Trening ekscentryczny

Ekscentryczna praca mięśni jest ważna w sporcie: ekscentryczne skurcze mięśni zwiększają wydajność podczas koncentrycznej fazy cykli rozciągania i skracania. To ważne w takich dyscyplinach, jak np. sprint, skakanie, rzucanie i bieganie. Mięśnie uruchamiane podczas ruchów, w których się rozciągają, mogą również działać jako amortyzatory, np. zwalniać podczas lądowania lub precyzyjnie radzić sobie z wysokim obciążeniem zewnętrznym w takim sporcie jak narciarstwo alpejskie. Kilka dostępnych badań na temat wyszkolonych osób ujawnia, że ​​ekscentryczny trening może dodatkowo zwiększyć siłę maksymalną i siłę mięśni. Może optymalizować długość mięśni w celu maksymalnego rozwoju napięcia przy większym stopniu rozciągania i może poprawić koordynację mięśni podczas ćwiczeń. W mięśniach szkieletowych adaptacje funkcjonalne opierają się na wzroście masy mięśniowej, długości włókien, liczbie sarkomerów i przekroju poprzecznym włókien typu II. Zidentyfikowane tryby ekscentrycznego obciążenia wśród sportowców obejmują klasyczne ćwiczenia izotoniczne, akcentowane ćwiczenia skokowe, ekscentryczne ćwiczenia przeciążeniowe i ekscentryczną ergometrię cyklu rozciągania-skracania. Ćwiczenia ekscentryczne oferują obiecującą modalność treningową w celu zwiększenia wydajności i zapobiegania urazom u sportowców. 

Jakie parametry mogę zwiększać, trenując siłę ekscentryczną?

Siła
Kiedy naukowcy omawiają siłę ekscentryczną, odnoszą się do ilości siły wytwarzanej podczas wydłużenia mięśnia. W przeciwieństwie do koncentrycznej siły, która jest ilością siły wytwarzanej, gdy mięsień skraca się. Ponieważ w trakcie mimośrodowego skurczu zaangażowanych jest mniej jednostek motorycznych (ze względu na bierną odporność oferowaną przez mosty poprzeczne), w jednostce ruchowej występuje więcej mechanicznego obciążenia na jednostkę napędową. W rezultacie trening ekscentryczny może generować do 1,3 razy więcej napięcia niż trening koncentryczny. Warto wspomnieć o samym mechanizmie odpowiedzialnym za generowanie siły w mięśniach. Dr hab. Zdzisław Adach, prof. AWF w Gorzowie Wlkp. w swojej pracy napisał, że kluczową rolę dla przebiegu skurczu mięśnia odgrywają jony Ca2+, które po uwolnieniu z siateczki sarkoplazmatycznej (SS) inicjują i kontrolują przebieg procesów prowadzących do wytworzenia połączenia aktywnych postaci miozyny z miofilamentem aktynowym. Dopóki komórka mięśniowa jest pobudzana, a jony wapnia są przyłączane do TnC, dochodzi do wielokrotnego łączenia, generowania siły, a następnie rozłączania mostków poprzecznych przy zachodzącej hydrolizie ATP. Jego skutkiem jest wytworzenie napięcia mięśnia, skrócenie jego długości lub jednoczesna zmiana obu wielkości, w zależności od warunków pracy mięśnia. 

W skurczu izometrycznym zmiany strukturalne, którym poddane są mostki, są niewielkie, natomiast duże zmiany w ruchu ślizgania mostka zachodzą, kiedy występuje skracanie mięśnia. Rozwijanie siły w izometrii poprzez ruch mostka, w którym generuje on siłę, następuje do momentu, kiedy element elastyczny mostka osiąga długość 2 nm [Piazzesi i wsp., 1997].

Szybkość cyklicznej pracy mostków poprzecznych odgrywa istotną rolę zarówno podczas narastania siły, jak i relaksacji. Mostki poprzeczne można więc traktować jako niezależne generatory siły, których szybkość przechodzenia w stan „mocnego” generowania siły wpływa na szybkość skurczu mięśniowego [Huxley, 1957; Huxley i Simmons, 1972]. Przyjmuje się, że kinetyka mostków poprzecznych, uwarunkowana szybkością przyłączania do nich jonów Ca2+, należy do czynników wpływających w istotny sposób na szybkość narastania siły i na relaksację [Piazzesi i wsp., 1997]. 

