Metody pomiaru siły mięśniowej
Ale wiele czynników wpływających na ekspresję siły mięśniowej nie może być kontrolowanych przez specjalistę fitness zainteresowanego oceną siły mięśniowej, wiele może. Dlatego też, przed wyborem konkretnego testu siły mięśni, profesjonalista fitness musi rozważyć kilka kwestii, w tym specyficzność testu, protokół rozgrzewki oraz czas i kolejność testów siły mięśni.
Specyficzność siły mięśni
Z poprzedniej dyskusji na temat mechanicznych i fizjologicznych czynników wpływających na siłę mięśni, powinno być oczywiste, że ekspresja siły mięśni jest specyficzna dla zastosowanego testu. Stosowanie testów siły mięśniowej, które są mechanicznie niepodobne do wyników, które są przedmiotem zainteresowania, może zagrozić zewnętrznej i predykcyjnej ważności zebranych danych. Na przykład wykazano, że różnice między ćwiczeniami treningowymi i testowymi pod względem rodzaju stosowanego skurczu mięśni (Abernethy i Jürimäe 1996; Rutherford i Jones 1986), ruchów w otwartym i zamkniętym łańcuchu kinetycznym (Augustsson i wsp. 1998; Carroll i wsp. 1998) oraz ruchów dwustronnych i jednostronnych (Häkkinen i wsp. 1996; Häkkinen i Komi 1983) wpływają na wielkość przyrostów siły mięśniowej uzyskanych po okresie treningu oporowego. W związku z tym, osoby zawodowo zajmujące się fitnessem powinny rozważyć charakterystykę ruchów w każdej stosowanej próbie siłowej; ruchy powinny być podobne do tych, które są przedmiotem zainteresowania w odniesieniu do następujących czynników mechanicznych (Siff 2000; Stone, Stone i Sands 2007):
Wzorce ruchów
- Złożoność ruchu. Wiąże się to z takimi czynnikami jak ruchy jedno- versus wielostawowe.
- Czynniki posturalne. Postawa przyjęta w danym ruchu dyktuje aktywację mięśni odpowiedzialnych za wytwarzanie siły.
- Zakres ruchu i regiony akcentowanego wytwarzania siły. Podczas typowych ruchów zakres ruchu w stawie ulega zmianie, podobnie jak związane z nim siły i momenty obrotowe mięśni. Takie informacje można uzyskać z biomechanicznej analizy ruchu.
- Czynności mięśni. Dotyczy to wykonywania koncentrycznych, ekscentrycznych lub izometrycznych skurczów mięśni. Jak wspomniano wcześniej, taka informacja nie zawsze jest intuicyjna i może nie być możliwa do zidentyfikowania na podstawie obserwacji ruchu stawów związanych z ruchem.
Wielkość siły (siła szczytowa i średnia)
Wielkość siły odnosi się do momentów obrotowych stawów, jak również sił reakcji podłoża (GRF) podczas ruchu. Informacja ta jest pozyskiwana z analiz biomechanicznych.
Rate of Force Development (Peak and Mean Force)
Rate of force development refers to the rate at which a joint torque or the GRF is developed.
Acceleration and Velocity Parameters
Usually, in sports and everyday movements, both velocity and acceleration characteristics change throughout the movement. Prędkość jest definiowana jako szybkość, z jaką pozycja ciała zmienia się w jednostce czasu, podczas gdy przyspieszenie odnosi się do szybkości, z jaką prędkość zmienia się w jednostce czasu. Biorąc pod uwagę drugie prawo ruchu Newtona (a = F / m), największe przyspieszenia są obserwowane, gdy siły netto działające na ciało są największe. Jednak największe prędkości nie pokrywają się z największymi przyspieszeniami, a zatem i największymi siłami netto (chyba że dana osoba porusza się w gęstym płynie, takim jak woda).
Ruchy balistyczne a ruchy niebalistyczne
Ruchy balistyczne to takie, w których ruch wynika z początkowego impulsu pochodzącego ze skurczu mięśnia, po którym następuje rozluźnienie mięśnia. Ruch ciała jest kontynuowany w wyniku pędu, który posiada ono od impulsu początkowego (jest to relacja impuls-momentum). Jest to przeciwieństwo ruchów niebalistycznych, w których skurcz mięśni jest stały przez cały czas trwania ruchu. Te kategorie ruchów angażują różne mechanizmy kontroli nerwowej.
Rozważenie tych mechanicznych zmiennych zwiększy prawdopodobieństwo wyboru ważnego testu siły mięśniowej. Badacze wyrazili zaniepokojenie faktem, że relacje pomiędzy zmiennymi zależnymi związanymi z testami siły (np. maksymalne podniesione obciążenie zewnętrzne, maksymalna wytworzona siła) a zmiennymi wydajności rzadko są właściwie oceniane (Abernethy, Wilson i Logan 1995; Murphy i Wilson 1997). Te zależności są omówione w odniesieniu do każdego testu omówionego w tym rozdziale, gdzie jest to właściwe.
Typ sprzętu używanego do testów siły mięśniowej ma znaczące implikacje. Na przykład, niektóre testy siły mięśniowej mogą być wykonywane przy użyciu ciężarków maszynowych, w których ruch jest ograniczony do podążania po ustalonej ścieżce, lub ciężarków wolnych, w których ruch jest względnie nieograniczony. Jednakże, test wykonywany przy użyciu maszynowych obciążników niekoniecznie da taki sam wynik, jak ten sam test wykonywany przy użyciu wolnych ciężarów. Cotterman, Darby i Skelly (2005) donieśli, że wartości zarejestrowane dla miar maksymalnej siły mięśniowej były różne podczas ruchów przysiadu i wyciskania na ławce, gdy ćwiczenia były wykonywane na maszynie Smitha w porównaniu do tych wykonywanych z wolnymi ciężarami. Testowanie siły mięśniowej przy użyciu różnych rodzajów sprzętu wprowadza znaczącą systematyczną tendencyjność do danych i dlatego poważnie zagraża wiarygodności pomiarów, jak również zewnętrznej ważności.
