Ενδυνάμωση και διάταση των οπίσθιων μηριαίων μυών: Μηχανικές μελέτες

Transcript

1 Ενδυνάμωση και διάταση των οπίσθιων μηριαίων μυών: Μηχανικές μελέτες Ελευθέριος Κέλλης, Καθηγητής 1

2 Κάμψη γόνατος και έκταση ισχίου Στροφές της κνήμης Συμμετέχων στην σταθερότητα της οσφυϊκής μοίρας της Σ.Σ. Σταθεροποιητής του πρόσθιου χιαστού συνδέσμου Μετάδοση της δύναμης ανάμεσα στο ισχίο και στο γόνατο Semimembranosus Semitendinosus Biceps femoris 2

3 Παραδοσιακά. Η μυϊκή ομάδα θεωρείται ενιαία και συχνά περιγράφεται ως «δικέφαλος» Η μυϊκή ομάδα θεωρείται ότι είναι σχεδιασμένη για παραγωγή ταχύτητας Εφαρμόζονται «τυπικές» ασκήσεις ενδυνάμωσης και διάτασης rted-hamstring-stretch-soccer.html Παρά την εξέλιξη της δόμησης προγραμμάτων άσκησης 1. Ο ρυθμός τραυματισμών των οπισθίων μηριαίων συνεχίζει να είναι υψηλός 2. Δεν έχουμε καταλήξει στο ποιο είδος άσκησης (ενδυνάμωσης και διάτασης) είναι κατάλληλο για αυτούς τους μύες 3

4 Παρά την εξέλιξη της δόμησης προγραμμάτων άσκησης Κατά την έκκεντρη άσκηση ή την άσκηση από μεγάλο μήκος, τραυματίζεται ο δικέφαλος Κατά την παρατεταμένη διάταση, τραυματίζεται ο ημιυμενώδης Ερωτήματα Μήπως οι ασκήσεις ενδυνάμωσης δεν έχουν την ίδια επίδραση σε όλους τους οπίσθιους μηριαίους; Μήπως η ίδια άσκηση διάτασης προκαλεί διαφορετικά αποτελέσματα σε κάθε έναν από τους οπίσθιους μηριαίους; 4

5 ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΔΥΝΑΜΗΣ (ΜΥΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ) Ο μυς παράγει μεγαλύτερη δύναμη όταν έχει: Μεγαλύτερη εγκάρσια επιφάνεια Μεγαλύτερο μοχλό δύναμης Μεγαλύτερη μυϊκή ενεργοποίηση 5

6 MVC (Nm) 6/3/ Kellis E. Clin Biomech. (2001) Kellis & Hatzi A. (2012) 0 Ischial Tuberosity SM BFLH ST Proximal BFSH Kellis et al. J Biomech 2009; 42: Distal 6

7 MVC (Nm) 6/3/ PCSA 18, ,68 cm ,39 5,03 0 BFLH SM ST BFSH 8 cadavers, 16 specimens Kellis et al. J Biomech 2009; 42: Kellis et al. J EMG Kinesiol 2012; 22:500-6 Torque for each muscle adjusted for PCSA BFL SM ST BFsh 10 0 Kellis & Hatzi A. (2012) 7

8 (cm) 6/3/2017 Διαφορές στο μοχλό δύναμης Μικρός μοχλός: Λιγότερο μηχανικά «αποτελεσματικός» μυς Μικρότερη μεταβολή του μήκους 4,0 cm Kellis et al Com Meth Biomech Engin Bflh ST SM 8

9 Force (N) 6/3/ Moment/pcsa / moment arm for each muscle BFlh SM ST Kellis & Hatzi A. (2012) 9

10 Knee flexion angle ( ) Force (N) 6/3/2017 Knee Flexion Angle of peak EMG BFlh SM ST Kellis & Hatzi A. (2012) 700 Moment/pcsa / moment arm/activation for each muscle (Hypothesis Example not verified) BFlh SM ST Kellis & Hatzi A. (2012) 10

11 Specific exercises for specific muscles Semitendinosus Biceps femoris? Zebis et al. Br J Sports Med. 2012; ΔΙΑΤΑΣΗ (ΤΕΝΟΝΤΙΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ) 11

