Løftehastigheden som objektivt mål for intensitet og udmattelse i et frivægtssquat
Forfattere
Kristiansen M1, Hansen J1, Thomasen MA1, Tange NU1
Kontaktperson: Mathias Kristiansen, E-mail: mvk@hst.aau.dk
- Sport Sciences, Department of Health Science and Technology, Aalborg University
Niels Jernes Vej 12, lokale A5-220, DK-9220 Aalborg, Denmark
Telefon +4599403747
Introduktion
Ved udførsel af et styrketræningsprogram er det vigtigt at kende til den intensitet hvormed man løfter, for at kunne dosere træningsbelastningen bedst muligt. Normalt træner man ud fra en given relativ procentdel af 1 repetition maksimum (1RM) i en given øvelse (1,2,3). Anvendelsen af 1RM er dog forbundet med forskellige problematikker, såsom daglig variation i præstationsevne (4), negativ indflydelse af stressfaktorer (4), akkumuleret udmattelse fra tidligere træning (2), samt det faktum at det er forskelligt fra individ til individ, hvor mange repetitioner, der kan udføres på en given procentdel af 1RM (5). Disse problematikker kan medføre at nogle utilsigtet træner hårdere end andre på trods af at de træner det samme program.
Under styrketræning ved konstant ydre belastning med maksimal indsats forekommer et ikke-intentionelt fald i kraft, hastighed og power output, når træthed udvikles, og antallet af repetitioner nærmer sig udmattelse (6). Med udgangspunkt i dette har et studie vist, at monitorering af løftehastighed er en objektiv, praktisk og non-invasiv indikator af akut metabolisk stress og mekanisk træthed (2), og at løftehastighed kan anvendes til objektivt at kvantificere intensitet og indsatsen bag løftet (1,2,4). Dette kan gøres på baggrund af det lineære forhold mellem belastning og løftehastighed (7, 8).
Dog er der i tidligere studier anvendt et Smith stativ i udførelsen af øvelsen på trods af at frivægte oftest anvendes i styrketræningsregi, da frivægte øvelser anses for mere overførbare til atletiske bevægelser og kræver kontrol af bevægelsen i alle tre planer (9,10). Formålet for dette studie er således at undersøge belastning-hastighedskurven for et frivægts squat udtrykt ved fire forskellige hastighedsparametre samt om løftehastighed kan anvendes som et udtryk for udmattelse i et frivægts squat.
Metode
Forsøgspersoner
Forsøget havde 18 deltagere, 15 mænd og 3 kvinder (alder: 25.1±2.3 år, højde: 182.6 ±6.9 cm, vægt: 87.8 ±13.1kg) med en 1RM i squat på 123.1±34.0 kg. Alle forsøgspersoner havde minimum et års erfaring med styrketræning, herunder squat.
Fremgangsmåde
Forsøget forløb over to dage med 48 timers mellemrum, hvor der den første dag blev udført en 1RM test i frivægts squat. Anden forsøgsdag skulle forsøgspersonerne udføre en udmattelsesprotokol, hvor der blev udført frivægts squat med intensiteter på 65%, 75% og 85% af deres 1RM indtil frivillig udmattelse i kontrabalanceret rækkefølge. Ved 1RM blev der udført tre repetitioner ved 20, 40, og 60% af estimeret 1RM og én repetition ved 80 og 90% af estimeret 1RM. Derefter blev der i samarbejde med forsøgspersonen øget med 2,5-10 kg, indtil deres 1RM blev determineret. Der var tre minutters pause mellem hvert sæt. Squattet blev udført, således den excentriske fase blev udøvet med en kontrolleret selvvalgt hastighed, mens de blev instrueret i at udføre den koncentriske fase med maksimal intentionel hastighed (11).
Udmattelsesprotokol
Forsøgspersonerne skulle indledende opvarme ved at udføre tre sæt af tre repetitioner med tiltagende belastning med 20, 40 og 50% af 1RM, hvor pausen mellem hvert sæt var tre minutter. Der blev udført tre sæt til udmattelse på henholdsvis 65, 75 og 85% af deres 1RM. Igen blev den koncentriske fase udført med maksimal intentionel hastighed. Lige før og lige efter hvert sæt til udmattelse blev der udført tre repetitioner på 60% af 1RM. Disse blev anvendt som referencesæt til at sammenligne løftehastigheden før og efter udmattelsessættet, med henblik på at validere udmattelsen opnået under udmattelsessættet. Udmattelsesprotokollen tog udgangspunkt i et studie af Morán-Navarro et al. (2019) (12).
