Oletko tehnyt harjoitusohjelman ja huomannut ohjelman jälkeen, ettet kehittynytkään tai urheilijasi ei saavuttanutkaan haluttua kehitystä? Kaikki yksilöt kehittyvät eri tahtiin ja tiedämme, että yksilöiden välillä on paljon eroja kehittymistahdissa. Jotkut yksilöt eivät vastaa tietynlaiseen harjoitteluun ollenkaan, kun toiset taas kehittyvät vimmatusti. Lihasmassaharjoittelun yhteydessä käytetään kansankielisesti termistöä hardgaineri, kun kehitystä ei tule. Mitä tämmöisissä tapauksissa kannattaa tehdä, jotta kehitystä saadaan jatkossa aikaan vai onko hardgainer tuomittu loppuelämäksi olemaan kehittymättä?
Mitkä kaikki vaikuttavat kehittymiseen voimaharjoittelussa?
Vaikka voimaharjoittelu onkin erinomainen tapa kehittää lihasvoimaa ja -kestävyyttä, se ei kuitenkaan ole aina yhtä tehokas kaikille ihmisille. Kehittymiseen vaikuttavat monet eri tekijät, kuten ikä, sukupuoli, perimä, elämäntavat, harjoitustausta ja mahdolliset sairaudet tai vammat.
Tämän vuoksi onkin tärkeää ymmärtää ja suunnitella voimaharjoittelua yksilöllisten tarpeiden mukaan. Yksilöllisyyden huomioiminen voimaharjoittelussa auttaa saavuttamaan parempia tuloksia ja välttämään mahdollisia vammoja tai ylirasitusta.
Erittäin tärkeä tekijä kehittymisessä on harjoitustausta. Esimerkiksi vasta-alkaja kehittyy huomattavia määriä alussa lihasmassan ja voiman osalta, kun taas kokeneemmalla harjoittelijalla pienenkin kehityksen saavuttaminen on haastavampaa (Rhea et al., 2003).
Lihaskasvusta ja kaikesta harjoittelusta puhuttaessa ei voi olla puhumatta ravitsemuksesta ja proteiinin merkityksestä. Yksilöt, jotka saavat riittävästi energiaa ja proteiinia tukemaan heidän harjoitteluaan, kehittyvät huomattavasti enemmän kuin ne, jotka eivät saa tarvitsemaansa ravintoa (Phillips and Van Loon, 2011). Voiko syyttää vain geenejään vai onko taustalla jotain muuta?
Kuva 1: Nopeasti kehittyvillä yksilöillä näyttäisi olevan suurempi ribosomipitoisuus ja lihasproteiinisynteesi harjoitusten jälkeen verrattuna heikosti kehittyviin yksilöihin. Lisäksi hypoteettisesti hyvin kehittyvillä on enemmän satelliittisoluja, tumia, androgeenisignalointia, mitokondrioiden volyymia ja hiusverisuonistoa. Kuvan lähde Roberts et al., 2018.
Elämäntavat tärkeämpiä kuin geenit?
Genetiikka on eittämättä tärkeässä roolissa yksilön kehityksessä. Esimerkiksi ACTN3 geenin on näytetty olevan yhteydessä eroihin lihasvoiman ja tehontuoton kehittymisessä harjoittelussa (Jones et al., 2016; Eynon et al., 2013). Toisaaltaidenttisillä kaksosilla huomattiin, että elintavoilla on valtava merkitys. Identtiset kaksoset ovat perimältään ja genotyypiltään täysin samanlaiset. Perimän ollessa identtinen, vain olosuhteet vaikuttavat kehitykseen ja näin kaksostutkimukset toimivat esimerkkinä olosuhteiden vaikutuksesta yksilön kehitykseen. 52 vuotiaista kaksosista toinen oli harjoitellut kestävyystyyppisesti yli 30 vuotta ja toinen kaksosista ei ollut liikkunut juuri lainkaan. Harjoitelleella kaksosella oli pienempi kehonmassa, rasvamassa, leposyke, verenpaine, kolesteroli, plasman triglyseridi- ja glukoosipitoisuus. Lisäksi hänellä oli korkeampi anaerobinen ja aerobinen kestävyyskyky. Toisaalta hänellä oli vähemmän lihasta ja voimaa verrattuna ei-harjoitelleeseen kaksoseen. Hänellä oli enemmän hitaita lihassoluja ja vähemmän nopeita lihassoluja sekä korkeampi AMPK proteiinin esiintyvyys (kestävyyssignalointiin liitetty väylä). Yhteensä kestävyysharjoitelleella kaksosella oli 55% enemmän hitaita lihassoluja ja jopa 12,4 ml/kg/min korkeampi VO2max ja 8,6% matalampi rasvaprosentti.
Tutkimuksessa korostettiin elintapojen ja harjoittelun voimakasta vaikutusta koko kehoon. Geenit määrittävät tietyn taustan harjoittelulle, mutta riittävällä harjoittelulla ja elintavoilla voidaan vaikuttaa erittäin tehokkaasti haluttuihin adaptaatioihin. Myös muissa kaksoistutkimuksissa on huomattu (Marsh et al., 2020), etteivät geenit välttämättä ole ihan niin tärkeässä roolissa harjoitusadaptaatiossa kuin aikaisemmin on arvioitu eri poikittaistutkimuksissa.
Toisaalta Davidsenin ja kumppanien tutkimus osoitti, että mikroiRNA-muutokset alhaisen vasteen ihmisillä voivat estää kasvua ja uudistumista edistävien geenien “aktivoitumisen”. Heidän mukaansa lihaskasvu liitty mikroRNA pitoisuuksien muutoksiin ja heidän analyysinsa viittaa siihen, että mikroRNA:lla voi olla rooli voimaharjoittelun aiheuttamissa muutoksissa ja siinä kehittyykö ihminen vai ei. Näyttäisikin siltä, että niin geeneillä kuin olosuhteilla on merkitystä.
Kuva 2: Intohimon lisäksi myös geenit ja olosuhteet vaikuttavat harjoitusadaptaatioiden määrään.
Mitä tehdä jos kehitystä ei tule - lisää harjoituskuormaa?
Harjoituskuormaa, eli volyymia, on pidetty tärkeimpänä tekijänä morfologisia muutoksia varten (Figueiredo et al., 2018). Mattocks et al. (2017) huomasivat, että koehenkilöt, jotka suorittivat hyvin korkean intensiteetin voimaharjoituksia saavuttivat saman voimatasojen kasvamisen kuin ne, jotka harjoittelivat suuremmalla volyymilla. Kuitenkin vain korkeamman volyymin harjoitteluryhmä saavutti lihasmassan kasvua.
Molekyylitason näkökulmasta suurempi harjoitusvolyymi vaikuttaa myofibrillaarisen proteiinisynteesin anabolisen signalointiin positiivisesti. Suurempi volyymi on myös tärkeä p70S6k- ja S6-fosforylaation kannalta voimaharjoittelun jälkeen (Burd ym., 2010a, b; Terzis ym., 2010). p70S6k- ja S6-fosforylaatio säätelevät muun muassa solujen kasvua vaikuttamalla proteiinisynteesin komponentteihin.
Kuinka paljon volyymia on tarpeeksi?
Meta-analyysi ikääntyvien ihmisten lihasmassaharjoittelusta osoitti, että merkittävämmät muutokset liittyivät erityisesti harjoitusohjelmiin, jossa tehtiin enemmän sarjoja koko harjoitussession aikana (Peterson ym., 2011). Useissa tutkimuksissa on huomattu useamman sarjan ylivoimaisuus verrattuna yhteen sarjaan sekä nuorilla että vanhemmilla yksilöillä (Kramer, 1997; Radaelli ym., 2014a,b). Myös Kriegerin (2010) tekemässä meta-analyysissä huomattiin, että usean sarjan suorittaminen on todella tehokkaampaa kuin yhden sarjan suorittaminen. Toisaalta samassa analyysissä huomattiiin, että neljän tai kuuden sarjan suorittaminen ei ole parempaa kuin kahden tai kolmen sarjan suorittaminen. Eli harjoitusvolyymin lisäyksellä voisi olla teoreettinen maksimi yksilön kohdalla. Lisäksi vaikuttaa siltä, ettei supistustapa ole yhtä tärkeä kuin volyymi, jos halutaan saavuttaa molekyylitason muutoksia harjoitussession jälkeen (Garma ym., 2007).
