Klik her for at komme til gomotion.dk

Mange idrætsaktive bliver allerede tidligt klar over, at deres fysisk træning afstedkommer vigtige fysiologiske forandringer - de kommer i 'bedre form'. Megen træning lægges an på at forbedre hjerte-kredsløbsfunktionen og lungefunktionen for derigennem at forbedre muskulaturens aerobe præstationsevne og øge den maximale iltoptagelse. Mht til det anaerobe muskelstofskifte udføres ofte også mere specialiseret træning, som har det formål at forbedre muskulaturens mælkesyre-produktion og øge evnen til at tolere denne mælkesyre. 


Men for rigtig mange idrætsaktive - selv på højeste eliteplan - forsømmes det aspekt, man kunne kalde 'muskelstyrketræning'. Spørger man en idrætsudøver eller hans/hendes træner om formålet med at udføre muskelstyrketræning, vil svaret oftest være 'for at opnå høj maximal muskelstyrke'. Faktisk er det kun få som er klar over, at denne trænings fornemste formål i virkeligheden er at øge evnen til 'explosiv' muskelstyrke-udvikling (se BOX 1 >>) samt at øge evnen til at lave høj 'ekcentrisk' muskelkraft

Ekcentrisk muskelkraft = muskulaturen laver kraft under forlængelse

Ses ved f.eks. stemskridt, bremsebevægelser og alle forspændings-bevægelser.

At en af bivirkningerne af denne træning som regel er en øget maximal muskelstyrke, er så en anden historie.

Nylige forskningsresultater, tilvejebragt med kraftig Team Danmark støtte ved Københavns Universitet (Neurofysiologisk afd, MFI og Anatomisk Institut C; Panum Instituttet), har øget vores indsigt i hvorledes hjerne, rygmarv og motoriske-sensoriske neuroner samarbejder med kroppens muskulatur (jvfr Fig.6 >>), og hvorledes dette neuromotoriske samarbejde forbedres voldsomt via tung/'explosiv' styrketræning. Idrætsudøvere, som er bekendt med denne type af træning, har erfaret at netop dette aspekt kan medføre voldsomme præstationsforbedringer; således er det ikke udelukkende for forfængelighedens skyld at f.eks. verdens bedste sprintere indenfor atletik anvender intensiv, 'explosiv' styrketræning som et af deres vigtigste trænings-redskaber.
I denne artikel gennemgås en række af de neuro-motoriske mekanismer, der ændres som følge af tung-'explosiv' styrketræning. Selvklart sker der samtidig også en række muskulære forandringer i form af øget muskelfiber-areal m.m. (Andersen & Aagaard 2000, Aagaard 2001).

Vi har i tidligere studier kunnet vise, at det er mest optimalt at træne med tunge vægtbelastninger. Specielt er denne træningsform god til at øge muskulaturens maximale ekcentriske kontraktionskraft, hvor træning med lettere belastninger ikke har nogen målbar effekt (Fig.1 >>). Den tunge belastning medfører naturligvis at bevægelserne bliver udført relativt langsomt, men ikke desto mindre kan man måle at kontraktionskraft og -power øges også ved meget hurtige bevægelser (Fig.2 >>).  


Yderligere medfører den tunge træning en forbedring i styrkeforholdet mellem knæflexor (hamstring) og knæekstensor (quadriceps) muskulaturen (Fig.3 >>), hvilket disponerer for at den muskulære stabilisering omkring knæleddet øges og den potentielle stressbelastning på ligamenterne (specielt det forreste korsbånd) sænkes. I den forbindelse er det interessant, at atleter som udfører megen tung styrketræning samtidig udviser et fordelagtigt hamstring/quadriceps (H/Q) styrkeforhold, med H/Q ratios på over 100% (Aagaard 1997a, 1998a).