Maksymalną wartość siły uzyskanej podczas skurczu dowolnego określa się jako maksymalną, dowolną siłę izometryczną (MVC). Jej wielkość zależy głównie od liczby pobudzonych jednostek motorycznych, przekroju fizjologicznego mięśnia, rodzaju i wielkości włókien mięśniowych oraz siły rozwijanej przez każdy z mostków poprzecznych. MVC jest osiągana zazwyczaj w czasie 1–3 s [Bemben i wsp., 1990; Morris i wsp., 1983], wykazując znaczne indywidualne wahania. Jest ona uzależniona między innymi od właściwości kurczliwych mięśni oraz badanej grupy mięśniowej.

Podczas przyrostu siły w czasie (F-t) wyróżnia się trzy fazy: pierwszą – najszybszą fazę wczesnego narastania, obejmującą przyrost do 50% MVC; drugą – późnego narastania, definiowaną jako wzrost siły 50–80% MVC. Trzecia, najwolniejsza faza obejmuje zakres 80–100% MVC [Jaskólska, 1998]. Najszybsze narastanie zachodzi, gdy osiąga ona poziom ok. 30% MVC. Jest to moment maksymalnego gradientu narastania siły (MGN). W pojedynczym, całkowicie pobudzonym włóknie, gradient ten jest przypuszczalnie limitowany przez szybkość przejścia mostków ze stanu „słabego” rozwijania siły w stan „mocnego” jej rozwijania. Na przebieg każdej z tych faz wpływają częściowo inne mechanizmy odpowiadające za narastanie siły. Według Milner-Brown i Stein [1973], Freund i wsp. [1975] oraz Kukulki i Clamanna [1981] w początkowej fazie skurczu (do uzyskania poziomu 50% MVC) głównym mechanizmem wpływającym na wzrost siły jest rekrutacja jednostek motorycznych [Oishi i Nigorikawa, 1988], uwalnianie jonów Ca2+ z SS i kinetyka mostków poprzecznych. Zależy ona również od liczby równocześnie aktywowanych, położonych równolegle względem siebie mostków [Ashley i wsp., 1993; Fitts i Balog, 1996; Szczęsna i wsp., 1996; Viitasalo i Komi, 1981a].

W późniejszych fazach szybkość narastania siły zmniejsza się. Najwolniejsze tempo jest w końcowej fazie (80–100% MVC) i zależy przede wszystkim od zmiany częstotliwości wyładowań już pobudzonych jednostek motorycznych oraz od kinetyki mostków miozynowych [Oishi i Nigorikawa, 1988]. Sposób aktywacji jednostek motorycznych w mięśniu zależy jednak od wielkości i typu mięśnia [Kukulka i Clamann, 1981; Laframboise i Cafarelli, 1994]. Jednocześnie można zauważyć, że wraz ze zmianą szybkości narastania siły mięśnia zmienia się jego sztywność. Na ten stan wpływają zarówno mostki poprzeczne, jak i elementy sprężyste mięśnia [Edman i Lou, 1989; Piazzesi i wsp., 1997; Proske i Morgan, 1984; Rack i Westbury, 1972]. Przypuszcza się, że zwiększona sztywność elementów sprężystych mięśnia wpływa na szybsze narastanie siły wyrażanej przez większy MGN [Barclay, 1992; Mero i wsp., 1981; Viitasalo i Komi 1981b]. 

Większe napięcie zapewnia zwiększony bodziec do włókien mięśniowych, co z kolei zachęca do większych adaptacji biologicznych. W rzeczywistości ekspert z Norwegii, Per Egil (Pella) Refsnes, powiedział, że ekscentryczny trening jest najlepszą metodą na podniesienie poziomu siły u sportowców wyczynowych.

Hipertrofia
Ekscentryczny trening buduje masę mięśniową. Wiele badań potwierdziło skuteczność obciążeń ekscentrycznych odpowiedzialnych za reakcję hipertroficzną. Wyjaśnia to również niewielki poziom popularności urządzeń izokinetycznych na kontynencie europejskim – słusznie postrzegano je jako ograniczenie prawdziwego potencjału siły sportowca.

