 |
 |
 |
 |
STUDIUL EFECTELOR APLICARII UNUI REGIM DE ACCELERARI PASIVE ASUPRA FORTEI MUSCULARE
Dr. ing. CP I Dan BOBOC INSTITUTUL NATIONAL DE CERCETARE PENTRU SPORT
Drd. Mihai CAPATANA, AGENTIA NATIONALA PENTRU SPORT
Cuvinte cheie: platforma de vibratii, antrenament, recuperare
Istoric
Aplicarea vibratiilor in tratamentul recuperator a fost practicata inca din antichitate de catre greci, care infasurau lama unui fierastrau in panza pentru a transmite vibratii catre membrul in criza.
La inceputul anilor 1900, John Harvey Kellog a fost unul dintre pionierii constructiei de platforme, scaune si bare vibratoare, in scop terapeutic.
Biermann (1960) din Germania de Est a pus la punct o tehnica de lucru care poate fi considerata inaintasa metodologiilor de antrenament prin vibratii de astazi.
In anii '60-70, doi oameni de stiinta sovietici, Nasarov si Issurin pusesera la punct sisteme de recuperare (vezi fig. 1 si 2), destinate cosmonautilor care se intorceau din misiuni prelungite. Pentru ca rezultatele obtinute pe cosmonauti au fost semnificative, un astfel de sistem a fost transferat din 1970 si in sportul de inalta performanta. Sistemul a fost un secret bine pazit timp de multi ani de zile, pana la destramarea URSS.
In 1990, Guus van der Meer - antrenor olimpic olandez este primul care recunoaste beneficiile tehnicilor de vibratie asupra populatiei sanatoase si trece la construirea, pe acest principiu, a unui aparat comercializabil [12]
 |
 |
In ultimii 30 de ani, numeroase studii asupra antrenamentelor utilizand vibratii controlate au fost efectuate in Italia, Israel, USA, Marea Britanie, Belgia, Germania, Olanda, Finlanda si Brasilia, intre care :
Studii asupra cresterilor de forta: University Leuven, Belgia; Chapman University, SUA University of Texas, SUA; University of Bayreuth, Germania Sporthochschule Köln, Germania.
Studii de recuperare: Tecnon Hospital Barcelona, Spania Catherina hospital Eindhoven; Olanda Gooi Noord hospital Huizen; Olanda.
Studii asupra aplicatiilor in sport: Olympic Training Centre, San Diego, SUA.
Studii de prevenire a osteoporozei: University Leuven, Bélgia.
Relaxare musculara: UCLA University, SUA.
Principii, mecanisme si efecte
De la jumatatea anilor 90', vibratiile mecanice au fost utilizate din ce in ce mai mult in antrenamentul sportiv. Primele cercetari au fost cele legate de efectul pe care il au vibratiile asupra fortei motorii. Un alt punct important de cercetare este cel legat de efectul pe care il au vibratiile asupra capacitatii de coordonare a miscarii umane.
Corpul omenesc are o serie de reflexe naturale, cum sunt reflexul clipirii ochiului, reflexul atingerii sau reflexul intinderii (vezi cunoscuta lovitura sub genunchi aplicata de doctor cu un ciocanel de cauciuc). In acelasi mod, antrenamentul pe platforma vibratoare genereaza un reflex tonic de intindere in toti muschii implicati, la frecventa cu care vibreaza platforma.
In decursul acestui reflex, muschii se contracta si se relaxeaza cu viteze mari, iar cantitatea de fibre activate atinge 95 la 97% din totalul fibrelor muschiului. Trebuie spus ca majoritatea oamenilor angreneaza in decursul antrenamentelor conventionale maximum 40% din fibrele muschiului.
