Lokomocja człowieka w codziennym życiu i w warunkach większości dyscyplin sportowych odbywa się w pewnej stałej sekwencji działania układu czynnego ruchu, w skład którego wchodzą elementy kurczliwe (brzuśce mięśniowe) oraz bierne – sprężyste (ścięgna, powięzi i inne elementy tkanki łącznej). Mowa o cyklu rozciągnięcie-skurcz (CR-S lub SSC – ang. stretch-shortening cycle) [1].
Dotyczy on zwłaszcza kończyn dolnych, które przystosowane są do reagowania na kontakt stóp z podłożem – amortyzacji oraz wprawiania ciała w ruch.
EFEKTYWNOŚĆ CR-S UZALEŻNIONA OD KILKU CZYNNIKÓW
Pierwszym z nich jest wspomaganie odruchowe uwarunkowane sprzężeniem zwrotnym dwóch rodzajów:
1. Odruch na rozciąganie (efekt miotatyczny), który oparty jest na mechanizmie reakcji mechanoreceptorów – wrzecion nerwowo-mięśniowych, które są usytuowane równolegle do włókien mięśniowych. Wrzeciona te reagują na zmianę ich długości podczas rozciągnięcia, wysyłając informację do rdzenia kręgowego, w którym znajduje się ośrodek analizujący. Tam następuje sprzężenie zwrotne „decydujące” o gwałtownym napięciu mięśnia, kiedy jest on względnie szybko wydłużany [2]. Przykładem działania tego mechanizmu jest odruch towarzyszący uderzeniu w więzadło właściwe rzepki, wywołujący natychmiastowy wyprost w stawie kolanowym, wykorzystywany podczas podstawowych badań neurologicznych.
2. Odruch ze ścięgna (hamowanie autogenne), którego zadaniem jest niedopuszczenie do nadmiernego naprężenia mięśnia oraz pobudzenie mięśnia antagonisty (przeciwnego). Ten rodzaj mechanizmu odbywa się również z pominięciem wyższych pięter układu nerwowego. Reakcja ta związana jest z pobudzeniem innych mechanoreceptorów – organów Golgiego umiejscowionych w ścięgnach mięśni oraz komórek Renshawa usytuowanych w istocie szarej rdzenia kręgowego [3].
Ilustracja 1. Odruch na rozciąganie (opracowanie własne — BODYWORK®).
Kolejnym czynnikiem warunkującym sprawność CR-S jest sztywność mięśni oraz ścięgien, która jednocześnie jest miarą ich odporności na odkształcenie. Rośnie ona wraz z wydłużaniem tych struktur co oznacza, że do coraz większego rozciągnięcia potrzebna jest coraz większa siła zewnętrzna.
Ostatnim elementem, którego nie możemy pominąć jest sprężystość (zwana również elastycznością) tkanek. Jest to właściwość ciał do odzyskiwania poprzedniego kształtu oraz objętości po zaprzestaniu działania sił zewnętrznych, które wywołały odkształcenie. Zatem w kontekście ćwiczeń będziemy ją często łączyć z oddziaływaniem na sztywność [4].
W ramach CR-S wyróżniamy trzy fazy związane z czynnościami mięśni:
- Amortyzacji – mięśnie wydłużają się pod napięciem (czynność ekscentryczna),
- Równowagi sił – mięśnie nie zmieniają długości pozostając pod napięciem (czynność izometryczna),
- Odbicia – mięśnie skracają się pod napięciem (czynność koncentryczna).
Ilustracja 2. Cykl rozciąganie – skurcz (opracowanie własne — BODYWORK®).
Ścięgno jak sprężyna
W CR-S niezwykle ważną rolę odgrywa sprężystość ścięgien. Ich rolą nie jest tylko przyczepianie mięśni do kości. W praktyce ścięgna przenoszą siły wyzwalane przez mięśnie na układ bierny ruchu (m.in. kości). Jednak ze względu na ich właściwości sprężyste zwiększają one wartość siły przenoszonej na kość. W jaki sposób? Ścięgna działają jak sprężyny. Wyobraź sobie, że taką rozciągasz. Domyślasz się, że jeżeli ją puścisz, to gwałtownie się skurczy. Podobny mechanizm zachodzi w przypadku gwałtownego skurczu mięśnia poprzedzonego szybkim rozciągnięciem ścięgna. Jest to związane z przekształcaniem energii sprężystości (energii potencjalnej, która wzrasta wraz z rozciągnięciem ścięgna) w energię kinetyczną (związaną z wprawieniem ciała w ruch, a więc prędkością).
Możliwości przekształcania energii sprężystości w energię kinetyczną będą jednym z kluczowych czynników związanych z szybkością CR-S, który określany jest jako:
– Wolny CR-S – czas kontaktu stóp z podłożem >250 milisekund i <500 ms,
– Szybki CR-S – czas kontaktu stóp z podłożem <250 milisekund [5].
W jaki sposób zwiększać efektywność CR-S?