Tietääksemme vain yksi tutkimus on yrittänyt vastata suoraan siihen, voidaanko harjoitusvolyymilla vaikuttaa yksilöllisiin eroihin. Nunes ym. (2021b) huomasivat, että heikosti kehittyvät ihmiset eivät kehittyneet, vaikka harjoitusvolyymia nostettiin. Toisaalta tämä oli retrospektiivinen data-analyysi, eikä suora interventiotutkimus. Scarpelli et al. (2020) näyttivät myös, että ei-optimi harjoitusvolyymi haittaa lihaskasvua nuorilla harjoitelleilla yksilöillä. Toisaalta Montero & Lunby (2017) huomasivat mielenkintoisessa tutkimuksessaan, että kaikki heikosti harjoitteluun vastanneet yksilöt muuttuivat positiivisesti kehittyneiksi yksilöiksi kun harjoittelua lisättiin runsaasti kahdelle seuraavalla harjoitusviikolle kuuden harjoitusviikon jälkeen. Toisaalta tutkimuksessa suoritettiin aerobista harjoittelua, eikä voimaharjoittelua.
Hammarströmin ja kumppanien (2019) erittäin mielenkiintoisessa tutkimuksessa huomattiin korkeamman volyymin kasvattavan enemmän lihasta ja voimaa verrattuna pienempään harjoituskuormaan. Harjoittelu toteutettiin niin, että vastakkainen jalka teki vähemmän volyymia ja toinen jalka enemmän. Harjoituskuorma oli hyvin pieni, mutta ero kolminkertainen (1 sarja vs 3 sarjaa). 13 osallistujaa hyötyi selvästi enemmän suuremmasta volyymista lihasmassan kohdalla ja 16 osallistujaa voiman kohdalla. Ainoastaan kolme osallistujaa hyötyi pienemmästä harjoituskuormituksesta. Lisäksi yksilötasolla korkeampiharjoitusvolyymi oli yhteydessä lisääntyneeseen ribosomien biogeneesiin eli uudimuodostukseen. Myös muut ovat todenneet saman asian (Figueiredo et al. 2015; Stec et al. 2016; Mobley et al. 2018).
Oletko ravi- vai työhevonen?
Lihassolujakauma ei selitä yksin yksilöllisiä eroja voimaharjoittelussa, mutta erittäin mielenkiintoisesti Van Vossel et al. (2023) huomasivat, että saadakseen saman lihasmassan kasvun aikaan enemmän hitaita lihassoluja omaavien pitää tehdä enemmän työtä. Tämä tukee ajatusta siitä, että hidassolukkoisten yksilöiden voi olla kannatavaa tehdä suurempaa volyymiikuormaa. Kannattaa siis rohkeasti kokeilla suurempaa volyymia, jos et kehity. Jotkut yksilöt ovat kuin dieselkoneita, jotka vaativat enemmän kuormaa lähteäkseen kunnolla käyntiin.
Mistä sitten tietää mikä on sopiva harjoituskuorma? Kannattaa aloittaa määrittämällä vähimmäisannos, jolla pystyy kehittymään. Tämän pohjalta voi lähteä etsimään optimaalista harjoituskuormitusannosta (Fisher ym., 2017).
Jos kehitystä ei tule, niin vaihda harjoitusmuotoa
Harjoitusmuodon vaihtamisella voi myös tulla kehitystä. Esimerkiksi tässä mielenkiintoisessa tutkimuksessa 16 rugbypelaajaa tekivät neljä erilaista reeniä, jolla pyrittiin määrittämään testosteronivaste jokaisen eri harjoituksen kohdalla. Tarkoituksena oli mitata, mikä harjoitusmuoto tuotti suurimman ja pienimmän testosteronivasteen. 8 pelaajaa suoritti kolmen viikon harjoitusblokin, jossa tehtiin sitä harjoitusmuotoa, joka tuotti maksimaalisen testosteronivasteen ja toinen porukka suoritti saman pituisen harjoituspätkän, mutta tehden sitä harjoitusmuotoa, joka tuotti pienimmän testosteronivasteen.
Harjoitusliikkeet olivat samat, eli penkki, jalkaprässi, alatalja ja kyyky, mutta sarjat ja toistot vaihtelivat:
Harjoitusmuoto 1: 4 x 10 x 70% 2min palautus.
Harjoitusmuoto 2: 3 × 5 x 85% 3min palautus.
Harjoitusmuoto 3: 5 × 15 x 55% 1min palautus.
Harjoitusmuoto 4: 3 × 5 x 40% 3min palautus.
Kaikki pelaajat kehittyivät merkittävästi penkissä ja jalkaprässissä kun he tekivät harjoitusmuotoa, joka aiheutti suurimman testosteronivasteen. Toisaalta pienimmän hormonaalisen vasteen aiheuttanut harjoitusmuoto ei aiheuttanut mitään muutoksia jopa 75% urheilijoista ja joillakin yhden toiston maksimi jopa pieneni.
Mielenkiintoisesti molemmilla henkilöillä, joilla oli suurin testosteronivaste 3 × 5 x 40% protokollalle, esiintyi 4 × 10 x 70% protokolla vähäisimpänä vasteenaan sekä ennen että jälkeen harjoitusjakson. Samalla tavalla seitsemästä yksilöstä, jotka vastasivat optimaalisesti 4 × 10 x 70% protokollalle, viidelle (71%) 5 × 15 x 55% protokolla tuotti vähiten testosteronivastetta. Tutkimus osoittaa hyvin, että joillekin erilaiset harjoitusmuodot näyttäisivät toimivat paremmin kuin toisille. Onkin tärkeä etsiä juuri yksilölle sopiva harjoitusmuoto.
Henkinen jaksaminen ja vahvuus voivat edesauttaa harjoittelua
Talsnesin ja kumppanien tutkimuksessa pystyttiin erottelemaan korkeasti ja heikosti harjoitteluun vastaavia kestävyysurheilijoita kuuden kuukauden harjoittelujakson jälkeen. Mielenkiintoisesti tutkimuksessa oli haastateltu valmentajia, että mistä erot voisivat johtua. Valmentajien mukaan korkeampi motivaatio ja vahvemmat valmentaja-urheilija suhteet korkean vasteen ryhmässä vaikuttivat yksilöllisesti optimoitujen harjoitus- ja palautumisrutiinien käyttöön, mikä johti positiivisempaan suorituskyvyn kehitykseen. Tämä johti myös siihen, että korkean vasteen ryhmän urheilijat suorittivat suurempia harjoitusmääriä (viikoittainen kuormitus: 3825 ± 1013 vs. 3228 ± 748 ja kuormitus/volyymi-suhde: 4,9 ± 0,6 vs. 4,2 ± 0,5; molemmat P ≤ 0,05) ja heillä oli vähemmän loukkaantumisia/sairastumisia verrattuna heikosti kehittyviin (5 ± 3 vs. 10 ± 5 päivää; P = 0,07).
Yhteenveto
Yksilöiden välillä on runsaasti eroja kehittymisessä
Ei kannata selittää kehittymättömyyttään geeneillä. Geenit asettavat tietyt reunaehdot, mutta kehitys on mahdollista kaikille.
Joillekin yksilöille sopii suurempi harjoituskuorma kuin toisille. Yksilöllisen vasteprofiilin etsiminen on tärkeää.
Erilaisia harjoitusmuotoja kokeilemalla voi myös saada kehitystä aikaan.
Lähteet
Montero,D., and Lundby, C. (2017). Refuting the myth of non-response to exercise training: ’non-responders’ do respond to higher dose of training. J. Physiol. 595, 3377–3387. doi: 10.1113/JP273480
Nunes, J. P., Pina, F. L., Ribeiro, A. S., Cunha, P. M., Kassiano, W., Costa, B. D., et al. (2021b). Responsiveness to muscle mass gain following 12 and 24 weeks of resistance training in older women. Aging Clin. Exp. Res. 33, 1071–1078. doi: 10.1007/s40520-020-01587-z
Scarpelli, M. C., Nóbrega, S. R., Santanielo, N., Alvarez, I. F., Otoboni, G. B., Ugrinowitsch, C., et al. (2020). Muscle hypertrophy response is affected by previous resistance training volume in trained individuals. J. Strength Cond. Res. 27, 1–5. doi: 10.1519/JSC.0000000000003558
Fisher, J. P., Steele, J., Gentil, P., Giessing, J., andWestcott,W. L. (2017). A minimal dose approach to resistance training for the older adult; the prophylactic for aging. Exp. Gerontol., 99, 80–86. doi: 10.1016/j.exger.2017.09.01
Kramer, J. B. (1997). Effects of single vs multiple sets of weight training: impact of volume, intensity, and variation. J. Strength Cond. Res. 11, 143–147. doi: 10.1519/00124278-199708000-00002
Radaelli, R., Botton, C. E., Wilhelm, E. N., Bottaro, M., Brown, L. E., Lacerda, F., et al. (2014a). Time course of low- and high-volume strength training on neuromuscular adaptations and muscle quality in older women. Age 36, 881–892. doi: 10.1007/s11357-013-9611-2
Radaelli, R.,Wilhelm, E. N., Botton, C. E., Rech, A., Bottaro,M., Brown, L. E., et al. (2014b). Effects of single vs. multiple-set short-term strength training in elderly women. Age 36:9720. doi: 10.1007/s11357-014-9720-6
Krieger, J. W. (2010). Single vs. multiple sets of resistance exercise for muscle hypertrophy: a meta-analysis. J. Strength. Cond. Res. 24, 1150–1159. doi: 10.1519/JSC.0b013e3181d4d436
Jones, N., Kiely, J., Suraci, B., Collins, D. J., de Lorenzo, D., Pickering, C., … & Grimaldi, K. A. (2016). A genetic-based algorithm for personalized resistance training. Biology of sport, 33(2), 117.