I det styrketræningstudie, som skal omtales mere detaljeret her, blev forsøgspersonerne sat til at træne tung styrketræning, hvorunder det 'eksplosive' element i form af kraftfuld acceleration blev betonet højt. Personerne (16 unge mænd) trænede 38 gange over 13-14 uger, og al træning var overvåget og superviseret for at sikre en høj intensitet og sikkerhed. Træningen involverede både maskiner (bl.a. knæ-extension, ben-extension, leg-curl) og frivægte (squats). Træningen involverede 2-8 RM belastninger (8-12 RM første 2 uger).

Det 'neurale drive' til muskelfibrene
Ved at foretage elektromyografiske (EMG) målinger, hvorunder der påsættes måleelektroder udenpå på musklerne, kan man estimere mængden af nerveimpulser som udsendes fra hjernen-rygmarven til muskelfibrene (Fig.4 >>, fig.6 >>). Denne måling er interressant, eftersom der dannes desto højere kraft jo flere nerveimpulser muskelfibrene modtager. Samtidig øges kraftens stignings-hastighed (kontraktil RFD, se Box 1 >>) kraftigt når nerveimpulsernes antal og frekvens stiger. Efter perioden med tung styrketræning, kunne man iagtage stigning i quadriceps musklens maximale kontraktionstyrke efter præcist samme mønster som tidligere set (Fig.1 >>, top kurve) - øget ekcentrisk og øget tung-langsom koncentrisk styrke. Parallelt hermed kan vi registrere, at EMG signalernes amplitude (dvs antallet og frekvensen af nerveimpulser) tillige øges efter den tunge træning. Med andre ord kan man sige, at det 'neurale drive' til muskelfibrene er øget efter periodens træning. Tilsvarende fund er gjort i adskellige andre studier (Narici 1989, Aagaard 2000). Lidt uventet kunne vi samtidigt se, at det neurale drive til musklerne var reduceret i de situationer hvor der var meget høj muskeltension; dvs under ekcentrisk såvel som langsom-koncentrisk quadriceps kontraktion (Fig.5 >>). Faktisk kan man også i tidligere studier finde tilsvarende tegn på tilstedeværelsen af en inhibitions-mekanisme under maximal voluntær quadriceps kontraktion (Westing 1991, Seger & Thorstensson 1994). Endnu mere overraskende kunne vi se, at efter perioden med styrketræning var denne inhibition af quadriceps musklen under maximal ekcentrisk kontraktion delvist (VL,VM) eller helt (RF) trænet væk (Fig.5 >>) (Aagaard 2000). Hermed er altså identificeret to vigtige neurale tilpasningsmekanismer for quadriceps musklen: øget neural drive og reduceret inhibition under maximal ekcentrisk kontraktion. Eftersom de fleste forspændingsbevægelser (fx stemskridt) netop indebærer kraftfuld ekcentrisk muskelkontraktion, vil den reducerede inhibition og dermed øgede ekcentriske muskelkraft kunne forbedre præstationen i kraftig grad (fx højden af det efterfølgende hop). Det skal bemærkes, at skønt forsøgspersonerne var udsat for særdeles intensiv og tung træning over længere tid, var inhibitionen stadig delvist tilstede efter træning (for VL,VM; Fig.5 >>). Dette antyder, at tung styrketræning skal udføres over længerevarende perioder (måneder-år) for helt at fjerne den neurale inhibition.

Forandringer hjerne-rygmarv
Ved at stimulere muskulaturens sensoriske nervetråde (Ia) med et lille, kortvarigt strømstød kan man udløse nerveimpulser som suser op til rygmarven. Via Ia synapsekoblingerne excitereres (aktivereres) de motoriske neuroner i rygmarven hermed til at sende en nerveimpuls tilbage til muskulaturen, hvor den registreres cirka 35 milisekunder senere. Målt som peak-til-peak amplitude vil størrelsen af denne refleksimpuls, også kaldet Hoffmann-refleksen, angive excitabiliteten af de motoriske rygmarvs-neuroner. 		 


