Lihasvoiman mittausmenetelmät
Vaikka monet lihasvoiman ilmaisuun vaikuttavat tekijät eivät ole lihasvoiman arvioinnista kiinnostuneen kuntosaliammattilaisen kontrolloitavissa, moniin kuitenkin voi. Siksi ennen tietyn lihasvoimatestin valintaa kuntoilijan on pohdittava useita seikkoja, kuten testin spesifisyyttä, lämmittelyprotokollaa sekä lihasvoimatestien ajoitusta ja järjestystä.
Lihasvoiman spesifisyys
Edellisestä lihasvoimaan vaikuttavien mekaanisten ja fysiologisten tekijöiden käsittelystä pitäisi olla selvää, että lihasvoiman ilmaiseminen on spesifistä käytetylle testille. Jos käytetään lihasvoimaa mittaavia testejä, jotka ovat mekaanisesti erilaisia kuin kiinnostuksen kohteena oleva suoritus, se voi heikentää kerättyjen tietojen ulkoista ja ennakoivaa validiteettia. Esimerkiksi harjoittelu- ja testiharjoitusten välisten erojen käytetyn lihassupistustyypin (Abernethy ja Jürimäe 1996; Rutherford ja Jones 1986), avoimen ja suljetun kineettisen ketjun liikkeiden (Augustsson ym. 1998; Carroll ym. 1998) sekä bilateraalisten ja unilateraalisten liikkeiden (Häkkinen ym. 1996; Häkkinen ja Komi 1983) väliset erot ovat osoittaneet vaikuttavan kestävyysharjoittelujakson jälkeen lihasvoiman lisääntymisen suuruusluokkaan. Siksi kuntoilijoiden tulisi ottaa huomioon minkä tahansa käytetyn voimatestin liikeominaisuudet; liikkeiden tulisi olla samankaltaisia kuin kiinnostuksen kohteena oleva suoritus seuraavien mekaanisten tekijöiden suhteen (Siff 2000; Stone, Stone ja Sands 2007):
Liikekuviot
- Liikkeen monimutkaisuus. Tähän liittyy sellaisia tekijöitä kuin yhden vai useamman nivelen liikkeet.
- Asentotekijät. Tietyssä liikkeessä omaksuttu asento sanelee voimantuotannosta vastaavien lihasten aktivoitumisen.
- Liikealueet ja korostuneen voimantuoton alueet. Tyypillisten liikkeiden aikana nivelen liikelaajuus muuttuu samoin kuin siihen liittyvät lihasvoimat ja -momentit. Tällaista tietoa voidaan kerätä liikkeen biomekaanisesta analyysistä.
- Lihastoiminnot. Tämä koskee konsentristen, eksentristen tai isometristen lihassupistusten suorittamista. Kuten aiemmin mainittiin, tällainen tieto ei ole aina intuitiivista, eikä sitä välttämättä voida tunnistaa liikkeeseen liittyvää nivelen liikettä havainnoimalla.
Voiman suuruus (huippu- ja keskivoima)
Voiman suuruudella tarkoitetaan nivelten vääntömomentteja sekä maan reaktiovoimia (ground reaction forces, GRF) liikkeen aikana. Nämä tiedot saadaan biomekaanisista analyyseistä.
Voiman kehittymisnopeus (huippu- ja keskivoima)
Voiman kehittymisnopeudella tarkoitetaan nivelen vääntömomentin tai GRF:n kehittymisnopeutta.
Kiihtyvyys- ja nopeusparametrit
Yleensä urheilu- ja jokapäiväisissä liikkeissä sekä nopeus- että kiihtyvyysominaisuudet muuttuvat liikkeen aikana. Nopeus määritellään nopeudeksi, jolla kehon sijainti muuttuu aikayksikköä kohti, kun taas kiihtyvyydellä tarkoitetaan nopeuden muutosnopeutta aikayksikköä kohti. Newtonin toisen liikelain (a = F / m) mukaan suurimmat kiihtyvyydet havaitaan silloin, kun kappaleeseen vaikuttavat nettovoimat ovat suurimmat. Suurimmat nopeudet eivät kuitenkaan osu yksiin suurimpien kiihtyvyyksien ja siten suurimpien nettovoimien kanssa (ellei henkilö liiku tiheässä nesteessä, kuten vedessä).