Skoro znane nam są mechanizmy wpływające na CR-S, postarajmy się wykorzystać je w treningu sportowym.
Wspomaganie CR-S przez wspomniane wcześniej reakcje odruchowe będzie szło w parze z rozwijaniem sprężystości naszych tkanek. W tym celu trening powinien być ukierunkowany w pierwszej kolejności na mobilność naszego aparatu ruchu. W tym celu stosować będziemy metody jej zwiększania przy pomocy rozciągania dynamicznego (tkanki zwiększają swoją długość ze względnie stałą prędkością, bez utrzymywania pozycji pasywnego rozciągnięcia) oraz rozciągania balistycznego (tkanki zwiększają swoją długość z dużym przyspieszeniem, np. wymachy).
W następnej kolejności stosować będziemy metody treningu plyometrycznego, w których skupimy się na ćwiczeniach skocznościowych niskiej intensywności (skipy, skakanie na skakance, skoki przez niskie przeszkody itp.) oraz średniej/wysokiej intensywności (skoki przez wyższe przeszkody, zeskoki z wysokości z jak najszybszym odbiciem od podłoża itp.). Trening plyometryczny wiąże się z rozwijaniem dużej mocy (jak największej siły w jak najkrótszym czasie) przez mięśnie oraz wspomnianą wcześniej sprężystością tkanek, zwłaszcza ścięgien. Metoda ta w warunkach wysokiej intensywności jest bardzo obciążająca zarówno dla układu czynnego (mięśnie i ścięgna) oraz biernego (zwłaszcza więzadła) ruchu jak i układu nerwowego (przez wspomniane wcześniej reakcje odruchowe jak i wymagania związane gwałtownym pobudzaniem mięśni w ramach funkcjonowania jednostek motorycznych). Toteż przed przystąpieniem do jej wykorzystywania należy stosować właściwą progresję od ćwiczeń niskiej intensywności do wysokiej oraz osiągnąć odpowiedni poziom siły mięśniowej we wszystkich trzech czynnościach [6].
Odpowiednie przygotowanie siłowe wpłynie zarówno na zwiększenie poziomu generowanej mocy jak i zabezpieczy nasze tkanki przed urazami przeciążeniowymi. Istotnym jest, aby zwrócić uwagę na rozwijanie siły w czynnościach:
– Ekscentrycznej – wpływ na rekrutację dużej liczby jednostek motorycznych, szybsze przechodzenie z czynności ekscentrycznej do koncentrycznej, duży wpływ na hipertrofię mięśni,
– Izometrycznej – wpływ na znaczne wzmocnienie ścięgien i więzadeł (!), rekrutację dużej liczby jednostek motorycznych, sztywność mięśni,
– Koncentrycznej – wpływ na tempo rozwoju siły (związane z mocą mięśniową), rekrutację dużej liczby jednostek motorycznych [7].
Zachęcam Cię do obejrzenia poniższego filmu, w którym opisuję podstawy metody plyometrycznej, w tym cykl rozciągnięcie-skurcz.
Jeżeli zainteresował Cię powyższy artykuł zapraszam do zapoznania się z programem przedmiotu „Układ Ruchu Człowieka” w ramach kursu „Alfabet Ruchu”: https://body-work.com.pl/alfabet-ruchu/. W ww. lekcji opisuję funkcjonowanie ludzkiego organizmu z punktu widzenia nauk przyrodniczych – fizyki, biomechaniki, fizjologii, biochemii oraz prezentuję zasady świata biologicznego w odniesieniu do teorii treningu.
AUTOR
Dominik Milewski
Trener przygotowania motorycznego
BODYWORK®
ZDJĘCIA
Andrzej Olszanowski
LITERATURA
[1] Bober T, Zawadzki J. (2006). Biomechanika układu ruchu człowieka, Wrocław. Wydawnictwo BK.
[2] Komi P V., Gollhofer A. (1997). Stretch reflexes can have an important role in force enhancement during SSC exercise. Journal of Applied Biomechanics. 13(4):451-60.
[3] McArdle WD, Katch FI, Katch VL.(2015). Exercise Physiology: Nutrition, Energy, and Human Performance. Wolters Kluwer Health
[4] Sozański H, Sadowski J, Czerwiński J. i wsp. (2015). Podstawy teorii i technologii treningu sportowego. TOM II. Warszawa, Biała Podlaska: Akademia Wychowania Fizycznego Józefa Piłsudskiego w Warszawie Filia w Białej Podlaskiej.
[5] Bober T, Rutkowska-Kucharska A, Pietraszewski B. (2007). Ćwiczenia plyometryczne – charakterystyka biomechaniczna, wskaźniki, zastosowania. Sport Wyczynowy. 7-9:511-3.
[6] Turner AN, Jeffreys I. (2010). The stretch-shortening cycle: Proposed machanisms and methods for enhancement. Strength and Conditioning Journal. 32(4):87-99.
[7] Zatsiorsky VM KW. (2013). Science and practice of strength training. Human Kinetics.
