Οι επιπτώσεις της προπόνησης στα νευροφυσιολογικά και βιομηχανικά χαρακτηριστικά μυοσκελετικών συστημάτων

Abstract

The purpose of this thesis was to investigate the biomechanical differences between incline and plane hopping and their effects on jumping performance. This thesis was conducted in three studies. The 1st study compared the biomechanical characteristics between hopping on plane and incline surface. Twelve male students performed three sets of ten hops on a plane and incline surface, while ground reaction forces, kinematics (knee and ankle), electromyographic (Medial Gastrocnemius, Tibialis Anterior and Soleus) and architectural (Medial Gastrocnemius) parameters were recorded. The results showed a significantly higher height, maximal ankle excursion and knee extension during take off at incline hopping. Soleus, Tibialis Anterior’s activity and medial gastrocnemius’ fascicle length were significantly greater during incline hopping. The results showed that incline hopping resulted in greater jumping height compared with the plane one. The differences in kinematics, muscle activity and architecture suggested that increased hopping height is a multi factors results and that myotendinous system could be more efficient. The 2nd study examined the adaptations of myotendinous system after four weeks of plyometric training. Twenty male participants were divided into plane hopping group and incline hopping (15º) group. Jumping ability, isokinetic and isometric force were evaluated, while ground reaction forces, electromyographic activity (Medial Gastrocnemus and Tibialis Anterior) and architectural characteristics (Medial Gastrocnemius) were recorded. Analysis of Variance showed that plyometric training on incline surface resulted in greater jumping height at fast drop jumps from twenty and forty centimeters. The activity of Medial Gastrocnemius and the relative fascicle length of Medial Gastrocnemius were significantly greater during propulsion phase. Aponeurosis’ strain significantly increased after plyometric training on incline surface. The results of the present study showed that plyometric training on incline surface resulted in greater jumping heights at fast drop jump tests which mostly depend on plantar flexor performance. In conclusion, the results support the idea that the incline hopping exercise could be used during training. The 3rd study examined jumping ability alterations after four weeks of detraining. Jumping ability was evaluated, while ground reaction forces, electromyographic activity (Medial Gastrocnemus and Tibialis Anterior) and architecture (Medial Gastrocnemius) were recorded. The tests were performed four weeks after the end of training. Analysis of Variance showed that the detraining from incline plyometric training resulted in lower jumping height at fast drop jumps accompanied by decreased activity and relative fascicle length of Medial Gastrocnemius during propulsion at fast drop jumps. Aponeurosis’ strain significantly decreased after detraining from plyometric training on incline surface. The results of this study showed that four weeks of detraining from incline hopping led to decrease jumping performance. This thesis showed that the alterations of hopping surface led to increased jumping performance supporting the idea that incline surface is more efficient. The increased performance was mostly a result of kinematics, electromyographic activity and architecture alterations of plantar flexors. The use of incline hopping during plyometric training increased fast drop jumps’ height due different aponeurosis properties and medial gastrocnemius activity. Finally, detraining of four weeks led the myotendinous system performance almost at the initial levels.