Eynon, N., Hanson, E. D., Lucia, A., & Houweling, P. J. (2013). Genes for elite power and sprint performance: ACTN3 leads the way. Sports Medicine, 43(9), 803-817.
Rhea, M. R., Alvar, B. A., Burkett, L. N., & Ball, S. D. (2003). A meta-analysis to determine the dose response for strength development. Medicine and science in sports and exercise, 35(3), 456-464.
Phillips, S. M., & Van Loon, L. J. (2011). Dietary protein for athletes: from requirements to optimum adaptation. Journal of sports sciences, 29(sup1), S29-S38.
Burd, N. A., Holwerda, A.M., Selby, K. C.,West, D.W., Staples, A.W., Cain, N. E., et al. (2010a). Resistance exercise volume affects myofibrillar protein synthesis and anabolic signalling molecule phosphorylation in young men. J. Physiol. 588, 3119–3130. doi: 10.1113/jphysiol.2010.192856
Terzis, G., Spengos, K., Mascher, H., Georgiadis, G., Manta, P., and Blomstrand, E. (2010). The degree of p70 S6k and S6 phosphorylation in human skeletal muscle in response to resistance exercise depends on the training volume. Eur. J. Appl. Physiol. 110, 835–843. doi: 10.1007/s00421-010-1527-2
Garma, T., Kobayashi, C., Haddad, F., Adams, G. R., Bodell, P. W., and Baldwin, K. M. (2007). Similar acute molecular responses to equivalent volumes of isometric, lengthening, or shortening mode resistance exercise. J. Appl. Physiol. 102, 135–143. doi: 10.1152/japplphysiol.00776.2006
Peterson,M. D., Sen, A., and Gordon, P.M. (2011). Influence of resistance exercise on lean body mass in aging adults: a meta-analysis. Med. Sci. Sports Exerc. 43, 249–258. doi: 10.1249/MSS.0b013e3181eb626
Hammarström, D., Øfsteng, S., Koll, L., Hanestadhaugen, M., Hollan, I., Apró, W., Whist, J.E., Blomstrand, E., Rønnestad, B.R. and Ellefsen, S. (2020), Benefits of higher resistance-training volume are related to ribosome biogenesis. J Physiol, 598: 543-565. https://doi.org/10.1113/JP278455
Figueiredo VC, Caldow MK, Massie V, Markworth JF, Cameron-Smith D & Blazevich AJ (2015). Ribosome biogenesis adaptation in resistance training-induced human skeletal muscle hypertrophy. Am J Physiol Endocrinol Metab 309, E72– E83.
Mobley CB, Haun CT, Roberson PA, Mumford PW, Kephart WC, Romero MA, Osburn SC, Vann CG, Young KC, Beck DT, Martin JS, Lockwood CM & Roberts MD (2018). Biomarkers associated with low, moderate, and high vastus lateralis muscle hypertrophy following 12 weeks of resistance training. PLoS One 13, e0195203.
Stec MJ, Kelly NA, Many GM, Windham ST, Tuggle SC & Bamman MM (2016). Ribosome biogenesis may augment resistance training-induced myofiber hypertrophy and is required for myotube growth in vitro. Am J Physiol Endocrinol Metab 310, E652– E661.
Beaven, C Martyn1; Cook, Christian J2; Gill, Nicholas D1. Significant Strength Gains Observed in Rugby Players after Specific Resistance Exercise Protocols Based on Individual Salivary Testosterone Responses. Journal of Strength and Conditioning Research 22(2):p 419-425, March 2008. | DOI: 10.1519/JSC.0b013e31816357d4
Talsnes RK, van den Tillaar R, Cai X, Sandbakk Ø. Comparison of High- vs. Low-Responders Following a 6-Month XC Ski-Specific Training Period: A Multidisciplinary Approach. Front Sports Act Living. 2020 Sep 8;2:114. doi: 10.3389/fspor.2020.00114. PMID: 33345103; PMCID: PMC7739740.
Bathgate KE, Bagley JR, Jo E, Talmadge RJ, Tobias IS, Brown LE, Coburn JW, Arevalo JA, Segal NL, Galpin AJ. Muscle health and performance in monozygotic twins with 30 years of discordant exercise habits. Eur J Appl Physiol. 2018 Oct;118(10):2097-2110. doi: 10.1007/s00421-018-3943-7. Epub 2018 Jul 14. PMID: 30006671.
Marsh CE, Thomas HJ, Naylor LH, Scurrah KJ, Green DJ. Fitness and strength responses to distinct exercise modes in twins: Studies of Twin Responses to Understand Exercise as a THerapy (STRUETH) study. J Physiol. 2020 Sep;598(18):3845-3858. doi: 10.1113/JP280048. Epub 2020 Jul 7. PMID: 32567679.
Davidsen PK, Gallagher IJ, Hartman JW, Tarnopolsky MA, Dela F, Helge JW, Timmons JA, Phillips SM. High responders to resistance exercise training demonstrate differential regulation of skeletal muscle microRNA expression. J Appl Physiol (1985). 2011 Feb;110(2):309-17. doi: 10.1152/japplphysiol.00901.2010. Epub 2010 Oct 28. PMID: 21030674.
Van Vossel, K., Hardeel, J., de Casteele, F.V., Van der Stede, T., Weyns, A., Boone, J., Blemker, S., Lievens, E. and Derave, W. (2023), Can muscle typology explain the inter-individual variability in resistance training adaptations?. J Physiol. Accepted Author Manuscript. https://doi.org/10.1113/JP284442
Figueiredo VC, de Salles BF, Trajano GS. Volume for Muscle Hypertrophy and Health Outcomes: The Most Effective Variable in Resistance Training. Sports Med. 2018 Mar;48(3):499-505. doi: 10.1007/s40279-017-0793-0. PMID: 29022275.
Mattocks KT, Buckner SL, Jessee MB, Dankel SJ, Mouser JG, Loenneke JP. Practicing the Test Produces Strength Equivalent to Higher Volume Training. Med Sci Sports Exerc. 2017 Sep;49(9):1945-1954. doi: 10.1249/MSS.0000000000001300. PMID: 28463902.
Isometrisellä lihastyötavalla viitataan lihastyöhön, missä lihasjännekompleksin pituudessa ei tapahdu muutosta. Konsentrisessa lihastyötavassa lihas lyhenee supistuessaan ja eksentrisessä lihastyötavassa lihas pitenee lihassolujen supistuessa. Esimerkkinä kyykystä ylös ponnistaminen on konsentrista lihastyötä suurimmalla osalla jalkojen lihaksia ja lihasten pituus lyhenee, kun taas eksentrinen toiminta pidentää lihaspituutta. Tästä esimerkkinä, kun mennään alaspäin kyykyssä. Isometristä harjoittelua voidaan käytännössä tehdä monella eri tavalla, mutta tässä jutussa keskitytään pelkästään työskentelyyn liikkumatonta esinettä vasten.
Isometrinen harjoittelu on erityisen mielenkiintoinen aihealue urheilijoille, koska isometristä harjoittelua voi hyödyntää positiivisten hermolihasjärjestelmän adaptaatioiden saavuttamiseksi ilman liiallista väsymystä, mitä perinteinen keskiraskas voimaharjoittelu aiheuttaa.
Minkälaisia adaptaatiota isometrinen harjoittelu aiheuttaa
Voiko pelkällä isometrisellä harjoittelulla kasvattaa lihasta?
Kyllä voi! Isometrinen harjoittelu 42–100 päivän ajan on johtanut 5,4–23% lihaksen poikkipinta-alan kasvuun ja jopa 91,7% nousuun maksimivoimassa (28-37). Pidempikestoinen interventio näyttäisi vaikuttavan huomattavasti lihaksen kokoon. Mitä pidempi interventio oli, sitä enemmän lihas kasvoi. Hypertrofiaan vaikutti myös harjoittelun intensiteetti, voluumi, supistuksen kesto ja lihaksen pituus.