Ballistiset ja ei-ballistiset liikkeet
Ballistisilla liikkeillä tarkoitetaan liikkeitä, joissa liike on seurausta lihaksen supistumisesta aiheutuvasta alkuimpulssista, jota seuraa lihaksen rentoutuminen. Kehon liike jatkuu sen momentin seurauksena, joka sillä on alkuimpulssista (tämä on impulssi-momenttisuhde). Tämä eroaa ei-ballistisista liikkeistä, joissa lihassupistus on vakio koko liikkeen ajan. Näihin liikeluokkiin liittyy erilaisia hermostollisia ohjausmekanismeja.
Tämä mekaanisten muuttujien huomioon ottaminen lisää todennäköisyyttä valita pätevä lihasvoiman testi. Tutkijat ovat ilmaisseet huolensa siitä, että voimatesteihin liittyvien riippuvaisten muuttujien (esim. nostettu maksimaalinen ulkoinen kuorma, tuotettu maksimivoima) ja suorituskykyä kuvaavien muuttujien välisiä suhteita arvioidaan harvoin todellisuudessa (Abernethy, Wilson ja Logan 1995; Murphy ja Wilson 1997). Näitä suhteita käsitellään kunkin tässä luvussa käsitellyn testin yhteydessä soveltuvin osin.
Lihasvoimatesteissä käytettävien välineiden tyypillä on merkittäviä vaikutuksia. Esimerkiksi jotkin lihasvoiman testit voidaan suorittaa joko konepainoilla, joissa liike on pakotettu noudattamaan kiinteää liikerataa, tai vapaapainoilla, joissa liike on suhteellisen rajoittamaton. Konepainoilla suoritettu testi ei kuitenkaan välttämättä tuota samaa tulosta kuin vapaapainoilla suoritettu testi. Cotterman, Darby ja Skelly (2005) raportoivat, että maksimaalisen lihasvoiman mittauksissa mitatut arvot olivat erilaiset sekä kyykky- että penkkipunnerruksen aikana, kun harjoitukset suoritettiin Smith-koneella verrattuna siihen, kun ne suoritettiin vapaapainoilla. Lihasvoiman testaaminen erityyppisillä laitteilla tuo aineistoon merkittävää systemaattista harhaa ja heikentää siten vakavasti mittausten luotettavuutta sekä ulkoista validiteettia.
Lämmittelyyn liittyviä näkökohtia
Lämmittely suoritetaan usein ennen harjoittelua suorituskyvyn optimoimiseksi ja loukkaantumisriskin vähentämiseksi (Bishop 2003, a ja b; Shellock ja Prentice 1985). Kuten aiemmin todettiin, lihaksen voimantuottokykyyn voi vaikuttaa aiempien supistusten päättyminen, mikä johtaa joko voiman vähenemiseen (väsyminen) tai voiman lisääntymiseen (PAP). Sekä väsymyksen että PAP:n ehdotetaankin olevan luurankolihaksen supistumisen jatkumon vastakkaisissa päissä (Rassier 2000). Näin ollen aktiivisen lämmittelyn osana suoritetut harjoitukset voivat merkittävästi muuttaa lihasvoiman ilmenemistä testin aikana.
Työskentelevien lihasten lämpötilan on raportoitu nousseen sekä passiivisen (esim. ulkoinen lämmittely) että aktiivisen (esim. erityisharjoitusten tekeminen) lämmittelyn jälkeen (Bishop 2003, a ja b). Lämpötilan nousun vaikutukset maksimaalisen lihasvoiman mittauksiin ovat kuitenkin epäselviä, sillä jotkut kirjoittajat ovat raportoineet maksimaalisen isometrisen vääntömomentin kasvusta (Bergh ja Ekblom 1979), kun taas toiset eivät ole raportoineet muutosta (de Ruiter ym. 1999).