Lebedev si Peliakov, in 1991, au sugerat posibilitatea ca vibratiile sa genereze un flux de excitatie prin fluxul de intrare in toate conexiunile motoneuronale ale muschiului radius. Reflexul tonic de vibratie actioneaza exclusiv asupra motoneuronilor alpha (celule nervoase ale caror axoni formeaza calea piramidala de transmisie a impulsului nervos) si nu utilizeaza aceleasi cai aferente ce isi au originea in cortex ca cele utilizate la realizarea contractiilor voluntare (vezi fig.3). Nu poate fi exclus, din pacate, faptul ca tratamentul cu vibratii poate afecta miscarile voluntare.
Investigatiile electromiografice EMG indica:
In perioada de incalzire, se constata o sporire a debitului sangvin, concomitent cu eliberare de hormoni.
O vibratie mecanica aplicata muschilor abdominali sau tendoanelor poate conduce la aparitia reflexului de contractie. Acest raspuns poarta numele de reflex tonic de vibratie (TVR). Pana in prezent, nu este demonstrat daca acest reflex poate fi produs la o frecventa de 30 Hz, desi s-a stabilit faptul ca frecventele proprii de vibratie sunt cuprinse intre 1 si 30 Hz. Imbunatatirea performantelor musculare dupa un scurt tratament vibratoriu a fost evidentiata ca fiind similara celei dobandite printr-un antrenament intensiv, dar scurt, de rezistenta. Imbunatatirea acestor functii musculare dupa un antrenament intensiv a fost atribuita cresterii capacitatii neuromusculare datorita activitatii marite a sistemului nervos central (SNC). Cresterea performantelor musculare indusa de tratamentul cu vibratii a fost explicata printr-o adaptare neurala care apare ca raspuns la tratament. In acest context, se deduce ca atat adaptarea neurala, cat si durata stimulului sunt deosebit de importante.
Un avantaj deosebit al acestui mod de antrenament prin vibratii rezida in faptul ca pot fi stimulati muschii posturali si stabilizatori, precum cei spinali si ai bazinului pelvian.
 |
In privinta efectelor, in cele ce urmeaza, vom elimina total efectele asa-zis acute, adica cele care apar dupa o singura sedinta de antrenament prin vibratii, focalizandu-ne asupra efectelor structurale, de durata, care se instaleaza dupa mai multe saptamani de lucru.
Aici, studiile efectuate de diverse colective de lucru arata o varietate enorma de opinii, uneori clar divergente :
Mai toti cercetatorii sunt insa de acord asupra faptului ca utilizarea antrenamentelor prin vibratii cu timpi lungi conduc mai degraba la un efect inhibitor.
Intr-o asemenea varietate de opinii, e greu de tras o concluzie. Totusi se pare ca o combinatie intre antrenamentul clasic cu greutati si antrenamentul prin vibratii se poate dovedi eficienta, chiar si in cazul sportivilor de performanta.
Aplicatii in sport si nu numai
Sport
Asa cum s-a aratat, antrenamentul prin vibratii, daca este bine condus, poate conduce la stimularea fibrelor rapide, cresterea fortei explosive. El are efecte benefice asupra invatarii motrice, andurantei musculare si agilitatii sportivului, in general.
Utilizarea platformei de vibratii poate avea un rol pozitiv in prevenirea ranirilor in cursul antrenamentelor si competitiilor, dar poate fi utila si in faza de recuperare si reabilitare.
Longevitate
Utilizarea platformei de vibratii (indicat 10min/zi, 3 zile/sapt.) are un efect de revigorare a musculaturii, reduce presiunea pe articulatii, ligamente si tendoane, creste debitul sangvin si oxigenarea corpului. Concomitent, s-a observat o crestere a hormonului de crestere, element cheie in repararea tesuturilor, o crestere a testosteronului si endorfinelor, care suprima durerea si imbunatatesc starea de spirit [3, 18].
Unele studii vorbesc, in plus, despre stimularea mentalului si imbunatatirea functiunilor de baza ale creierului, cum ar fi concentrarea.
Osteoporoza
Osteoporoza este boala fragilizarii oaselor, observata la persoanele in varsta, dar si la cosmonautii care au realizat misiuni indelungate in spatiu in imponderabilitate.