Erityisesti pitkillä lihaspituuksilla tehty isometrinen harjoittelu parantaa ylivoimaisesti enemmän lihaksen kokoa verrattuna lyhyillä lihaspituuksilla tehtyyn isometriseen harjoitteluun, vaikka volyymi olisi tasattu näiden ryhmien välillä (1, 2 & 3). Tulokset ovat lähes samansuuntaisia, kun verrataan isometristä harjoittelua dynaamiseen harjoitteluun. Myös normaalissa dynaamisessa voimaharjoittelussa näyttäisi laaja liikerata olevan huomattavasti hyödyllisempi hypertrofian kannalta verrattuna vajaisiin liikeratoihin (4, 5 & 6). Yksi syy tähän voi olla, että pitkällä lihaspituudella tehdyt supistukset näyttäisivät tuottavan huomattavasti enemmän lihasvaurioita verrattuna lyhyellä lihaspituudella tehtäviin harjoitteisiin (7). Tämä johtuu siitä, että nivelen vipuvarsi kasvaa pitkillä lihaspituuksilla ja näin lisää mekaanista jännitystä lihaksessa verrattuna lyhyempään vipuvarteen. Suurempi mekaaninen jännitys aiheuttaa enemmän lihasvaurioita. Lisäksi pitkät lihaspituudet kuluttavat enemmän happea, vaativat enemmän verenkierrolta töitä ja kokonaisuudessaan lisäävät metaboliittien kerääntymistä enemmän kuin lyhyet lihaspituudet (8). Metaboliset tekijät ovat tutkitusti myös yhteydessä lihaskasvuun (9). Eli jos tavoitteena on spesifi lihaskasvu isometrisessä harjoittelussa, niin pitkät lihaspituudet ovat ehdottomasti paras valinta.
Volyymillä on selvästi väliä myös isometrisessä harjoittelussa, kun tavoitteena on lihaskasvu. Meyers (10) vertaili matala volyymista harjoittelua (3 x 6 sekuntia maksimaalisella intensiteetillä) korkea volyymiseen harjoitteluun (20 x 6 sekuntia maksimaalisella intensiteetillä) hauislihaksella. Kuuden viikon jälkeen enemmän volyymia tehnyt ryhmä oli saavuttanut selvästi isomman muutoksen hauislihaksen ympärysmitassa verrattuna matalavolyymiseen ryhmään. Myös Balshaw ja kumppanit (11) totesivat, että suurempi määrä volyymia (40 x 3 sekuntia 75% isometrisestä maksimista) tuotti enemmän lihaskasvua etureiteen 12-viikon aikana verrattuna pienempään harjoituskuormaan (40 x 1 sekuntia 80% isometrisestä maksimista).
Mielenkiintoista on myös, että Schott ja kumppanit (12) löysivät, että pidempikestoinen harjoittelu (4 x 30 sekuntia) tuotti enemmän hypertrofiaa verrattuna lyhyempikestoiseen harjoitteluun (4 x 10 x 3 sekuntia), vaikka liikesuoritteiden kokonaiskesto oli lopulta sekunnilleen yhtä pitkä. 14-viikon harjoittelun jälkeen etureiden vastus lateralis lihas kasvoi jopa 11,1% enemmän, kun lyhyempikestoisia supistuksia tehneellä ryhmällä ei löydetty ollenkaan merkitsevää muutosta etureiden kasvusta! Tämä voi johtua siitä, että pitkään ylläpidetyt supistukset estävät verenkierron ja vähentävät hapen saturaatiota alueella, stimuloiden näin hypertrofiaa monien paikallisten ja systeemisten mekanismien kautta.
Isometrinen harjoittelu muokkaa myös lihaksen arkkitehtuuria
Hypertrofiaa haettaessa lihastyötavalla ei ole hirveästi merkitystä, sillä niin dynaamisella, eksentrisellä ja isometrisellä harjoittelulla voidaan saada lihaskasvua aikaiseksi, mutta jos tavoitteena on saada muutoksia aikaan lihaksen arkkitehtuuriin, on lihatyötavalla todellakin merkitystä.
Laadukkaita tutkimuksia aiheesta ei ole paljoa, joten päätelmien tekeminen on haastavaa, mutta Noorkoiv ja kumppanit (3) huomasivat, että pidemmällä lihaspituudella tehty isometrinen harjoittelu (polvikulma 38.1 ± 3.7°) kasvatti vastus lateraliksen lihasfasciculuksen (lihassolukimppu, jota ympäröi lihaskalvo) pituutta keskiosassa lihasta merkitsevästi. Mielenkiintoisesti lyhyemmällä lihaspituudella tehty harjoittelu kasvatti taas distaalisessa päässä olevan lihasfasciculuksen pituutta. Ainoastaan yksi toinen tutkimus (1) on raportoinut vastus lateraliksen lihasfasciculuksen pituuden lisääntymistä ja myös pennaatiokulman muutoksesta pitkällä lihaspituudella tehdyn isometrisen harjoittelun jälkeen.
Isometrinen voimaharjoittelu näyttäisi aiheuttavan muutoksia lihaksen arkkitehtuuriin ja erityisesti lisäävän lihasfasciculuksen pituutta ja kenties jopa aiheuttaa muutoksia pennaatiokulmaan. Tällä on erityisesti väliä, jos tavoitteena on tehdä urheilijoista nopeampia, sillä esimerkiksi sprinttereillä on pidemmät lihasfasciculukset jaloissa verrattuna kestävyysurheilijoihin (38) ja 100 metrin juoksusuoritus on yhdistetty lihasfasciculuksien pituuksiin (39).
Isometrisen harjoittelun vaikutukset jänteisiin
Jänteen tarkoitus on siirtää voimia luun ja lihaksen välillä mahdollistaen nivelen liike. Ennen ajateltiin jänteiden olevan muuttumattomia, mutta onneksi nykyään tiedetään jo, että jänteet kykenevät adaptoitumaan stimulukseen merkitsevästi ja voivat käydä todella isoja arkkitehtuurisia muutoksia läpi pitkäaikaisen kuormituksen johdosta.
Esimerkiksi kun vertaillaan eri lajien urheilijoita akillesjännerepeämän kokemiin ihmisiin, on huomattu, että esimerkiksi lentopalloilijoilla on huomattavasti suurempi akillesjänne (119 ± 5.9) verrattuna akillesjännerepeämän kokemiin ihmisiin (101 ± 5.4). Mielenkiintoista oli, että kajakkiurheilijoilla oli lähes samankokoinen akillesjänne kuin repeämän kokemilla ihmisillä (101 ± 5.6) (13). Kajakkiurheilijat eivät juuri käytä akillesjänteitään lajissaan, joten harjoittelulla näyttäisi olevan suuri vaikutus jänteen rakenteisiin.
Jänteen adaptaatiot ovat erittäin tärkeitä ja haluttuja adaptaatioita nopeuslajin urheilijoille, sillä jänne toimii nopeassa liikkeessä liikuttajana jousen tavoin. Intensiteetti on ehdottomasti tärkein muuttuja jänteen adaptaatioissa. Kova intensiteettinen isometrinen plantaarifleksion harjoittelu (noin 90 % isometrisestä maksimista) lisäsi akillesjänteen poikkipinta-alaa ja jäykkyyttä 14-viikon harjoitteluohjelman aikana jopa parhaimmillaan 36 % (14 & 15). Samaa ei huomattu matalaintensiteettisellä harjoittelulla (55 % isometrisestä maksimista). Myös muut ovat raportoineet samankaltaisia runsaita muutoksia jänteen jäykkyydessä (vaihteluväli 17,5 % - 61,6 %) isometrisen voimaharjoittelun seurauksena intensiteetin vaihdellessa 70–100 % välillä isometrisestä maksimivoimasta (16, 17 & 18). Näyttäisi siltä, että 70 % voisi olla minimi-intensiteetti, joka vaaditaan haluttujen jänneadaptaatioiden saavuttamiseksi.
Räjähtävä isometrinen voimaharjoittelu taas lisäsi jänteen aponeuroosin elastisuutta, mutta vähensi jänteen poikkipinta-alaa (-2,8 %) (19). Isometrisen harjoittelun intensiteetillä ja kestolla saavutetaan hyvin erilaisia adaptaatioita. Jänteiden vahvistamisessa tulee suosia pidempiä ja intensiteetti korkealla tehtyjä supistuksia, kun taas kisakaudella voi tehdä terävämpiä elastisuutta lisääviä erittäin lyhyitä supistuksia. Lisäksi pidempi lihaspituus näyttäisi kehittävän jänteen jäykkyyttä enemmän kuin harjoittelu lyhyellä lihaspituudella samalla tavalla kuin lihaskasvussa (2).