Lidt firkantet kan man sige, at en høj H-refleks amplitude kan tages til udtryk for at motorneuronerne er meget excitable - dvs de er meget 'villige' til at sende nerveimpulser afsted til muskelfibrene ved et givent synaptisk input. For at gøre historien en anelse mere nuanceret, skal det dog nævnes at H-refleks amplituden også ændres hvis graden af presynaptisk inhibition øges eller sænkes. En speciel variant af H-refleksen fås, hvis man under samtidig muskelkontraktion stimulerer de sensoriske neuroner med et kraftigt ('supramaximalt') strømstød; herved udløses en såkaldt V-bølge (Fig.7, top kurve >>). Amplituden af denne V-bølge er en indikator for det samlede neurale motoriske output fra rygmarvens motorneuroner til de aktive muskelfibre, og reflekterer således det centrale drive fra højere centre i nervesystemet (primært motorcortex) til rygmarvens motorneuroner. Efter perioden med styrketræning ses kraftig øget H-refleks såvel som V-bølge (Fig.7 >>, Aagaard 1997b). Tilsammen antyder disse fund, at det neurale drive til muskelfibrene øges som følge af forandringer både på rygmarvsniveau og i højere centre i centralnervesystemet. Man kan med andre ord sige, at 'explosiv' tung styrketræning fremstår som et særdeles effektivt værktøj til træning af muskelstyrkens neurologiske komponent.

Kontraktil Rate of Force Development (RFD)
Evnen til at generere meget høj muskelkraft i den allertidligste fase af muskelkontraktionen ('explosiv' muskelkraft) er særdeles vigtig under meget hurtige bevægelser (Schmidtbleicher & Buehrle 1987, Aagaard 1994, Aagaard & Andersen 1998). Som et mål for denne evne, vil musklens kontraktile RFD (Box 1 >>) afhænge dels af det neurale drive til muskelfibrene, dels af musklens fibertype komposition hvor en stor andel af hvide, type II muskelfibre vil disponere for en høj RFD (Aagaard & Andersen 1998). Da mange bevægelser har en varighed fra 50-100 milisek (sprint-skridt, afsæt længdespring) optil 200 milisek (afsæt højdespring) og det samtidig tager ca 350 milisek for quadriceps musklen at nå op på maximal kraft, vil det i mange situationer være afgørende hvor hurtig man kan få sin muskelkraft til at stige de første 0-150 milisek i bevægelsen. Set i dette perspektiv vil musklens kontraktile RFD oftest være af langt vigtigere betydning end den maximale kontraktionsstyrke i sig selv. Efter styrketræningsperioden skete der markante øgninger i quadricepsmusklens RFD (målt under statisk kontraktion, 70o knævinkel), både målt tidligt (0-30,0-50 msek) såvel som senere (0-100,0-200 msek) efter muskelkontraktionens start (Fig.8 >>). Den relative RFD, udtrykt som RFD normaliseret til den maximale statiske kontraktionskraft (der også var øget efter træning), var forbedret i den tidligste kontraktionsfase alene (0-30 msek). Parallelt til disse massive øgninger i RFD var der store stigninger i EMG signalernes størrelse, indikerende at nerveimpuls-trafikken til muskelfibrene var øget voldsomt i disse initielle kontraktionsfaser (Fig.8 >>). Det er således tydeligt, at intensiv tung styrketræning - kombineret med et focus på accelerationen af vægtbelastningerne - medfører en betragtelig forbedring af muskulaturens 'explosive' styrke-egenskaber, altså øget RFD i de første 30-50-100 msek af bevægelsen. Endvidere er det tydeligt, at denne effekt opnås bl.a. via et markant øget neural drive til muskelfibrene. Konsekvensen vil være, at fx maximale ubelastede bevægelser ('ballistiske' bevægelser) vil kunne udføres hurtigere og mere kraftfuldt.

Ballistisk muskelkontraktion
Ovennævnte forbedringer af muskulaturens styrkeegenskaber samt de nævnte forskellige neuromotoriske forandringer vil alle disponere for, at også maximale, ubelastede ('ballistiske') bevægelser vil kunne foretages hurtigere og med mere kraft. Således er det en myte, og iøvrigt rent nonsens, at man skulle blive langsom af tung 'explosiv' styrketræning. 		 