Studii ale cercetatorilor sovietici mai intai si apoi alte studii internationale au dovedit ca utilizarea tehnicilor de vibratie a corpului poate conduce la reducerea riscului de osteoporoza.
Reabilitare/recuperare
Aspectele biomedicale ale terapiei cu vibratii sunt deja valorificate in centre de recuperare, preventie si tratament. Intre afectiunile tratate, se pot mentiona, pe langa osteoporoza, artrita, scleroza multipla, boala Parkinson, se poate interveni in recuperarea dupa operatii si/sau accidentari.
Relaxare si fitness
Planificarea experimentului
- frecventa reglabila in gama 10-50Hz
- amplitudine reglabila in domeniul 2-4mm
- timp de lucru reglabil 5-60s
- putere nominala aprox 1kW
- un grup de lucru (exercitii pe platforma)
- un grup antrenament clasic de rezistenta
- un grup de control (martor)
- un grup placebo (platforma, pasiv)
Modalitati de evidentiere a cresterilor de forta
Metodele utilizate in studiul fiziologic al miscarii umane constituie o categorie aparte de metode de investigatie, deoarece rezultatele acestora constituie punctul de plecare atat pentru metodele utilizate la recuperarea medicala, cat si in sport. Acest tip de metode urmaresc determinarea unor parametri fiziologici ale principalelor elemente ale aparatului locomotor (muschi, oase, cartilaje etc.).
- Utilizarea EMG
Electromiografia permite masurarea nivelului de activitate musculare, de regula, in izometrie. Pentru studiul electromiografic [6,14] pe platforma de vibratii se pot folosi mai multe nivele de frecventa de 5 – 10 – 15 – 20 – 25 Hz, de exemplu, cu o durata de 20-30s si la o amplitudine de 2,5-3 mm. Trecerea de la un nivel de frecventa la altul se face cu o pauza de 60s in care subiectii se odihnesc. Pentru trenul inferior, spre exemplu, electrozii se pot plasa pe muschiul vast medial, muschiul biceps femural, muschiul tibial anterior, muschiul gastrocnemian si pe muschiul sternocleidomastoidian (fig.4) . Evaluarea semnalelor EMG se va realiza pentru fiecare nivel de frecventa in parte pe o durata de 10s.
 |
Pe capul subiectului si pe platforma de vibratii vor fi plasate doua accelerometre pentru a calcula raportul de transmisie, o marime indicatoare in ceea ce priveste transferul vibratiilor in corpul uman. Acest factor de transfer arata cand corpul uman amortizeaza vibratiile si cand le amplifica sau cand corpul uman este o masa rigida.
Examinarea activitatii EMG (fig.5) arata daca grupele musculare studiate au prezentat o crestere din punct de vedere al activitatii musculare de la nivelele de frecventa joase la nivelele de frecventa inalta.
.
 |
Interpretarea semnalelor EMG achizitionate poate oferi informatii despre factorul de transmisie la diverse frecvente si problemele subiectului legate de atenuarea acceleratiilor, despre nivelul de excitatie atins in muschi la diferite frecvente si la diferitele momente-cheie ale antrenamentului prin vibratii, despre calitatile neuromotorii particulare ale subiectului.
- Utilizarea MGM
Proba Miron Georgescu modificata reprezinta un test de determinare a elementelor definitorii ale calitatilor neuromotorii, energetice si de control, in regim de efort maximal de forta-viteza, la nivelul triplei extensii.
Proba integrala consta in realizarea a 3 serii de cate 15 sarituri „ca mingea" (pe ambele picioare, pe piciorul drept si pe piciorul stang) pe un covor special, cu conditia realizarii in fiecare saritura a inaltimii maxime de desprindere si a unui timp minim de contact cu solul. Dupa fiecare serie, subiectul are o pauza de relaxare de 15-30 secunde.