Poprzez programowanie ekscentrycznego ruchu własnych ćwiczeń możesz osiągnąć największy przyrost mięśni, upewniając się, że masz właściwą intensywność obciążenia i idealny czas pod napięciem, aby spowodować maksymalne uszkodzenie włókien mięśniowych. Na przykład, prostym sposobem na użycie większej liczby mięśni jest użycie dłuższego tempa ruchu ekscentrycznego (4–6 sekund) z wybuchowym lub jednosekundowym ruchem koncentrycznym.

W badaniach porównujących tylko trening ekscentryczny i koncentryczny okazuje się, że trening ekscentryczny jest znacznie lepszy w wytwarzaniu hipertrofii. Dzieje się tak dlatego, że ruch mimośrodowy uszkadza miofibry i preferencyjnie rekrutuje włókna szybkokurczliwe. Oznacza to, że w jednostkach motorycznych występuje większa ilość stresu przy ćwiczeniach ekscentrycznych, co powoduje większy wzrost mięśni.

W przeciwieństwie do tego trening koncentryczny nie prowadzi do znacznego przyrostu. W jednym z badań mężczyźni wykonywali trening tylko koncentrycznie lub ekscentrycznie, używając 4–6 serii 8–12 powtórzeń, trzy razy w tygodniu. Pod koniec 12. tygodnia włókna wolnokurczliwe nie zwiększyły się w żadnej z grup. Jednak szybko poruszające się włókna typu II wzrosły 10-krotnie w grupie ekscentrycznej – zdecydowanie bardziej niż w grupie koncentrycznej. Jednak badania sugerują, że najlepszym bodźcem do hipertrofii jest trening, który wykorzystuje zarówno ruchy ekscentryczne, jak i koncentryczne, ale sprzyja ruchom koncentrycznym.

Moc
Trening ekscentryczny może poprawić siłę, ponieważ pozytywnie zmienia charakterystykę wykresu siły w czasie. Fińscy i norwescy naukowcy zajmujący się sportem wykazali, że ekscentryczne bodźce treningowe można stosować okresowo w celu poprawy lub utrzymania zdolności systemu nerwowo-mięśniowego do generowania szybkiej produkcji siły. Jednym z protokołów, jakiego Norwegowie powszechnie używają do poprawy swoich wyników w jednym z głównych bojów – jakim jest wyciskanie na ławce jest trening u sportowców dwa razy w tygodniu – raz tylko ze skurczami ekscentrycznymi. Podczas pierwszego treningu zawodnik wykonałby 5 serii 4–6 powtórzeń przy 80–85% ich aktualnego maksimum w normalny sposób (używając pełnej siły sprężystej rozciągnięcie-skrócenie), a przy drugim treningu zawodnik wykonałby 120% maksimum przy skurczach ekscentrycznych.

Specyfika sportu

Siła ekscentryczna jest charakterystyczna dla wielu aktywności sportowych.

Przykładowo, w trakcie rozgrywki na boisku baseballowym zaangażowane grupy mięśni muszą zapewniać spowolnione skurcze mięśniowe w celu zachowania zdrowej artrokinematyki. Warto zauważyć, że przyczyny zerwania więzadeł krzyżowych przednich mogą być kontaktowe lub bezkontaktowe, a przyczyniają się do tego:

• uwarunkowania anatomiczne, np. wzmożona elastyczność stawu,
• wcześniejsze urazy w obrębie danego stawu kolanowego, m.in. urazy rzepki, łąkotki, stłuczenia,
• dysbalans mięśniowy w obrębie kończyny dolnej,
• kompensacja stawu kolanowego wynikająca z zaburzonej artrokinematyki, np. przodopochylenie czy skrętne ustawienie miednicy,
• stany przeciążeniowe stawu,
• brak odpowiedniego przygotowania do uprawiania sportu lub rekreacji fizycznej.