Rozważania dotyczące rozgrzewki
Rozgrzewka jest często wykonywana przed ćwiczeniami w celu optymalizacji wydajności i zmniejszenia ryzyka kontuzji (Bishop 2003, a i b; Shellock i Prentice 1985). Jak wspomniano wcześniej, na możliwości siłowe mięśnia może mieć wpływ zakończenie poprzednich skurczów, co skutkuje albo spadkiem siły (zmęczenie) albo jej wzrostem (PAP). Proponuje się, aby zarówno zmęczenie jak i PAP występowały na przeciwległych końcach kontinuum skurczu mięśnia szkieletowego (Rassier 2000). Dlatego też ćwiczenia wykonywane w ramach aktywnej rozgrzewki mogą znacząco zmienić ekspresję siły mięśniowej podczas testu.
Zgłaszano wzrost temperatury pracujących mięśni zarówno po pasywnej (np. zewnętrzne ogrzewanie), jak i aktywnej (np. angażowanie się w określone ćwiczenia) rozgrzewce (Bishop 2003, a i b). Jednak wpływ podwyższonej temperatury na pomiar maksymalnej siły mięśniowej jest niejasny. Niektórzy autorzy donoszą o wzroście maksymalnego izometrycznego momentu obrotowego (Bergh i Ekblom 1979), podczas gdy inni nie stwierdzają żadnych zmian (de Ruiter i wsp. 1999). Badacze donoszą o zmniejszeniu siły podczas maksymalnych dobrowolnych skurczów po ostrej serii rozciągania statycznego (Behm, Button i Butt 2001; Kokkonen, Nelson i Cornwell 1998), co skłania niektórych do proponowania wyłączenia rozciągania statycznego z procedur rozgrzewkowych przed występami siłowymi i mocy (Young i Behm 2002). Jednakże Rubini, Costa i Gomes (2007) zauważyli ostatnio problemy metodologiczne w wielu badaniach dotyczących rozciągania statycznego, dochodząc do wniosku, że zakłócenie siły mięśniowej jest zwykle obserwowane po zastosowaniu protokołu rozciągania, w którym wiele ćwiczeń jest wykonywanych przez stosunkowo długi czas, co jest sprzeczne z powszechną praktyką.Dlatego włączenie statycznego rozciągania do rutyny rozgrzewki przed badaniem siły mięśniowej może być dopuszczalne, o ile całkowity czas trwania rozciągania nie jest zbyt długi (zaleca się cztery zestawy ćwiczeń na każdą grupę mięśniową z czasem trwania rozciągania 10-30 sekund) i o ile ćwiczenia są wykonywane konsekwentnie podczas kolejnych sesji testowych.
Wyraźnie widać, że rozgrzewka przeprowadzona przed badaniem siły może mieć znaczący wpływ na wyrażenie siły mięśniowej, dlatego też egzaminator powinien poświęcić rozgrzewce należytą uwagę. Jednak najważniejszym czynnikiem związanym z rozgrzewką wydaje się być spójność wykonywanych ćwiczeń; wszelkie zmiany w wykonywanych ćwiczeniach będą miały negatywny wpływ na ważność i wiarygodność testu. Jeffreys (2008) nakreślił następujące protokoły rozgrzewki:
- Rozgrzewka ogólna. Pięć do 10 minut aktywności o niskiej intensywności mającej na celu zwiększenie tętna, przepływu krwi, temperatury mięśni głębokich i częstości oddechów.
- Rozgrzewka właściwa. Osiem do dwunastu minut dynamicznego rozciągania obejmującego ruchy, które pracują w zakresie ruchu wymaganym w późniejszym występie. Po tym okresie następuje stopniowe zwiększanie intensywności ćwiczeń dynamicznych specyficznych dla danego ruchu.
Timing and Order of Tests
Badacze donoszą, że na ekspresję siły zarówno w warunkach izometrycznych, jak i izokinetycznych wpływa pora dnia, w której przeprowadzane są testy, z większymi wartościami siły rejestrowanymi we wczesnych godzinach wieczornych (Guette, Gondin, and Martin 2005; Nicolas et al. 2005). Chociaż mechanizmy stojące za tym efektem dobowym są niejasne, implikacją jest to, że egzaminatorzy muszą brać pod uwagę porę dnia podczas przeprowadzania testów siły oraz zapewnić spójność podczas przeprowadzania testu podczas kolejnych sesji.
Test siły mięśniowej może być jednym z wielu testów wykonywanych na danej osobie. W tym przypadku, profesjonalista fitness musi rozważyć, gdzie umieścić test siły mięśniowej w baterii. Rozważania te są ważne ze względu na wpływ historii skurczu na wyrażanie siły mięśniowej. Harman (2008) zaproponował następującą kolejność testów w baterii w oparciu o wymagania systemu energetycznego i umiejętności lub wymagania koordynacyjne testów:
Badania niefatygujące (pomiary antropometryczne)
Badania zręczności
Badania mocy maksymalnej i siły
Badania odcisków
Badania wytrzymałości mięśniowej.
Testy wytrzymałości mięśniowej
Męczące testy anaerobowe
Testy wydolności tlenowej
Postępowanie w tej kolejności powinno zmaksymalizować wiarygodność każdego testu.