Ο σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν να εξεταστούν οι βιομηχανικές διαφορές δύο πλειομετρικών ασκήσεων και τις επιπτώσεις της προπόνησης και της αποχής από την προπόνηση με αυτές.. Η διατριβή χωρίστηκε σε τρεις εργασίες. Στην 1η εργασία εξετάστηκαν οι βιομηχανικές διαφορές μεταξύ των αναπηδήσεων σε επίπεδο και σε κεκλιμένο δάπεδο (15º). Δώδεκα φοιτητές εκτέλεσαν τρεις σειρές των δέκα αναπηδήσεων σε επίπεδο και κεκλιμένο δάπεδο, ενώ καταγράφονταν οι δυνάμεις αντίδρασης του εδάφους, τα κινηματικά (Γόνατος και Ποδοκνημικής), η δραστηριότητα (Έσω Γαστροκνήμιου, Υποκνημίδιου και Πρόσθιου Κνημιαίου) και η αρχιτεκτονική του Έσω Γαστροκνήμιου. Τα t-tests έδειξαν μεγαλύτερο ύψος στις αναπηδήσεις σε κεκλιμένο δάπεδο. Η γωνία κατά τη προσγείωση, η μέγιστη κάμψη και η γωνία της ποδοκνημικής ήταν σημαντικά μικρότερες. Η έκταση του γόνατος κατά την απογείωση ήταν σημαντικά μεγαλύτερη. Η δραστηριότητα του Υποκνημίδιου και του Πρόσθιου Κνημιαίου ήταν σημαντικά μεγαλύτερη κατά τη φάση ώθησης στις αναπηδήσεις σε κεκλιμένο όπως και το μήκος των μυϊκών δεσμίδων του Έσω Γαστροκνήμιου κατά την αρχική επαφή με το έδαφος. Οι διαφορές στα κινηματικά χαρακτηριστικά, στη δραστηριότητα των μυών και στην αρχιτεκτονική οδηγούν στο συμπέρασμα ότι το αυξημένο ύψος στις αναπηδήσεις σε κεκλιμένο δάπεδο είναι πολυπαραγοντικό και ότι το μυοτενόντιο σύστημα μπορεί να είναι αποδοτικότερο. Στην 2η εργασία εξετάστηκαν οι προσαρμογές του μυοτενόντιου συστήματος μετά από πλειομετρική προπόνηση τεσσάρων εβδομάδων. Είκοσι φοιτητές χωρίστηκαν σε δύο ομάδες, που εκτέλεσαν αναπηδήσεις σε επίπεδο και σε κεκλιμένο δάπεδο. Η αλτική ικανότητα, η ισοκινητική και ισομετρική δύναμη αξιολογήθηκαν ενώ καταγράφονταν τα ηλεκτρομυογραφικά χαρακτηριστικά (Έσω Γαστροκνήμιου και Πρόσθιου Κνημιαίου) και η αρχιτεκτονική του Έσω Γαστροκνήμιου. Η Ανάλυση Διακύμανσης έδειξε ότι η πλειομετρική προπόνηση σε κεκλιμένο δάπεδο οδήγησε σε αύξηση του ύψους στα γρήγορα άλματα βάθους συνοδευόμενη με σημαντικά μεγαλύτερη δραστηριότητα και μικρότερη σχετική μείωση του μήκους των μυϊκών δεσμίδων του Έσω Γαστροκνήμιου. Η ποσοστιαία διάταση της έσω απονεύρωσης του Έσω Γαστροκνήμιου αυξήθηκε σημαντικά μετά την προπόνηση σε κεκλιμένο δάπεδο. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η πλειομετρική προπόνηση σε κεκλιμένο δάπεδο οδηγεί σε αύξηση του ύψους στα γρήγορα άλματα βάθους. Συμπερασματικά, μπορεί να ειπωθεί ότι η πλειομετρική προπόνηση σε κεκλιμένο μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην προπονητική διαδικασία. Στην 3η εργασία εξετάστηκαν η αλτική ικανότητα μετά από αποχή τεσσάρων εβδομάδων από την προπόνηση. Οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν τέσσερεις εβδομάδες μετά το τέλος της προπόνησης. Η Ανάλυση Διακύμανσης έδειξε ότι η αποχή από την πλειομετρική προπόνηση σε κεκλιμένο δάπεδο οδήγησε σε μειωμένο ύψος στα γρήγορα άλματα βάθους συνοδευόμενη με σημαντική μείωση της δραστηριότητας του Έσω Γαστροκνήμιου. Η ποσοστιαία διάταση της έσω απονεύρωσης ήταν σημαντικά μικρότερη ενώ η σχετική μείωση του μήκους των μυϊκών δεσμίδων του Έσω Γαστροκνήμιου ήταν μεγαλύτερη. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η αποχή από την πλειομετρική προπόνηση οδηγεί σε μείωση αλτικής ικανότητας. Η παρούσα διατριβή έδειξε ότι το κεκλιμένο δάπεδο οδηγεί σε αυξημένη απόδοση ως αποτέλεσμα κινηματικών, ηλεκτρομυογραφικών και αρχιτεκτονικών μεταβολών των πελματιαίων καμπτήρων. Η πλειομετρική προπόνηση σε κεκλιμένο δάπεδο οδηγεί σε αύξηση της ειδικής αλτικής ικανότητας που οφείλεται στη μεταβολή των ιδιοτήτων της απονεύρωσης και της δραστηριότητας του Έσω Γαστροκνήμιου. Τέλος, φαίνεται ότι η αποχή από την πλειομετρική προπόνηση οδηγεί την απόδοση σχεδόν στα αρχικά επίπεδα.