Isometrisen voimaharjoittelun vaikutukset hermostoon
Hermoston adaptaatiot ovat kokonaisuudessaan hyvin harjoitteluspesifejä. Esimerkiksi Balshaw ja kumppanit (11) vertailivat 12 viikon aikana maksimaalista voimaharjoittelua (1 sekunnin rauhallinen nousu 75% isometrisestä maksimista ja siellä 3s pito) räjähtävään voimaharjoitteluun (mahdollisimman nopeasti >90% isometriseen maksimiin ja siellä 1s pito). Isometrinen maksimivoima kehittyi eniten maksimivoimaharjoittelulla, mutta räjähtävä voimaharjoittelu lisäsi EMG aktiivisuutta ihan liikkeen alussa (0–100 ms aikana) enemmän verrattuna maksimivoimaharjoitteluun. Nämä adaptaatiot olivat hermostoperäisiä ja olivat harjoitteluspesifejä, kun maksimivoimaharjoittelu kehitti maksimivoimaa ja räjähtävä voima kehitti nopeaa voimantuottokykyä. Myös ballistinen isometrinen harjoittelu on johtanut samankaltaisiin tuloksiin ja EMG amplitudin paranemiseen ensimmäisen 0-150 ms aikana verrattuna maksimivoimaharjoitteluun (11, 23 & 24).
Isometrisellä voimaharjoittelulla voidaan vaikuttaa lihaksen jännitys-pituussuhteeseen, eli siihen, millä lihaksenpituudella tai nivelen kulmalla tuotetaan isoin mahdollinen voima. Tämä on erityisen tärkeä urheilussa, jossa halutaan maksimoida suurin mahdollinen tuotettu voima halutussa asennossa. Myös parasta voimantuottokulmaa voidaan muokata isometrisellä harjoittelulla. Esimerkiksi Alegre ja kumppanit (25) raportoivat, että pidemmällä lihaspituudella harjoittelu kahdeksan viikon ajan johti 11 asteen muutokseen kohti pidempiä lihaspituuksia, kun taas lyhyemmillä kulmilla harjoittelu johti 5,3 astetta optimaalista kulmaa toiseen suuntaan. Myös Bogdanis ja kumppanit (26) huomasivat noin 10 % tiputuksen optimaalisessa kulmassa lyhyillä liikeradoilla harjoitellessa.
Pidempikestoinen supistus näyttäisi olevan joissakin tapauksissa tehokkaampi tapa parantaa voimaa ja myös dynaamista urheilun suorituskykyä (hyppäämistä ja juoksemista) verrattuna nopeaan isometriseen voimantuottotapaan (40). Pidemmässä supistuksessa tehtiin kolmen sekunnin ajan työtä ja räjähtävässä nopeassa isometrisessä voimantuottotavassa tehtiin yhden sekunnin verran töitä. Tuloksia on tulkittava hieman varovasti, sillä pidempää supistusta tehnyt ryhmä teki yhteensä 15 sekunnin verran työtä sarjassa, kun lyhyempää pätkää tehnyt ryhmä teki vain 10 sekunnin verran työtä. Kuuden viikon aikana ja 12 harjoituskerran vuoksi erot kertaantuvat ja tehty kokonaistyö oli huomattavasti isompi kolmen sekunnin ryhmässä verrattuna yhden sekunnin ryhmään. Tämä varmasti osaltaan selittää tuloksia.
Kolmen sekunnin ryhmä paransi esikevennettyä hyppyä 12,1 % ja yhden sekunnin ryhmä 10,8 %. Erot kasvaneista voimatasoissakin voivat selittää nämä muutokset. Mielenkiintoisesti pidempikestoinen isometrinen voimaharjoittelu aiheutti 1,4 % parannuksen 30 metrin juoksuaikaan. Tässäkin tapauksessa enemmän harjoitellut ryhmä paransi huomattavasti enemmän nopeuttaan, kun vähemmän harjoitellut ryhmä. Voisiko kasvaneet voimatasot, ei niinkään nopeus, selittää erot. Normaalilla kovalla kyykyllä ja plyometrisellä harjoittelulla on saatu 1,2 % parannus 30 metrin juoksuaikaan (43), joka on aika lähellä tämän tutkimuksen saamia tuloksia.
Toisaalta tässäkin tutkimuksessa huomattiin, että kyky tuottaa voimaa nopeammin parani yhden sekunnin ryhmällä enemmän kuin kolmen sekunnin ryhmällä, kun taas pidempikestoisessa supistuksessa maksimivoima kehittyi enemmän. Myös muut ovat raportoineet samankaltaisia tuloksia (41 & 42).
Yhteenveto
Isometristä harjoittelua voi hyödyntää positiivisten hermolihasjärjestelmän adaptaatioiden saavuttamiseksi ilman liiallista väsymystä. Tämä on erityisen tärkeää erityisesti urheilijoilla kilpailukauden aikana. Lisäksi jos tiettyä voimantuottokulmaa tai lajin vaatimia kulmia pitää harjoitella, niin isometrinen harjoittelu on erittäin tehokas työkalu niihin.
Isometrinen harjoitteluun pätee samat lainalaisuudet kuin muuhunkin harjoitteluun. Hypertrofiaa saavuttaaksesi tulee harjoittelua tehdä 70-75% intensiteetillä maksimaalisesta supistuksesta noin 3-30s ajan toistossa ja sarjamäärän ollessa > 80 – 150s per yksi harjoituskerta. Maksimivoimaa saavuttaaksesi isometristä harjoittelua tulee tehdä 80-100% maksimaalisesta supistuksesta 1-5s ajan ja kokonaiskeston ollessa 30-90s. Voimantuottonopeutta parantaakseen tulee suorituksessa pyrkiä tuottamaan mahdollisimman nopeasti mahdollisimman paljon voimaa. Sarjan keston tulee olla lyhyt. Kuvassa 3 on koottu tämänhetkiseen tutkimusnäyttöön perustuen ohjeistus isometriseen voimaharjoitteluun.
Tiivistys
Lihastakin voin kasvattaa pelkällä isometrisellä harjoittelulla. Volyymi ja lihaspituus ovat tärkeimmät muuttujat, kun tavoitteena on lihaskasvu.
Isometrisessä harjoittelussa intensiteetti on päämuuttuja voiman kohdalla. Hypertrofian kohdalla volyymi.
Ballistisella protokola on ylivoimainen räjähtävän voiman kehittymiseen. Ensimmäiselle 50 ja 100 ms voi parantaa voimantuottoa huomattavasti. Jos tämä on tavoite, niin harjoitteet tulisi tehdä mahdollisimman nopeasti ja mahdollisimman voimakkaasti.
Lähteet:
Alegre LM, Ferri-Morales A, Rodriguez-Casares R, Aguado X. Effects of isometric training on the knee extensor moment–angle relationship and vastus lateralis muscle architecture. Eur J Appl Physiol. 2014;114(11):2437-2446.
Kubo K, Ohgo K, Takeishi R, et al. Effects of isometric trainingmat different knee angles on the muscle–tendon complex in vivo. Scand J Med Sci Sports. 2006;16(3):159-167.
Noorkoiv M, Nosaka K, Blazevich AJ. Neuromuscular adaptations associated with knee joint angle-specific force change. Med Sci Sports Exerc. 2014;46(8):1525-1537.
Guex K, Degache F, Morisod C, Sailly M, Millet GP. Hamstring architectural and functional adaptations following long vs. short muscle length eccentric training. Front Physiol. 2016;7(340):1-9.
Barak Y, Ayalon M, Dvir Z. Transferability of strength gains from limited to full range of motion. Med Sci Sports Exerc. 2004;36(8):1413-1420.
Massey CD, Vincent J, Maneval M, Moore M, Johnson JT. An analysis of full range of motion vs. partial range of motion training in the development of strength in untrained men. J Strength Cond Res. 2004;18(3):518-521.
Allen TJ, Jones T, Tsay A, Morgan DL, Proske U. Muscle damage produced by isometric contractions in human elbow flexors. J Appl Physiol. 2018;124(2):388-399.
de Ruiter CJ, de Boer MD, Spanjaard M, de Haan A. Knee angle-dependent oxygen consumption during isometric contractions of the knee extensors determined with near-infrared spectroscopy. J Appl Physiol. 2005;99:579-586.
Dankel SJ, Mattocks KT, Jessee MB, Buckner SL, Mouser JG, Loenneke JP. Do metabolites that are produced during resistance exercise enhance muscle hypertrophy? Eur J Appl Physiol. 2017;117(11):2125-2135.