12 Η διάταση εξαρτάται Τις ιδιότητες όλης της μυϊκής ομάδας Τις ιδιότητες του τένοντα Τις ιδιότητες της άρθρωσης Την νευρομυϊκή ενεργοποίηση Την υποκειμενική αίσθηση της διάτασης DISTAL Fiber length / muscle length PROXIMAL DISTAL PURE TENDON ST DISTAL BF PROXIMAL Kellis et al. J Electromyogr Kinesiol. 2010;20(6):

13 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 The higher the ratio, the more compliant the muscle Fascicle Length / Muscle length BFLH SM ST BFSH RF GAS SAR 8 cadavers, 16 specimens, age 68 ± 3.4 years Kellis et al. J Electromyogr Kinesiol. 2010;20(6): Superficial aponeurosis / tendon Distal 5 cm Deep aponeurosis / tendon Proximal Superficial aponeurosis / tendon Deep aponeurosis / tendon Proximal Kellis et al. J Electromyogr Kinesiol. 2012;22(4). Kellis et al. Cells Tissues Organs. 2012;195(4):

14 Muscle Length (cm) 29,56 25,83 27,71 21,17 BFLH SM ST BFSH Fiber Length (cm) 14,87 10,4 7,02 5,43 BFLH SM ST BFSH Proximal Tendon length (%) Distal Tendon length (%) 20, , , ,27 13,51 2, , BFLH SM ST BFSH BFLH SM ST BFSH Kellis et al. J Electromyogr Kinesiol. 2012;22(4). 1,8 1,6 1,4 The higher the ratio, the more compliant the muscle Tendon Length / Fiber Length 1,44 1,21 1,2 1 0,8 0,75 0,6 0,4 0,2 0 0,14 BFLH SM ST BFSH Kellis et al. J Electromyogr Kinesiol. 2012;22(4). 14

15 csa (cm 2 ) 6/3/2017 TENDON /FIBER LENGTH RATIO 12 TL:FL ratio ,3 8,9 5 2,7 0,75 1,21 The thicker the tendon, the stiffer Biceps femoris semitendinosus semimembanosus Tendon length Kellis et al. Comput Methods Biomech Biomed Engin. 2015;18(10):

16 16

17 % of length at 90 6/3/2017 % MTU length in different positions BF-L BF-S ST SM Knee joint angle Biceps Semitendinosus 17

18 Ημιτενοντώδης 3,5% 4,5% Τι σημαίνει η μεγαλύτερη διάταση; Ότι για την ίδια κίνηση, οι μυϊκές ίνες του δικεφάλου διατείνονται περισσότερο από αυτές του ημιτενοντώδη. 6,5% 7,8% Δικέφαλος Kellis, E. (2016). J Electr. Kinesiol, 26, Le Sant et al. (2015). PLoS ONE 10(9): e

19 Shear elastic modulus Le Sant et al. (2015). PLoS ONE 10(9): e

20 8-weeks high intensity stretching Static stretching 3 times a week during 8 weeks >12 (~10%) No changes in FL, PA Lima et al. Clin J Sport Med 25:

21 Aspetar Sports Medicine Journal ΔΥΝΑΜΗ ΑΠΌ ΘΕΣΗ ΔΙΑΤΑΣΗΣ (ΕΚΚΕΝΤΡΗ ΑΣΚΗΣΗ) 21

22 Επιδράσεις της έκκεντρης άσκησης 8 εβδομάδες 3 φορές/ εβδομάδα Proske U, Morgan DL. J Physiol. 2001;537: Ο τραυματισμένος παράγει δύναμη σε μικρότερο μήκος Injured Non-Injured Brockett et al MSSE,

23 A single exercise boot shifts torque to higher muscle lengths BROCKETT et al. Med. Sci. Sports Exerc., Vol. 33, No. 5, 2001, pp Έκκεντρη άσκηση 10 εβδομάδων, 3 φορές/εβδομάδα: Επίδραση στο μήκος μυϊκής δεσμίδας Έκκεντρη χαμηλής έντασης Έκκεντρη υψηλής έντασης Υψηλής έντασης μικρό εύρος 90 /s Υψηλής έντασης εύρους & υψηλής ταχύτητας 240 /s Αύξηση~14% Control Group Ali Sharifnezhad et al. J Exp Biol 2014;217: Published by The Company of Biologists Ltd 23