Aceasta proba incearca sa scoata in evidenta resursele generale de natura energetica ale unui sportiv, pornind de la ideea ca membrele inferioare sunt folosite in orice ramura de sport, iar sariturile pe doua picioare si pe cate un picior sunt miscari naturale. Deoarece efortul ales nu se intalneste in aceasta forma in exercitiile practicate in diferite ramuri de sport, se inlatura posibilitatea denaturarii rezultatelor prin deprinderi anterioare ale sportivilor, iar efortul efectuat este considerat ca nespecific. Rezultatele obtinute in urma efectuarii probei sunt dependente numai de calitatile de baza ale sportivilor.
Utilizarea Probei Miron Georgescu modificata dupa incheierea unor cicluri planificate in antrenamentul prin vibratii poate pune in evidenta in modul cel mai clar eventualele cresteri de putere la trenul inferior, sau imbunatatirea altor performante cum ar fi inaltimea de zbor sau viteza de repetitie.
Totodata, proba poate pune in evidenta capacitatea de a controla exercitarea fortei in faza activa a miscarii prin calculul coeficientului de variabilitate energetica, precum si capacitatea de a controla gradul de incordare a muschilor in faze premergatoare contactului prin calculul coeficientului de variabilitate structurala.
Comparatie cu antrenamentul clasic de forta
Antrenamentul clasic de forta
Acest tip de antrenament pleaca de la influenta pe care gravitatea o are asupra organismului uman. Forta musculara pe care o dezvoltam este proportionala cu gravitate pe care o invingem, iar utilizarea unor greutati suplimentare trebuie sa conduca la adaptari musculare, dupa relatia: Fz = m X g , unde Fz este forta gravitationala, in N, m - masa in kg si g – acceleratia gravitationala in m/s2
Aceasta relatie arata ca, daca creste masa m, de exemplu luand in mana o gantera, forta de gravitatie creste proportional. Ca rezultat, corpul uman isi va mobiliza resursele pentru a face fata noii situatii prin sporirea fortei in muschi. Adaugand in mod constant greutati suplimentare, se va obtine, pe baza acestui principiu, o crestere substantiala de forta.
Exemplul clasic pentru acest tip de antrenament este al atletului grec Milo, care se pregatea pentru Jocurile Olimpice in secolul 6 i.Ch. Antrenamentul sau consta in a face cateva ture de stadion cu un vitel pe umeri, in fiecare zi. Pe masura ce vitelul a crescut (si in greutate), corpul atletului s-a adaptat, obtinand cresteri de forta remarcabile. Desi nu se stie ce rezultate a avut Milo la jocurile la care a participat, aceasta modalitate de antrenament a devenit clasica.
Antrenamentul pe platforma de vibratii
Si pe platforma de vibratii antrenamentul se obtine tot prin manipularea efectelor gravitatiei. Marea diferenta fata de antrenamentul clasic este ca prin utilizarea platformei de vibratii se intervine nu asupra factorului masa din ecuatia fortei, ci asupra factorului acceleratie. Cand un obiect sau persoana schimba viteza intr-un interval scurt de timp, apare o acceleratie suplimentara. Ca urmare, forta care actioneaza asupra corpului creste foarte rapid, iar sistemul muscular cauta sa se adapteze noii cerinte.
Aici, exemplul clasic este ceea ce se intampla cu corpul nostru la miscarea ascensorului la pornire sau la oprire.
Metoda de lucru
Concluzii
Antrenamentul de acceleratii pasive conduce la adaptari neuromusculare similare ca efect cu antrenamentul cu forta exploziva [5]
In timpul antrenamentelor pe platforma, sunt puternic stimulate caile propriospinale utilizate in producerea de forta prin contractie izometrica.
Stimulul vibrator activeaza receptorii responsabili cu contractiile reflex al muschiului ; cresterea de forta izometrica dupa mai multe saptamani de lucru pe platforma poate fi, prin urmare, rezultatul unei utilizari mai eficiente a feedback-ului proprioceptiv pozitiv implicat in generarea de forta in regim izometric.
Utilizarea exercitiilor pe platforma de vibratii [2] este susceptibila sa stimuleze vindecarea mai rapida a unor rupturi de ligament la nivelul trenului inferior.