Siła ekscentryczna jest również ważna w sporcie, który wymaga dużych zdolności skokowych. Łyżwiarki figurowe często mają koncentryczną siłę, by skakać wystarczająco wysoko, aby wykonać skomplikowany skok, np. na podwójnej osi, ale nie mają wystarczającej siły ekscentrycznej, by kontrolować lądowanie. Analiza układu nerwowo-mięśniowego skoków (Neuromuscular Responses of Elite Skaters During Different Roller Figure Skating Jumps, P.D. Pantoja et al. 2014) wykazała, że aktywność w mięśniach dwugłowych uda, brzuchatego łydki, mięśnia prostego uda, mięśnia obszernego bocznego uda oraz mięśnia pośladkowego wielkiego (szczególnie dla trójwyprostu) dla skoków z największą liczbą obrotów, głównie podczas fazy startu i lotu, była większa niż przy skokach z mniejszą liczbą obrotów. Wyniki te są zgodne z tymi uzyskanymi w pracy Taylora i Psycharakisa (2009), które wykazały większą aktywację mięśni nogi startowej podczas skoków z większą rotacją. W badaniu oceniano mięsień brzuchaty łydki, mięsień dwugłowy uda i mięsień przywodziciela u łyżwiarzy na szczeblu krajowym wykonujących axle oraz dwie figury w łyżwiarstwie. Stąd mowa o przygotowaniu siłowym w sporcie zawodowym – jeśli ich mięśnie dolnej części ciała nie są wystarczająco silne, aby zaabsorbować stres związany z lądowaniem, ich stawy będą musiały je przyjąć, co zwiększy ryzyko kontuzji.

Warto więc tu dodać kilka słów o kompleksowości treningów łyżwiarzy oraz hokeistów. 

Ostatnio coraz popularniejsze staje się stosowanie kompleksowego treningu jako metody łączenia ćwiczeń siłowych i plyometrycznych podczas tej samej sesji treningowej. Yury Verkhoshansky wprowadził pojęcie kompleksowego treningu, który opisuje „kompleks ćwiczeń dla rozwoju zdolności reaktywnych jest spełniony w tle podwyższonej pobudliwości centralnego układu nerwowego, spowodowanej wstępnym wykonywaniem ćwiczeń wymagających dużej mocy”. Pozostają pytania dotyczące potencjalnej skuteczności, rozwoju i wdrażania tego rodzaju szkoleń. Wyniki najnowszych badań są przydatne w praktyce treningowej i wdrażaniu kompleksowych programów szkoleniowych. Właściwe połączenie treningu plyometrycznego i treningu siłowego uważa się za przydatne do rozwijania siły sportowca. Trening złożony zastępuje biomechanicznie podobne treningi z obciążeniem ciężkim z ćwiczeniami plyometrycznymi. Przykładem złożonego szkolenia może być wykonanie serii przysiadów, a następnie serii przysiadów ze skokiem. W badaniach Chu zasugerował, że trening siłowy o wysokiej intensywności może poprawić pobudliwość nerwu ruchowego i że zapewnia to najlepszy stan treningu plyometrycznego, który następuje zaraz po nim. Plyometria może być zdefiniowana jako „ćwiczenia skokowe, które pociągają za sobą gwałtowne spowolnienie masy ciała, po którym następuje gwałtowne przyspieszenie tej masy ciała w przeciwnym kierunku”. Trening siłowy w większym stopniu ułatwia koncentryczne ćwiczenia, podczas gdy trening plyometryczny podkreśla ekscentryczny komponent i tempo rozwoju siły. Skuteczne i złożone treningi szkoleniowe opierają się zatem na sukcesie z treningu wytrzymałościowego i treningu plyometrycznego. 
 

Umiejętności techniczne

Ekscentryczna siła może również poprawić technikę ćwiczeń. Podczas wykonywania treningu siłowego, który zawiera cykl skracania i rozciągania, taki jak przysiady i wyciskanie, technika ma kluczowe znaczenie. Amerykańscy naukowcy przeprowadzający badania nad elitarnymi wyciskaczami pokazali, że zawodnicy mogący podnosić najcięższe ciężary byli tymi, którzy mogliby wolniej rozciągać mięsień. Oznacza to, że włączenie treningu ekscentrycznego może ułatwić proces zmniejszania oporu pod kontrolą techniczną. Oznacza to także, że ćwiczenia izokinetyczne miałyby mniejszą specyfikę w stosunku do techniki elitarnego wyciskacza leżąc, ponieważ nie ma elementu ekscentrycznego.

Specjalne środki ostrożności dotyczące treningu ekscentrycznego

Nawet jeśli trening ekscentryczny wykazuje ogromny potencjał w zakresie poprawy siły, ma jednak kilka wad. Często wymaga pomocy partnerów treningowych. Trening ekscentryczny może być zatem niebezpieczny w przypadku niektórych ćwiczeń, jeśli partner treningowy nie jest odpowiednio przeszkolony lub nie jest uważny.