Tværtimod - de mest accelerationstærke og hurtige atleter vi har herhjemme benytter sig næsten alle af denne træningsform. Det er idrætsfolk indenfor fx vægtløftning, atletik, volleyball, badminton. I det her omtalte styrketræningsforsøg øgede forsøgspersonerne da også deres max bevægelseshastighed under maximale ubelastede knæstrækninger (bremset med en sparkepude) fra 950o/sek til 1305o/sek (p<0.001) - en forbedring på 37% ! Det viser sig imidlertid, at den iagtagede øgning i RFD medfører en cirka 20% øget kontraktil impuls (øget areal under kraft-tids kurven, Fig.8 >>) hvilket teoretisk set ville give 20% øget hastighed på underbenet. Der må altså være nogle andre faktorer som også er blevet forbedret, og her viser det sig bl.a. at personerne efter periodens styrketræning er i stand til at accelere bevægelsen og øge hastigheden over et større bevægelsesudslag end før træningen (61o mod 49o, p<0.05). Dette tyder på at forsøgspersonernes muskulære kraft-hastigheds egenskaber er blevet forbedret også ved meget høje kontraktions-hastigheder, hvilket faktisk ses at ske i den tidligere undersøgelse (Fig.2 >>, Aagaard 1994).

Referencer
Aagaard P, Simonsen EB, Trolle M, Bangsbo J, Klausen K.
Eur. J. Appl. Physiol. 69, 382-386, 1994
Aagaard P, Simonsen EB, Trolle M, Bangsbo J, Klausen K.
Acta Physiol. Scand. 154, 421-427, 1995
Aagaard P, Simonsen EB, Trolle M, Bangsbo J, Klausen K.
Acta Physio.l Scand. 156, 123-129, 1996
Aagaard P, Simonsen EB, Larsson B, Beyer N, Magnusson P, Kjær M.
Int. J. Sports Med. 18, 521-525, 1997a
Aagaard P, Simonsen EB, Magnusson P, Andersen JL, Dyhre-Poulsen P.
Med. Sci. Sports Exerc. 29(5) Suppl, s23, 1997b (abstract)
Aagaard P, Simonsen EB, Magnusson SP, Larsson B, Dyhre-Poulsen P.
Am. J. Sports Med. 26(2), 231-237, 1998a
Aagaard P, Simonsen EB, Andersen JL, Magnusson SP, Halkjær-Kristensen J, Dyhre-Poulsen P.
Med. Sci. Sports Exerc. 30(5) Suppl, s207, 1998b (abstract)
Aagaard P, Andersen JL.
Med. Sci. Sports Exerc. 30(8), 1217-1222, 1998
Aagaard P, Simonsen EB, Magnusson P, Andersen JL, Magnusson SP, Halkjær-Kristensen J, Dyhre-Poulsen P.
J. Appl. Physiol. 89, 2249-2257, 2000
Aagaard P, Andersen JL, Dyhre-Poulsen P, Leffers AM, Wagner Aa, Magnusson SP, Halkjær-Kristensen J, Simonsen EB.
J. Physiol. in press, 2001
Andersen JL, Aagaard P.
Muscle & Nerve 23, 1095-1104, 2000
Narici MV, Roig S, Landomi L, Minetti AE, Cerretelli P.
Eur. J. Appl. Physiol. 59, 310?319, 1989
Westing SH, Cresswell AG, Thorstensson A.
Eur. J. Appl. Physiol. 62, 104-108, 1991
Sale DG.
Chap. 9 in Strength and power in Sports, 249-265, IOC, Blackwell, 1992
Seger JY, Thorstensson A.
Eur. J. Appl. Physiol. 69, 81-87, 1994
Schmidtbleicher D, Buehrle M.
Biomech. X-B, 616-620, Human Kinetics 1987

 



Klik her for at komme til gomotion.dk