Testele [8,9] efectuate pe diverse platforme de vibratii au demonstrat ca stimularea cailor propriospinale are ca rezultat cresterea activitatii musculare si are potentialul de a conduce la cresteri de forta similare antrenamentului clasic de forta la intensitate moderata, in special la subiecti neantrenati.
Abstract
Since early 60s passive vibrations begun to be used on therapeutical purpose and the results are sometimes contradictory. Is passive vibrating really a technique able to improve human performance? If so, how can it be translated to sport performance? Which is the best approach? The paper is not intended to give a straight answer to these questions, but to raise awareness on the subject.
Bibliografie
1. AMONETTE, W. et al., Neuromuscular responses to two whole-body vibration modalities during dynamic squats. Pdf document
2. BASTIAN J.D., FRANZ, D., Power plate stimulates recovery after anterio cruciate ligament rupture. In: Power-plate pdf document.
3. BAUTMANS, I. et al., The feasibility of whole body vibration in institutionalised elderly persons and its influence on muscle performance, balance and mobility: a randomised controlled. In: Bio. Med. Central, Geriatrics, 2005
4. BAZETT-JONES, M., DUGAN, E., Comparing the effects of different whole-body vibration intensities on vertical jump performance. In: Biomechanics laboratory, Ball state university, Muncie, USA
5. BOSCO, C. Et al., Hormonal response to whole-body vibration on men. In: Journal of Appl. Physiol., 2000, (81) 449-454
6. CARDINALE, M., LIM, J., Electromyography activity of vastus lateralis muscle during whole-body vibrations of different frequencies. In: Journal of strength and conditioning research, 2003,17(3), 621-624
7. CARDINALE, M., The effects of vibration on human performance and hormonal profile. Doctoral thesis, Budapest 2002
8. CORMIE, P., DEANE, R., TRIPLETT, T., MCBRIDE, J., Acute effects of whole-body vibration on muscle activity, strength, and power. In: Journal of strength and conditioning research, 2006, 20(2), 257–261
9. DELECLUSE, C., ROELANTS, M., VERSCHUEREN, S., Strength increase after whole-body vibration compared with resistance training. In: Medicine & science in sports & exercise
10. ERSKINE, J., SMILLIE, I., CARDINALE, M., Neuromuscular and hormonal effects of a single session of whole body vibration. In: The 55th international astronautical congress 2004 - Vancouver, Canada, iac-04-g.p.36
11. ISSURIN, B., TENENBAUM, G., Acute and residual effects of vibratory stimulation on explosive strength in elite and amateur athletes. In: Journal of sports sciences, 1999, 17, 177-182
12. JORDAN, M. Et al., Vibration training: an overview of the area, training consequences, and future considerations. In: Journal of strength and conditioning research, 2005, 19(2), 459-466
13. LAMONT, H. Et al., The effects of 4 different acute whole body vibration exposures upon indicies of counter movement vertical jump performance. In: Neural Control and Balance, OASIS 2006
14. MORAS, G. Et al., Electromyographic response during whole-body vibrations of different frequencies with progressive external loads. In: Revista Digital EFDEPORTES, Buenos Aires feb. 2006.
15. ROELANTS, M. et al., Whole-body-vibration–induced increase in leg muscle activity during different squat exercises. In: Journal of strength and conditioning research, 2006, 20(1), 124–129
16. RONNESTAD, B., Comparing the performance-enhancing effects of squats on a vibration platform with conventional squats in recreationally resistance-trained men. In Journal of strength and conditioning research, 2004, 18(4), 839–845
17. TORVINEN, S. Et al., Physical fitness and performanceeffect of four-month vertical whole bodyvibration on performance and balance. In: Medicine & science in sports & exercise, April 2002
18.VERSCHUEREN, S. Et al., Effect of 6-month whole body vibration training on hip density, muscle strength, and postural control in postmenopausal women: a randomized controlled pilot study. In: Journal of bone and mineral research, volume 19, number 3, 2004
