding 2 (figuur 3) was een marathon houding, waarbij de knieën gebogen zijn maar minder ver dan bij de diepe schaatshouding.
Figuur 4. Schaatshouding, waarbij de opdracht is de lumbale wervelkolom in extensie te brengen.
Schaatshouding 3 (figuur 4) was een houding waarbij geprobeerd is de wervelkolom in extensie te brengen terwijl de romp voorover gebogen is.
Figuur 5. Schaatshouding, waarbij de opdracht is de wervelkolom maximaal in flexie te brengen.
Schaatshouding 4 (figuur 5) was een houding waarbij de opdracht was om de wervelkolom bewust maximaal in flexie te houden.
De spieractiviteit in de statische situatie hoeft in principe niets te zeggen over de spieractiviteit tijdens het schaatsen met allerlei fluctuerende krachten rond de lumbale wervelkolom. Vandaar dat we metingen hebben verricht in de vier schaatshoudingen zowel met als zonder schaatsbewegingen. De gegevens van de EMG-metingen tijdens de statische schaatshoudingen 1, 2 en 4 zijn vergelijkbaar met de gegevens uit figuur 1.
Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie, 21e jrg 2003, no.6 (pp. 313 - 321)
Figuur 6 geeft het gemiddelde beeld van de EMG-activiteit van de m. erector spinae tijdens het
schaatsen op een schaatsplank gedurende de schaatshoudingen 1, 2 en 4. Duidelijk is te zien dat de
rugspier-activiteit tijdens de glijfase ongeveer overeenkomstig is met de activiteit gedurende de flexierelaxatie zoals te zien in figuur 1. De pieken treden op rond de afzetfase van de schaatsbeweging waarbij de krachten variëren in hoogte tussen de 15% en 40% van de maximaal vrijwillige contractie (MVC). Bij alle schaatshoudingen, op de schaatshouding met de rug in extensie na, is er geen significant verschil in de hoogte van de EMG-signalen tijdens de glijfase en gedurende de flexie- relaxatie tijdens het voorover buigen. 40
EMG normalized activity (%)
35 30 25 20 15 10 5 0 0
2
4
6
8 10 time (seconds)
12
14
16
18
Figuur 6. Voorbeeld van de weergaven van het EMG signaal tijdens enkele schaatsbewegingen. Lage activiteit tijdens de glijfase, hogere activiteit tijdens de afzetfase.
Het schaatsen met de rug in extensie wordt als zeer moeilijk ervaren en zeer onnatuurlijk, wat merkbaar was aan het veelvuldig corrigeren van de schaatshouding van de proefpersonen. Ondanks het feit dat de waarde tijdens de glijfase in de schaatshouding met extensie (houding 3) wel significant verschillend is met de flexie-relaxatie in stand, blijft deze opvallend laag (rond de 10_15 % van het MVC). De pieken tijdens de afzet in deze houding zijn in overeenkomst met de pieken in de andere schaatshoudingen.
Vermoeidheid van de rugspieren in de tijd
Met alleen genoemde EMG-metingen kunnen we nog geen uitspraak doen over de vermoeidheid van de m. erector spinae in de tijd. Om zicht te krijgen of er toch sprake is van vermoeidheid van de rugmusculatuur bij langer schaatsen, hebben we EMG-metingen verricht van de m. erector spinae aan het begin en aan het eind van 10 minuten schaatsen. De mate van vermoeidheid kan bekeken worden door middel van een analyse van de frequenties van de Motor Unit Actie Potentialen die in het signaal voorkomen. Vermoeidheid van de spier is zichtbaar door een toename van de amplitude en een afname van de vuurfrequentie in het power-spectrum(4). Het power-spectrum is de weergave van het aantal keren dat gemeten frequenties voorkomen De belangrijkste parameters die in het frequentiedomein gebruikt worden ter bepaling van de vermoeidheid, zijn de gemiddelde en de mediaanfrequentie (de middelste frequentie indien alle voorkomende frequenties van klein naar groot op een rij worden neergezet).
Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie, 21e jrg 2003, no.6 (pp. 313 - 321)
Aangezien we geen significante verschillen gevonden hebben tussen beide EMG-metingen kunnen we verwachten dat er geen spiervermoeidheid optreedt binnen tien minuten schaatsen. De inschatting is, aan de hand van onze metingen, dat er ook geen vermoeidheid zal optreden na langer dan tien minuten schaatsen. Dit is gebaseerd op het gegeven dat de grootste veranderingen van de vuurfrequentie aan het begin van het schaatsen te zien waren.
Schaatsplank versus schaatsen op het ijs
Uit de bovenstaande gegevens hebben we dus geconcludeerd dat schaatsen op een schaatsplank niet vermoeiend is voor de rugspieren. Echter, het is nog onzeker of dit ook iets zegt over de situatie op het ijs aangezien voorgaande is gemeten op een schaatsplank. Om deze vraag te beantwoorden hebben we bij leden van Jong Oranje metingen verricht na ritten tussen de 500 en 5000 meter. Er bleken geen significante verschillen te bestaan tussen de gemeten EMG-signalen op de schaatsplank en op het ijs.
Schaatsers versus niet schaatsers
Het zou kunnen zijn dat de schaatstechniek van invloed is op bijvoorbeeld de mogelijkheid om gebruik te kunnen maken van de flexie-relaxatie tijdens de glijfase van de schaatsbeweging. Ook dit is aan bod gekomen tijdens het schaatsplank experiment. Het blijkt dat zowel geoefende schaatsers als mensen die geen schaatservaring hebben, gebruik maken van de flexie-relaxatie van de m. erector spinae tijdens de glijfase van het schaatsen. Opvallend was dat voor beide groepen ook geldt dat het zeer lastig was om de schaatshouding met een holle rug aan te nemen. Door het aannemen van de schaatshouding komt men blijkbaar “vanzelf” in de eindstand van de flexie van de lumbale wervelkolom terecht en is er sprake van flexie-relaxatie. Om vervolgens de romp voorover te houden en de lumbale wervelkolom te extenderen, dus uit de flexie-relaxatie te gaan, vraagt blijkbaar veel moeite. Als de schaatser niet constant alert is op deze houding valt hij vanzelf weer terug in de stand met flexie-relaxatie. Een mooi voorbeeld van het minimum principe.
Discussie
Tijdens de glijfase is de spieractiviteit van de rugmusculatuur zeer laag (rond de 6% van de maximale spieractiviteit). De spieractiviteit tijdens de afzet komt niet boven de 40% uit. Ook is er na 10 minuten schaatsen op de schaatsplank en na een 5 kilometer lange wedstrijd op ijs nog geen spoor van vermoeidheid opgetreden. Het is ook niet de verwachting dat dit bij langer schaatsen wel zal optreden. Het op dit moment in zwang zijn in de schaatswereld van zeer zwaar trainen van de rugspieren is zonde van de tijd aangezien deze spieren niet erg actief zijn tijdens het schaatsen. Daarnaast kunnen de besproken verklaringen zoals die gebezigd worden in de schaatswereld over het ontstaan van rugklachten op basis van vermoeidheid naar de prullenmand. LITERATUUR 1. Floyd W. F. and Silver P. H. S. The function of the erectores spinae muscles in certain movements and postures in man. J. Physiol., 1955; 129, 184_203. 2. Gupta A. Analyses of myo_electrical silence of erectors spinae. Journal of Biomechanics, 2001; 34, 491_496. 3. Kippers V. and Parker A. W. Posture related to myoelectric silence of erectores spinae during trunk flexion. Spine, 1984; 9, 740_745. 4. Merletti, R., Knaflitz M. and Deluca C.J. Electrically evoked myoelectric signals. Crit. Rev. Biomed. Eng., 1992: 19;293_340.