24 Γιατί μεγάλο εύρος; Γιατί ΜΟΝΟ στο 20% κίνησης ο μυς διατείνεται! Ali Sharifnezhad et al. J Exp Biol 2014;217: Published by The Company of Biologists Ltd -12,5% -3,7% 3,5% 4,5% Ημιτενοντώδης Τι συμβαίνει όταν το γόνατο είναι τεντωμένο και ο μυς φορτίζεται; Οι μυϊκές ίνες του δικεφάλου παραμένουν σε μεγαλύτερη πίεση σε σχέση με αυτές του ημιτενοντώδη Στην κάμψη, συμβαίνει το αντίθετο -15,8% +1,8% 6,5% 7,8% Δικέφαλος Kellis, E. (2016). J Electr. Kinesiol, 26,

25 4 weeks of training and 6 weeks detraining Έκκεντρη Έκκεντρη Σύγκεντρη Σύγκεντρη TIMMINS et al. Med. Sci. Sports Exerc., 48: , 2016 Αύξηση σκληρότητας τένοντα Αύξηση του μήκους της μυϊκής ίνας Kannas, TM, Kellis, E, and Amiridis, IG. Eur J Appl Physiol 112: ,

26 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ST = με μηδενικό SM μοχλό, = με μικρό χαμηλή μοχλό, μέτρια ενεργοποίηση, έχει μικρή ενεργοποίηση, δυνατότητα απλά διατείνεται επιμήκυνσης, βρίσκεται σε υπερδιάταση και ελαφρά, κυρίως χρειάζεται σε επίπεδο παραγωγή τένονταμεγάλης δύναμης SM ST 40 BF BF = με μεγάλο μοχλό έχει μεγαλύτερη δυνατότητα επιμήκυνσης, υψηλή ενεργοποίηση, βρίσκεται σε υπερδιάταση αλλά παράγει μικρότερη δύναμη σε σχέση με τον SM 26

27 Συμπεράσματα Η «ενδυνάμωση» των οπισθίων μηριαίων αφορά κυρίως τον δικέφαλο και τον ημιυμενώδη. Η σύγκεντρη ενδυνάμωση δεν επηρεάζει τη μορφολογία και τις μηχανικές ιδιότητες του τένοντα μυός Συμπεράσματα Η έκκεντρη άσκηση αυξάνει το μήκος μυϊκής δεσμίδας και την σκληρότητα του τένοντα Η έκκεντρη άσκηση είναι αποτελεσματική μόνο όταν γίνει σε πλήρες εύρος. Διαφορετικά, δεν υπάρχει έκκεντρη άσκηση. 27

28 Διάταση Όλοι οι δείκτες δείχνουν ότι ο δικέφαλος διαθέτει τον πιο «σκληρό» τένοντα. Για το λόγο αυτό, κατά την παθητική διάταση όλων των οπισθίων μηριαίων, ο δικέφαλος εμφανίζει τη μεγαλύτερη ποσοστιαία διάταση. Η βελτίωση της ελαστικότητας του δικέφαλου και του ημιυμενώδη θα αυξήσει την ελαστικότητα του τένοντα, απορροφώντας ένα μέρος της διάτασης των μυϊκών ινών Άρα, χρειάζονται παθητικές διατάσεις των μυών σε μεγάλα μήκη. Διάταση: Τι σημαίνουν όλα αυτά; 28

29 Αλλά από την άλλη. Η αύξηση της ελαστικότητας του τένοντα θα φέρει τις μυϊκές ίνες σε μικρότερο μήκος και άρα ίσως οδηγήσει σε χαμηλότερη παραγωγή δύναμης Διάταση: Τι σημαίνουν όλα αυτά; Μπορούμε με ειδικές διατάσεις να πετύχουμε επιλεκτική διάταση των μυών; Ίσως, αλλά μένει να αποδειχτεί 29

30 Ευχαριστώ πολύ Ελευθέριος Κέλλης, Καθηγητής 30