Stattiset venytykset sisältyvät usein urheilijoiden lämmittelyrutiiniin. Tutkijat ovat raportoineet voiman vähenemisestä maksimaalisten tahdonalaisten supistusten aikana akuutin staattisten venytysten jälkeen (Behm, Button ja Butt 2001; Kokkonen, Nelson ja Cornwell 1998), minkä vuoksi jotkut ovat ehdottaneet, että staattiset venytykset jätettäisiin pois lämmittelyrutiineista ennen voima- ja voimasuorituksia (Young ja Behm 2002). Rubini, Costa ja Gomes (2007) havaitsivat kuitenkin äskettäin metodologisia ongelmia monissa staattisia venytyksiä koskevissa tutkimuksissa ja totesivat, että lihasvoiman häiriöitä havaitaan yleensä venytysprotokollan jälkeen, jossa monia harjoituksia pidetään suhteellisen pitkään, mikä on vastoin yleistä käytäntöä.Sen vuoksi staattisten venytysten sisällyttäminen lihasvoiman testausta edeltävään lämmittelyrutiiniin voi olla sallittua, kunhan venytysten kokonaiskesto ei ole liian pitkä (suositellaan neljää sarjaa harjoituksia kullekin lihasryhmälle, joiden venytysten kesto on 10-30 sekuntia), ja harjoitukset suoritetaan johdonmukaisesti myöhempien testaussessioiden aikana.
On selvää, että ennen voiman testausta suoritettavalla alkulämmittelyllä voi olla merkittävä vaikutus lihasvoiman ilmaisemiseen, ja sen vuoksi tutkittavan tulisi ottaa alkulämmittely asianmukaisesti huomioon. Tärkein lämmittelyyn liittyvä tekijä näyttäisi kuitenkin olevan sisällytettyjen harjoitusten johdonmukaisuus; kaikki muutokset suoritetuissa harjoituksissa vaarantavat testin pätevyyden ja luotettavuuden. Jeffreys (2008) hahmotteli seuraavat lämmittelyprotokollat:
- Yleinen lämmittely. Viidestä kymmeneen minuuttia matalan intensiteetin toimintaa, jonka tarkoituksena on lisätä sykettä, verenkiertoa, syvien lihasten lämpötilaa ja hengitystaajuutta.
- Spesifinen lämmittely. Kahdeksasta 12 minuuttiin kestävät dynaamiset venytykset, jotka sisältävät liikkeitä, jotka käyvät läpi myöhemmässä suorituksessa vaadittavan liikelaajuuden. Tätä jaksoa seuraa liikekohtaisten dynaamisten harjoitusten intensiteetin asteittainen lisääminen.
Testien ajoitus ja järjestys
Tutkijat ovat raportoineet, että testien vuorokaudenaika vaikuttaa voiman ilmaisuun sekä isometrisissä että isokineettisissä olosuhteissa, ja suuremmat voima-arvot kirjataan alkuillasta (Guette, Gondin ja Martin 2005; Nicolas ym. 2005). Vaikka tämän vuorokausivaikutuksen taustalla olevat mekanismit ovat epäselviä, siitä seuraa, että tutkijoiden on otettava huomioon vuorokaudenaika voimatestejä suorittaessaan ja varmistettava johdonmukaisuus, kun he suorittavat testiä tulevien istuntojen aikana.
Lihasvoimatesti voi olla yksi monista testeistä, joita henkilölle tehdään. Tällöin kuntoilijan on pohdittava, mihin kohtaan lihasvoimatesti sijoitetaan testipatteristossa. Tämä harkinta on tärkeää, kun otetaan huomioon vaikutus, joka supistumishistorialla voi olla lihasvoiman ilmaisuun. Harman (2008) ehdotti seuraavaa järjestystä testipatteriston testeille energiajärjestelmän vaatimusten ja testien taito- tai koordinaatiovaatimusten perusteella:
Väsymättömyystestit (antropometriset mittaukset)
Ketteryystestit
Maksimivoima- ja voimakestävyystestit
Sprinttitestit
Muskulaarinen kestävyystestit
Väsyttävät anaerobiset testit
Aerobisen kapasiteetin testit
Tämän järjestyksen noudattamisen pitäisi maksimoida kunkin testin luotettavuus.