Dalsze korzyści z ekscentrycznego treningu

Pozytywne efekty negatywnego treningu nie kończą się na poprawie siły. Możemy również zwrócić uwagę na następujące „dodatkowe korzyści”:

1. Większa edukacja krzyżowa (Hortobagyi i Lambert 1997). Cross-education odnosi się do transferu przyrostów siły z jednej kończyny na drugą. W praktyce oznacza to, że gdybyś pracował tylko z prawą ręką za pomocą ekscentrycznych akcji, to niektóre zyski sił przeniosłyby się na lewe ramię. Może to być bardzo korzystne w zapobieganiu nadmiernej utracie wytrzymałości w przypadku unieruchomienia jednej kończyny.
2. Trening ekscentryczny jest również lepszą metodą leczenia tendinozy w porównaniu z ćwiczeniami koncentrycznymi (Mafi i wsp. 2001). Można więc twierdzić, że ta forma treningu jest odpowiednia dla rannych sportowców i że jest bezpieczniejsza niż trening współśrodkowy, nawet jeśli zastosowane obciążenia są większe.
3. Ostatnim punktem zainteresowania jest to, że zyski sił z ekscentrycznego treningu są utrzymywane dłużej podczas okresu „zejścia” niż zyski z treningu tylko koncentrycznego (Collinder i Tesch 1992, Housh i wsp. 1996), co może być bardzo ważne dla sportowców, którzy nie mogą trenować tak intensywnie w sezonie, jak mogą to robić poza sezonem.

• Jeśli nie podkreślisz planowania części ćwiczeń siłowych (bardzo szybko obniżysz poprzeczkę, nie skurczysz mięśni podczas ekscentrycznej części itd.), możesz równie dobrze nie trenować w ogóle (przynajmniej jeśli maksymalna siła i rozmiar są dla ciebie ważne). Bądź jednak ostrożny – to nie znaczy, że powinieneś akcentować/podkreślać ekscentryczny stres we wszystkich ćwiczeniach, ale że niektóre ćwiczenia powinny być ukierunkowane na bardzo duże ekscentryczne przeciążenie.
• Podkreślanie ekscentrycznego stresu podczas sesji doprowadzi do zwiększenia siły. Powody są związane z adaptacjami strukturalnymi i neuralnymi.
• Ekscentryczna część ruchu jest głównym bodźcem dla wzrostu mięśni, ponieważ jest przyczyną większości mikrourazów spowodowanych przez mięśnie, co działa jako sygnał do rozpoczęcia procesu budowania mięśni.
• Przeciążenie ekscentrycznej części ćwiczenia pozwala przyzwyczaić się do trzymania dużych ciężarów i kontrolowania ich. Może to mieć bardzo istotny wpływ na budowanie adaptacji neuromuskularnej podczas próby podniesienia maksymalnych ciężarów.

Trening ekscentryczny zużywa mniej energii niż koncentryczne skurcze. Wymaga mniej energii (lub ATP) niż zakończenie koncentrycznego skurczu. Jest to ważne, ponieważ oznacza to, że możesz wykonywać więcej pracy w sposób ekscentryczny, co ma wpływ na kompozycję ciała, siłę i wzrost rozmiaru. Manipulowanie wykorzystaniem energii i rozpadem ATP jest ważnym składnikiem maksymalnego wzrostu mięśni. Załóżmy, że wykonujesz serię przysiadów z ciężkim ładunkiem i zbliżasz się do koncentrycznej awarii, na przykład obciążenie, które wynosi 85% Twojego przysiadu 1 RM. Twoje mięśnie tracą energię. Jesteś blisko niezdolności do utrzymania skurczu i podniesienia ciężaru. Po osiągnięciu zmęczenia włókna fizycznie „blokują się” z powodu niewystarczającej ATP. Jeśli wykonywane jest ekscentryczne działanie, wówczas stymulujemy pracę mięśni dalej. Pomysły te są zachęcające, ale należy wziąć pod uwagę dodatkowe czynniki, a nie tylko wyczerpanie ATP w celu wywołania wysokiego poziomu syntezy białka po ekscentrycznym treningu. Odpowiedź anaboliczna i aktywacja szlaków genowych wydają się odgrywać pewną rolę, ale mogą istnieć jeszcze inne niezidentyfikowane mechanizmy.

Ciężkie negatywy i powtórzenia siły zwiększają intensywność ćwiczeń

Blok...