Meyers CR. Effects of two isometric routines on strength, size, and endurance in exercised and nonexercised arms. Res Q Exerc Sport. 1967;38(3):430-440
Balshaw TG, Massey GJ, Maden-Wilkinson TM, Tillin NA, Folland JP. Training-specific functional, neural, and hypertrophic adaptations to explosive- vs. sustained-contraction strength training. J Appl Physiol. 2016;120(11):1364-1373.
Schott J, McCully K, Rutherford OM. The role of metabolites in strength training: short versus long isometric contractions. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1995;71(4):337-341.
Kongsgaard M, Aagaard P, Kjaer M, Magnusson SP. Structural Achilles tendon properties in athletes subjected to different exercise modes and in Achilles tendon rupture patients. J Appl Physiol (1985). 2005 Nov;99(5):1965-71. doi: 10.1152/japplphysiol.00384.2005. Epub 2005 Aug 4. PMID: 16081623.
Arampatzis A, Karamanidis K, Albracht K. Adaptational responses of the human Achilles tendon by modulation of the applied cyclic strain magnitude. J Exp Biol. 2007;210:2743-2753.
Arampatzis A, Peper A, Bierbaum S, Albracht K. Plasticity of human Achilles tendon mechanical and morphological properties in response to cyclic strain. J Biomech. 2010;43(16):3073-3079.
Burgess KE, Connik MJ, Graham-Smith P, Pearson SJ. Plyometric vs isometric training influences on tendon propertied and muscle output. J Strength Cond Res. 2007;21(3):986-989.
Kubo K, Kanehisa H, Fukunaga T. Effects of different duration isometric contractions on tendon elasticity in human quadriceps muscles. J Physiol. 2001;536(2):649-655.
Kubo K, Ishigaki T, Ikebukuro T. Effects of plyometric and isometric training on muscle and tendon stiffness in vivo. Physiol Rep. 2017;5(e13374):1-13
Massey G, Balshaw T, Maden-Wilkinson T, Tillin N, Folland J. Tendinous tissue adaptation to explosive- vs. sustained-contraction strength training. Front Physiol. 2018;9(1170):1–17.
Bandy WD, Hanten WP. Changes in torque and electromyographic activity of the quadriceps femoris muscles following isometric training. Phys Ther. 1993;73(7):455-465.
Barak Y, Ayalon M, Dvir Z. Transferability of strength gains from limited to full range of motion. Med Sci Sports Exerc. 2004;36(8):1413-1420.
Massey CD, Vincent J, Maneval M, Moore M, Johnson JT. An analysis of full range of motion vs. partial range of motion training in the development of strength in untrained men. J Strength Cond Res. 2004;18(3):518-521.
Tillin NA, Folland JP. Maximal and explosive strength training elicit distinct neuromuscular adaptations, specific to the training stimulus. Eur J Appl Physiol. 2014;114(2):365-374.
Maffiuletti NA, Martin A. Progressive versus rapid rate of contraction during 7 wk of isometric resistance training. Med Sci Sports Exerc. 2001;33(7):1220-1227
Alegre LM, Ferri-Morales A, Rodriguez-Casares R, Aguado X. Effects of isometric training on the knee extensor moment– angle relationship and vastus lateralis muscle architecture. Eur J Appl Physiol. 2014;114(11):2437-2446.
Bogdanis GC, Tsoukos A, Methenitis SK, Selima E, Veligekas P, Terzis G. Effects of low volume isometric leg press complex training at two knee angles on force-angle relationship and rate of force development. Eur J Sport Sci. 2018;1-9. https://doi.org /10.1080/17461391.2018.1510989. [Epub ahead of print].
Behm DG, Sale DG. Intended rather than actual movement velocity determines velocity-specific training response. J Appl Physiol. 1993;74(1):359-368.
Balshaw T, Massey GJ, Maden-Wilkinson TM, Tillin NA, Folland JP. Training-specific functional, neural, and hypertrophic adaptations to explosive- vs. sustained-contraction strength training. J Appl Physiol (1985) 2016; 120: 1364–1373
Davies J, Parker DF, Rutherford OM, Jones DA. Changes in strengh and cross sectional area of the elbow flexors as a result of isometric strength training. Eur J Appl Physiol 1988; 57: 667–670
Garfinkel S, Cafarelli E. Relative changes in maximal force, EMG, and muscle cross-sectional area after isometric training. Med Sci Sports Exerc 1992; 24: 1220–1227
Ikai M, Fukunaga T. A study on training effect on strength per unit corss-sectional area of muscle by means of ultrasonic measurement. Eur J Appl Physiol 1970; 28: 173–180
Jones DA, Rutherford OM. Human muscle strength training: The effects of three different regimes and the nature of the resultant changes. J Physiol 1987; 391: 1–11
Kanehisa H, Nagareda H, Kawakami Y, Akima H, Masani K, Kouzaki M, Fukunaga T. Effects of equivolume isometric training programs comprising medium or high resistance on muscle size and strength. Eur J Appl Physiol 2002; 87: 112–119
Kubo K, Ohgo K, Takeshi R, Yoshinaga K, Tsunoda N, Kanehisa H, Fukunaga T. Effects of isometric training at different knee angles on the muscle-tendon complex in vivo. Scand J Med Sci Sports 2006; 16: 159–167
Noorkoiv M, Nosaka K, Blazevich AJ. Neuromuscular adaptations associated with knee joint angle-specific force change. Med Sci Sports Exerc 2014; 46: 1525–1537
Noorkoiv M, Nosaka K, Blazevich AJ. Effects of isometric quadriceps strength training at different muscle lengths on dynamic torque production. J Sports Sci 2015; 33: 1952–1961
Schott J, McCully K, Rutherford OM. The role of metabolites in strength training II. Short vs. long isometric contractions. Eur J Appl Physiol 1995; 71: 337–341
Abe, Takashi, Kumagai, Kenya, Brechue, William F. Fascicle length of leg muscles is greater in sprinters than distance runners, Medicine & Science in Sports & Exercise: June 2000; 32(6): 1125-1129.
Kumagai K, Abe T, Brechue WF, Ryushi T, Takano S, Mizuno M. Sprint performance is related to muscle fascicle length in male 100-m sprinters. J Appl Physiol (1985). 2000 Mar;88(3):811-6. doi: 10.1152/jappl.2000.88.3.811. PMID: 10710372.
Lum, D., Barbosa, T.M., Joseph, R. et al. Effects of Two Isometric Strength Training Methods on Jump and Sprint Performances: A Randomized Controlled Trial. J. of SCI. INSPORTANDEXERCISE3, 115–124 (2021). https://doi.org/10.1007/s42978-020-00095-w
Balshaw T, Massey GJ, Maden-Wilkinson TM, Tillin NA, Folland JP. Training-specifc functional, neural, and hypertrophic adaptations to explosive- vs. sustained-contraction strength training. J Appl Physiol. 2016;120(11):1364–73
Tillin NA, Folland JP. Maximal and explosive strength training elicit distinct neuromuscular adaptations, specifc to the training stimulus. Eur J Appl Physiol. 2014;114(2):365–74.
Ronnestad BR, Kvamme NH, Sunde A, Raastad T. Short-term efects of strength and plyometric training on sprint and jump performance in professional soccer players. J Strength Cond Res. 2008;22(3):773–80
Behm DG, Sale DG (1993) Intended rather than actual movement velocity determines velocity-specific training response. Journal of Applied Physiology 74(1):359–68.
Maffiuletti NA, Martin A (2001) Progressive versus rapid rate of contraction during 7 wk of isometric resistance training. Medicine and Science in Sports and Exercise 33(7):1220–27.
Olsen PD, Hopkins WG (2003) The effect of attempted ballistic training on the force and speed of movements. Journal of Strength and Conditioning Research 17(2):291–98.
Viitasalo JT, Komi PV (1981) Effects of fatigue on isometric force- and relaxation-time characteristics in human muscle. Acta Physiologica Scandavica 111(1):87–95.
Oranchuk DJ, Storey AG, Nelson AR, Cronin JB. Isometric training and long-term adaptations: Effects of muscle length, intensity, and intent: A systematic review. Scand J Med Sci Sports. 2019 Apr;29(4):484-503. doi: 10.1111/sms.13375. Epub 2019 Jan 13. PMID: 30580468.
