Μεθοδολογία προσδιορισμού και σύγκριση παραμέτρων ταχυδύναμης σε διαφορετικά εργόμετρα και τύπους μυϊκών συστολών

Abstract

The aim of this thesis was to determine and evaluate the parameters of the force-velocity relationship and the rate of force development (RFD) in different lower limb ergometers (cycloergometer and leg press) and types of muscle contractions (concentric: squat jump; SJ, eccentric: counter movement jump; CMJ, isometric leg press; ILP, isometric mid-thigh pull; IMTP). For this purpose, two studies were conducted. Ten basketball and football athletes participated in the first study and performed five maximal efforts with increasing loads: a) sprint on the cycloergometer and b) lower limb extensions on the leg press. The main findings of this study were that all parameters of the force-velocity relationship could be evaluated on the cycloergometer using only one load which was 6.0 kg or (0.09±0.01 per kg-BM) with a maximum speed of 138±22rpm. In addition, it was found that the leg press one repetition maximum (1RM) can be estimated very accurately from the determination of load-velocity relationship on the cycloergometer (cycloergometer:189±18kg, leg press:189±26kg). Twenty-three basketball and volleyball athletes (14 men, 9 women) participated in the second study and evaluated in CMJ, SJ, ILP and IMTP. The main findings of this study were that: (a) RFD 0-50ms was similar across all muscle contraction types (CMJ, SJ, ILP), (b) RFD was similar across the force-time curve in SJ and CMJ, (c) normalized RFD relative to peak force (RFD/Fpeak) was achieved at 50-100ms with no differences between ILP, CMJ and SJ, between men and women in the same exercises (CMJ, SJ, ILP), and between isometric ILP and IMTP. In conclusion, this thesis highlighted the possibility of lower limb speed strength evaluation using only a short assessment (i.e. a single sprint on a cycloergometer). An important contribution to the ergometric evaluation of power and speed sports is the finding that RFD at the onset of a rapid contraction does not differ between dynamic and isometric movements. Also, the similarities between the CMJ and SJ in RFD suggest that these two types of jumps could be used interchangeably to assess lower limb speed strength. Finally, the RFD/Fpeak at the onset of an explosive muscle contraction provides information on speed strength regardless of gender and muscle contraction type.

Σκοπός της παρούσας διατριβής, ήταν ο προσδιορισμός και η αξιολόγηση των παραμέτρων της ταχυτητο – δυναμικής σχέσης και του ρυθμού εφαρμογής της δύναμης (RFD) σε διαφορετικά εργόμετρα κάτω άκρων (κυκλοεργόμετρο, μηχάνημα εκτάσεων κάτω άκρων- πρέσα/leg press) και τύπους μυϊκών συστολών (σύγκεντρη: άλμα από ημικάθισμα, SJ, έκκεντρη: άλμα με προδιάταση, CMJ, ισομετρική: έκταση κάτω άκρων σε σταθερή πρέσα, ILP και ισομετρική έλξη μπάρας από το μηρό, IMTP). Για το σκοπό αυτό διεξήχθησαν δύο μελέτες. Στην πρώτη μελέτη έλαβαν μέρος δέκα αθλητές καλαθοσφαίρισης και ποδοσφαίρου, οι οποίοι εκτέλεσαν πέντε μέγιστες προσπάθειες με αυξανόμενα φορτία: α) σπριντ στο κυκλοεργόμετρο και β) εκτάσεις κάτω άκρων στο μηχάνημα της πρέσας (leg press). Τα κύρια ευρήματα της μελέτης αυτής ήταν ότι όλες οι παράμετροι της ταχυτητο – δυναμικής σχέσης μπορούν να αξιολογηθούν στο κυκλοεργόμετρο με τη χρήση μόνο ενός φορτίου το οποίο ήταν 6.0 kg ή (0.09±0.01 ανά kg·BM) με μέγιστη ταχύτητα 138±22rpm. Επίσης βρέθηκε ότι με τον προσδιορισμό της σχέσης φορτίου-ταχύτητας στο κυκλοεργόμετρο μπορεί να εκτιμηθεί με μεγάλη ακρίβεια το φορτίο που αντιστοιχεί στη μέγιστη δύναμη (1RM) στις εκτάσεις κάτω άκρων στη πρέσα (κυκλοεργόμετρο:189±18kg, leg press:189±26kg). Στη δεύτερη μελέτη έλαβαν μέρος είκοσι τρεις αθλητές καλαθοσφαίρισης και πετοσφαίρισης (14 άντρες, 9 γυναίκες), οι οποίοι αξιολογήθηκαν στο CMJ, στο SJ, στην ILP και στην IMTP. Τα κύρια ευρήματα αυτής της μελέτης ήταν ότι: (α) ο RFD 0-50ms ήταν παρόμοιος σε όλους τους τύπους μυϊκής σύσπασης (CMJ, SJ, ILP), (β) ο RFD ήταν παρόμοιος σε όλη τη καμπύλη χρόνου-δύναμης στο SJ και CMJ, (γ) ο μέγιστος RFD εκφρασμένος ως προς τη μέγιστη δύναμη (RFD/Fpeak) επιτεύχθηκε στα 50-100ms χωρίς διαφορές μεταξύ ILP, CMJ και SJ, μεταξύ ανδρών και γυναικών στις ίδιες ασκήσεις (CMJ, SJ, ILP), καθώς και μεταξύ των ισομετρικών ασκήσεων ILP και IMTP. Συμπερασματικά, στη διατριβή αυτή αναδείχθηκε η δυνατότητα αξιολόγησης της ταχυδύναμης των κάτω άκρων με τη χρήση μόνο μιας σύντομης αξιολόγησης (ένα σπριντ στο κυκλοεργόμετρο). Σημαντική συμβολή στην εργομετρική αξιολόγηση αθλημάτων ισχύος και ταχύτητας αποτελεί και το εύρημα ότι ο RFD κατά την έναρξη μιας ταχείας συστολής δεν διαφέρει μεταξύ δυναμικών και ισομετρικών κινήσεων. Επίσης, οι ομοιότητες μεταξύ του CMJ και του SJ στον RFD υποδηλώνουν ότι αυτοί οι δυο τύποι άλματος θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν εναλλακτικά για την αξιολόγηση της ταχυδύναμης των κάτω άκρων. Τέλος, ο RFD/Fpeak στην αρχή μιας εκρηκτικής μυϊκής σύσπασης προσφέρει πληροφορίες για την ταχυδύναμη, ανεξαρτήτως φύλου και τύπου μυϊκής σύσπασης.