Suurin osa valmennuskirjallisuudesta viittaa yleisiin motorisiin ominaisuuksiin. Näillä tarkoitetaan yleensä voimaa, nopeutta, kestävyyttä, liikkuvuutta ja taitavuutta. Näiden väitetään olevan yläkäsitteitä, joiden siirtovaikutus on erittäin hyvä käsitteen alla. Esimerkiksi pelkästään nopeus voidaan jakaa lukuisiin eri alalajeihin, joissa toisen kehittäminen ei kehitä toista. Yleistaidot eivät ole erikseen harjoitettavissa, vaikka niin väitetään. Olisiko yleisten motoristen ominaisuuksien sijaan tarkastelussa siirryttävä tarkemmin yksittäisiin motorisiin taitoihin?
Lähekkäin olevat taidot eivät korreloi keskenään kovinkaan vahvasti. Näyttäisi siltä, että on monia erilaisia motorisia malleja ja ei ole yhtä yleistaitoja, jonka alle nämä voisivat rakentua. Esimerkiksi Drowatzky & Zuccato (1967) testasivat kuutta eri tasapainotestiä ja miten koehenkilöt pärjäävät näissä testeissä. Jos tasapaino yleistaito olisi yksi malli niin, silloin yhdessä testissä pärjääminen olisi yhteydessä pärjäämiseen hyvin kaikissa testeissä. Kuitenkin tuloksissa korkein korrelaatio oli vaatimaton r=0.31 tarkoittaen vain noin 9,6 % yhteyttä testien välillä! Valmentamisessa keskittymisen tulisikin olla enemmän yksittäisissä motorisissa taidoissa kuin yleistaidoissa. Miten näitä tulisi sitten harjoittaa?
Yleensä harjoittelussa valmentaja antaa kognitiivisella tasolla ohjeita urheilijalle/urheilijoille. Urheilija yrittää kuunnella ja sisäistää asian ja sen jälkeen tietoisesti korjata virheellisen suorituksen. Taitojen harjoitteleminen tietoisella tasolla on aivan liian hidasta. Pelissä ja suorituksessa refleksit korjaavat eniten liikettä, joten harjoittelunkin tulisi olla samanlaista!
Nopeat liikkeet suunnitellaan etukäteen ja sitten ne vain toteutetaan. Keholla ei ole aikaa prosessoida kaikkea palautetta virheistä ja korjata niitä suorituksen aikana, vaan liikkeet toteutetaan ennalta rakennetun mallin mukaan. Liikkeen aikana on liikaa liikkuvia lihaksia ja niveliä, joita pitää kontrolloida. Rajoittunut tietoinen tasomme ei millään pysty kontrolloimaan näitä kaikkia liikkeen aikana. Esimerkiksi uimahyppääjä ei pysty suorituksen aikana kontrolloimaan suuresti liikettään, vaan palaute liikkeestä tulee vasta liikkeen jälkeen. Esimerkiksi keihäänheittäjä voi pohtia heiton jälkeen miltäs se nyt tuntui ja mitäs siinä oikein tapahtui. Harjoittelulla voidaan rakentaa uusia motorisia ohjelmia tai parantaa vanhoja. Motorinen ohjelma sisältää aluksi mitä lihaksia käytetään, missä järjestyksessä ja kuinka pitkään.
Harjoittelulla saatetaan saavuttaa tila, missä joitakin refleksejäkin pystytään hallitsemaan, jotta suoritus olisi mahdollisimman hyvä. Aloittelevalla harjoittelijalla muodostuu paljon yksittäisiä erillisiä motorisia ohjelmia, jotka harjoittelun myötä sulautuvat yhdeksi kokonaiseksi motoriseksi ohjelmaksi. Siksi huipuilla taito näyttää niin helpolta ja sujuvalta. Kun aloittelevalla se voi olla vähän kulmikas ja töksähtelevä. Tämä johtuu siitä, että aina pitää aktivoida uusi motorinen ohjelma ja se on kömpelöä.
Taidon harjoittelu auttaa motorista ohjelmaa kehittymään ja lisää vapausastetta sekä liikkeeseen tulee enemmän liikkuvia osia, jotka lopulta näkyvät taidokkaampana lyöntinä. Tavoite pysyy koko ajan samana. Osua palloon ja saada se johonkin haluttuun kohtaan tippumaan. Bernstein (1967) kutsuu tätä ensimmäistä oppimisen vaihetta vapausasteen ongelmaksi. Kaikki kehon eri lihakset ja nivelet ovat vapaita liikkuman useaan eri suuntaan, Oppija ei vielä osaa kontrolloida kaikkea tätä vapautta ja siten keho vähentää ei-tärkeimmät kehon osat pois aloittelevalta taidon oppijalta, jotta tavoitteessa onnistutaan.
Myöhemmin oppija voi ruveta ottamaan mukaan enemmän vapausastetta, jotka olivat aluksi “jäätyneitä”.
Tämä mahdollistaa nopeamman ja suuremman voimantuoton varsinkin nopeissa liikkeissä (kuva 2). Kaikkein kokeneimmat urheilijat oppivat Bernsteinin mukaan hyödyntämään kehon passiivisia elementtejä, kuten momentumia, elastisuutta, painovoimaa ym. Tämä johtaa tehokkaampaan liikkeen suorittamiseen ja pienempään energian tuhlaukseen. Esimerkiksi lämääminen jääkiekossa vaatii mailan elastisuuden hyödyntämistä ja esimerkiksi aloittelevat jääkiekkopelaajat eivät opi ensimmäiseksi lämäämistä.
Rytmi on motoristen ohjelmien pohja
Nopeat liikkeet ovat jokainen erilaisia, vaikka motorinen ohjelma taustalla olisi sama. Schöllhorn seurasi yhden koko vuoden ajan toistaisiko kaksi huippukiekonheittäjä heittoliikkeensä täsmälleen samanlaisena (Savelsbergh et al, 2010). Vuoden aikana urheilijat eivät toistaneet kertaakaan samaa heittoa kahdesti. Liike ei ole koskaan täydellisesti samanlainen, vaikka usein tavoitellaankin sitä yhtä tiettyä täydellistä tekniikka. Motorinen ohjelma sovelletaan aina eri ympäristöön ja tilanteisiin. Esimerkiksi sulkapallolyönti ei ikinä tule samaan kohtaan tai lyöjän asento ei ole ikinä täsmälleen sama. Motorista ohjelmaa joudutaan aina hiukan varioimaan. Taito varioidaan ympäristön tarpeisiin. Motorinen ohjelma ilmaistaan eri tavalla, mutta sen perusluonne ei muutu. Yleinen motorinen ohjelma on pitkäaikaisessa muistissa. Sieltä se kaivetaan esiin ja sitä pystytään varioimaan eri tilanteissa.
Kuitenkin rytmi tai relatiivinen ajoitus toimii pohjana motorisille ohjelmille ja on vakio, vaikka muuten ympäristö vaihtuisi paljonkin. Liikkeen nopeuskin voi muuttua samassa motorisessa ohjelmassa. Nopeus vaikuttaa muun muassa voimiin, voimantuoton nopeuteen, raajojen nopeuteen ja kuljettuun matkaan ym., mutta rytmi on sama, vaikka nopeus kasvaisikin. Rytmi toimii motorisen ohjelman pohjana ja kaikkea muuta on helppo varioida sen ympärille. Tarkemmin hitaammin tehty liike hidastetaan kokonaisuutena hitaammaksi yksiköissä, jotta liikkeen suhteellinen ajoitus pysyy samana. Esimerkiksi lyhyempi ja pidempi heitto. Joten kokonainen yli olan tapahtuva heittäminen voidaan säilöä pitkäaikaismuistiin yhtenä kokonaisuutena. (Schmidt & Lee, 2011.)
Mitä kaikkea voi sitten vaihdella motorisen ohjelman sisällä?
- Lihakset. Niin uskomattomalta kuin se kuulostaa joissain määrin lihaksien vaihtaminen onnistuu. Raibert (1977) tutki asiaa kirjoittamalla saman lauseen ensiksi käsillä, sitten ranne immobilisoituna, vasemmalla kädellä, hampailla ja viimeiseksi varpailla. Kaikki kirjoitukset pystyttiin selvästi tunnistamaan saman henkilön kirjoittamaksi, vaikka eri lihakset työskentelivät! Sama motorinen ohjelma oli käytössä, vaikka eri lihakset työskentelivät.
Joten mahdollistatko sinä valmennuksessasi motorisen ohjelman optimaalisen kehittymisen? Etenetkö opetuksessa järkevästi liikkeen taitotaso huomioiden? Lisäksi huomioitko liikkeen rytmin nopeiden liikkeiden ytimenä ja varioit taitoa loputtomasti, mutta pitäen liikkeen ytimen samana?
Lähteet:
Bernstein, N.A. (1967) The Co-ordination and regulation of movements. Oxford: Pergamon Press.
Drowatzky, J. & Zuccato, F. (1967) Interrelationships between Selected Measures of Static and Dynamic Balance, Research Quarterly. American Association for Health, Physical Education and Recreation, 38:3, 509-510, DOI: 10.1080/10671188.1967.10613424
Hooren, B. & Croix, M. (2020). Sensitive Periods to Train General Motor Abilities in Children and Adolescents: Do They Exist? A Critical Appraisal. Strength and Conditioning Journal. 1. 10.1519/SSC.0000000000000545.
Keele, S. W., & Posner, M. I. (1968). Processing visual feedback in rapid movements. Journal of Experimental Psychology, 77, 155-158. doi:10.1037/h0025754
Kernodle, M. & Carlton, L. (1992). Information Feedback and the Learning of Multiple-Degree-of-Freedom Activities. Journal of motor behavior. 24. 187-96. 10.1080/00222895.1992.9941614.
Lee, T. D., & Magill, R. A. (1983). The locus of contextual interference in motor-skill acquisition. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition, 9(4), 730-746. http://dx.doi.org/10.1037/0278-7393.9.4.730
McCracken, H. & Stelmach, G. (1977). A Test of the Schema Theory of Discrete Motor Learning. Journal of Motor Behavior. 9. 193-201. 10.1080/00222895.1977.10735109.
Raibert, M.H. (1977) Motor control and learning by the state space model. Tech. Rep. No. AI-TR-439. Cambridge: MIT, Artificial Intelligence Laboratory.
Rothstein A. L., Arnold R. (1976). Bridging the gap: application of research on videotape feedback and bowling. Mot. Skills Theory Pract. 1, 35–64
Ryan, R. M. & Deci, E. L. (2000). Self-determination theory and the facilitation of intrinsic motivation, social development, and well-being. American Psychologist, 55(1), 68-78.
Shea, J. & Zimny, S. (1983). Context Effects in Memory and Learning Movement Information. Res Q Exerc Sport. 1991 Jun;62(2):187-95. DOI: 10.1016/S0166-4115(08)61998-6.
Schmidt, R.A., & Lee, T.D (2011) Motor control and learning: A behavioral emphasis (5th edition). Champaign, IL: Human Kinetics.
Schmidt, R.A., & Young, D.E. (1987) Transefer of movement control in motor learning. In S.M: Cormier & J.D. Hagman (editors), Transfer of learning (p. 45-80). Orlando, FL: Academic press.
Schmidt, R. A. (1975). A schema theory of discrete motor skill learning. Psychological Review, 82(4), 225-260. http://dx.doi.org/10.1037/h0076770
Swinnen, S., Schmidt, R., Nicholson, D. & C. Shapiro, D. (1990). Information Feedback for Skill Acquisition: Instantaneous Knowledge of Results Degrades Learning. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition. 16. 706-716. 10.1037//0278-7393.16.4.706.
Ungerleider, L.G. & Mishkin, M. (1982) Two cortical visual systems. In D.K.Ingle, M.A. Goodale, & R.J.W. Mansfield (editors), Analysis of visual behaviour, pp. 549 - 587. Cambridge, MA: MIT Press.
Winstein, C. J., & Schmidt, R. A. (1990). Reduced frequency of knowledge of results enhances motor skill learning. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition, 16(4), 677-691.
Tervetuloa uuteen blogiini! Mietin pitkään, löytyisikö liikuntatieteelliselle blogille tilausta, jonka aihealueet liikkuisivat urheilun, suorituskyvyn, fysiologian ja voimaharjoittelun alueilla. Alkusysäys tapahtui lukiessani Meermanin & Brownin (2014) artikkelia, jossa oli kysytty lääkäreiltä, ravintoterapeuteilta ja personal trainereilta, mihin rasva häviää laihtuessamme. Yleisin vastaus oli, että rasva muuttuu energiaksi tai lämmöksi. Muita yleisiä vastauksia oli muun muassa, että rasva muuttuu lihakseksi tai rasva tulee ulosteena pois. Vastausten jakaantuminen on esitetty kuvassa 1. Näitä vastauksia lukiessani tajusin, ettei maailmassa vielä ole liikaa liikuntatieteellistä tietoa tarjolla, ja päätös blogin perustamisesta syntyi.
KUVA 1: Harva britti tiesi oikeaa
vastausta kysymykseen, mihin rasva häviää laihduttaessa. Vääriä vastauksia olivat
muun muassa: rasva häviää ulosteen mukana, muuttuu lihakseksi, tai se
hikoillaan pois.
No mitä rasvalle sitten oikeasti tapahtuu ihmisen laihtuessa? Oikea vastaus on, että rasva muuttuu hiilidioksidiksi. Eli hengittäessäsi luovutat rasvaa pois ja laihdut! Jos henkilö laihtuu 10 kg, niin siitä 8,4 kg hengitetään ulos hiilidioksidina. Loput 1,6 kg muuttuu vedeksi ja poistuu esimerkiksi hikoiluna. (Esimerkissä ei ole huomioitu sellaista rasvaa, joka saattaa erittyä ketoaineiksi.)
Lyhyt fysiologinen selitys asialle
Keho muuttaa ylimääräiset hiilihydraatit ja proteiinit muutetaan triglyserideiksi ja varastoi ylimääräisen rasvan kanssa yleensä rasvasoluihin ja maksaan. Triglyseridi muodostuu nimensä mukaisesti kolmesta vapaasta rasvahaposta ja glyserolista. Kun joku haluaa laihtua, hän yleensä tarkoittaa rasvavarastojen pienentämistä. Rasvavarastojen pienentämisen ensimmäinen vaihe on triglysereiden käyttöönotto energiaksi. Se tarkoittaa niiden hydrolyysiä rasvahapoiksi ja glyseroliksi. Keho kuljettaa veressä nämä aineet aktiivisiin kudoksiin. Glyseroli muutetaan entsyymien avulla glyseroli-3-fosfaatiksi, jota keho voi käyttää energia-aineenvaihdunnan ensimmäisessä prosessissa glykolyysissä glukoosin hajoamista varten. Rasvahapot taas siirtyvät solun energiatehtaisiin mitokondrioihin, jossa ne hajotetaan asetyylikoentsyymi-A:n astettaisen vapautumisen avulla. Tämän tapahtumasarjan nimi on β-oksidaatio. Tässä tapahtumasarjassa muodostuneet asetyylikoentsyymi-A-molekyylit siirtyvät sitruunahappokiertoon muodostaen sitruunahappoa oksaloasetaatin kanssa. Nämä hajotetaan hiilidioksidi- ja vetyatomeiksi pitkällisissä prosesseissa. Näin rasva muuttuu hiilidioksidiksi, joka ulos hengittäessämme poistuu kehostamme. Tapahtumaa voidaan kuvata myös yksinkertaistetulla kemiallisella kaavalla, missä rasvahapot muuntuvat energiaksi: C55H104O6 + 78O2 → 55CO2 + 52H2O + energia.
Miksi tämä blogi?
Meermanin & Brownin artikkeli inspiroi minua kirjoittamaan tätä blogia. Tieteen ja käytännön vuoropuhelulle on alalla selvästi vielä tarvetta. Artikkelin mukaan vain harva liikunta-alalla toimiva ammattilainen tietää, miten rasva poistuu kehostamme. Kuitenkin yksi yleisimmistä asioista, minkä kanssa personal trainerit ovat tekemisissä, on juuri laihduttaminen ja rasvan poistaminen. Jos perusteita ei ymmärretä, voiko valmennus olla kovin hyvää? Toivon, että löytyy sellaisia henkilöitä, joille tämä blogi pystyy antamaan uutta näkökulmaa ja lisäämään ymmärrystä päivittäiseen tekemiseen. Tervetuloa mukaan!
Lähteet: Meerman, R. & Brown, A.J. (2014) When Somebody Loses Weight, Where Does the Fat Go? British Medical Journal, 16:349. DOI: 10.1136/bmj.g7257.
Aapo Räntilä
Olen pääkaupunkiseudulla vaikuttava voima-, fysiikka- ja yleisurheiluvalmentaja. Valmentajana olen toiminut kohta 10 vuoden ajan. Olen erityisen kiinnostunut urheilijoiden suorituskyvystä ja harjoittelun yksilöllisistä eroista urheilijoilla sekä periodisaatiosta. Saan urheilijat suoriutumaan lajissaan paremmin.
Tämä sivusto on luotu aputyökaluksi valmentajille, jotka haluavat perustaa valmentamisensa tieteelliseen näyttöön. Alalla on vielä paljon käytössä vanhentuneita toimintatapoja, jotka heikentävät urheilijoiden suorituskykyä. Pyrin jakamaan tieteellistä tietoa ja auttamaan objektiivisesti kaikkia valmentajia.