Databehandling
En lineær positions encoder (Chronojump Boscosystem, Barcelona, Spanien) blev brugt til at opsamle data for løftehastighed gennem hele løftet ved brug af den medfølgende software (Chronojump Boscosystem, Barcelona, Spanien) ved en samplingsfrekvens på 1000 Hz. Databehandlingen bestod i at filtrere positionsdata med et 3 Hz lowpass filter, og derefter udføre en dobbelt differentiering for at udregne både hastigheds- og accelerationskurven i den koncentriske del af løftet. Der blev herefter udregnet fire forskellige parametre. Peak velocity beregnet som det højeste rullende gennemsnit over 10 datapunkter for hastighedskurven. Mean velocity beregnet som et gennemsnit af alle datapunkter på hastighedskurven i den koncentriske fase. Mean propulsive velocity beregnet på to forskellige måder, hvor Mean propulsive velocity 1 er gennemsnitshastigheden i den del af løftet, hvor accelerationen er positiv, indtil den bliver negativ første gang. Mean propulsive velocity 2 er beregnet som gennemsnitshastigheden i alle dele af løftet hvor accelerationen er positiv
Statistisk analyse
Simpel lineær regression blev anvendt til at undersøge sammenhængen mellem belastning og henholdsvis Peak velocity, Mean velocity, Mean propulsive velocity 1 og Mean propulsive velocity 2. Fire separate Two-Way Repeated Measures ANOVA blev anvendt til at undersøge, om der var en signifikant interaktion mellem belastning og referencesæt i forhold til hastighedsparametrene. Udmattelsessættet blev statistisk undersøgt ved hjælp af en One-Way Repeated Measures ANOVA med henblik på at identificere, hvornår der forekom en signifikant nedgang i hastighed, når første repetition sammenlignes med de resterende repetitioner.
Resultater
Belastning-hastighedsforhold
Den lineære regression viste, at belastningen kunne forudsige løftehastigheden med statistisk signifikans for alle hastighedsparametre (Mean velocity: F(1,183)=1189.0, p<0.001; Peak velocity: F(1,184)=748.0, p<0.001; Mean propulsive velocity 1: F(1,184)=1430.8, p<0.001; Mean propulsive velocity 2: F(1,184)=1223.8, p<0,001). Belastningen kunne forklare henholdsvis 87% (Mean velocity), 80% (Peak velocity), 89% (Mean propulsive velocity 1) og 87% (Mean propulsive velocity 2) af variansen i hastigheden. Standard error of estimate var henholdsvis 0.094 (Mean velocity), 0.142 (Peak velocity), 0.104 (Mean propulsive velocity 1) og 0.098 (Mean propulsive velocity 2). Regressionsligningerne fremgår af figur 1.
Referencesæt
Resultaterne over referencesæt og belastning ses på tabel 1. For både Mean velocity, Peak velocity, Mean propulsive velocity 1 og Mean propulsive velocity 2 var der en signifikant forskel mellem pre og post referencesæt ved 65% (p<0.001), 75% (p<0.001), og 85% (p<0.001). Der var dog ingen signifikante forskelle i hastigheden ved referencesættene sammenlignet mellem udmattelsessættene ved 65%, 75% og 85% (p≥0.05).
Tabel 1: Gennemsnitlig løftehastighed ved referencesæt pre og post udmattelsessæt udført ved henholdsvis 65%, 75%, og 85% af 1RM. * Indikerer signifikant forskel fra pre til post.
Udmattelsessæt
For udmattelsessættet er det procentvise fald for de første 10 repetitioner inkluderet for alle belastninger i tabel 2, hvor det ligeledes fremgår hvornår der var signifikant forskel fra første repetition.
Tabel 2: Procentvis ændring i løftehastighed for udmattelsessæt udført ved 65%, 75% og 85% af 1RM. * Markerer første gang hastighedsændringen er statistisk signifikant fra den første gentagelse.
Diskussion
Formålet med dette studie var at bestemme belastning-hastighedskurven, samt om løftehastighed kan anvendes som et udtryk for udmattelse i et frivægts squat. Resultaterne viste her en signifikant lineær sammenhæng mellem belastning og alle hastighedsparametre, samt at alle hastighedsparametre faldt ved udmattelse. Referencesættene viste en signifikant nedgang i løftehastighed fra pre til post for alle udmattelsessæt, hvilket indikerer at udmattelse har fundet sted.
Belastnings-hastighedskurven beskriver en omvendt lineær sammenhæng mellem belastning og hastighed, hvor varians-værdierne i tidligere studier har været over 0,94 (7,8,13). Den lineære sammenhæng giver derfor teoretisk set mulighed for at forudsige, hvilken procentdel af 1RM der reelt trænes med (8).
Referencesættene fremstod alle som værende statistisk signifikante fra pre til post, hvilket indikerer at udmattelsessættene succesfuldt har induceret udmattelse i forsøgspersonerne, idet studiet af Sánchez-Medina og González-Badillo et al. (2011) (2) påpeger, at en reducering i løftehastighed kan ses som et udtryk for neuromuskulær udmattelse.
I tidligere studier er forskellige tilladte hastighedstab i forhold til første repetition blevet anvendt (14,15,16), fordi det tidligere er vist at løftehastigheden falder gradvist og jævnt som følge af fremskridende udmattelse i det givne sæt når træningen kun består af den koncentriske del og er udført i et Smith stativ (6, 17). Ifølge vores resultater tyder det på, at dette er vanskeligt at implementere i et frivægts squat, da det vil være forholdsvist tilfældigt, hvornår et bestemt hastighedstab er opnået, idet hastigheden nogle gange stiger igen efter et fald, fremfor at falde jævnt. Der er desuden store inter-individuelle forskelle på størrelsen af hastighedstabet. Dette kan betyde, at såfremt et fastlagt tilladt hastighedstab skulle anvendes, kunne man risikere at sættet ville blive stoppet på trods af at de efterfølgende repetitioner potentielt kunne ligge inden for den tilladte hastighedsbegrænsning, eller at nogle udøvere ville skulle køre flere gentagelser for at opnå det samme hastighedstab som andre.
Det nærværende studie er begrænset af at pausen mellem hvert sæt var på tre minutter hvilket kan have været i underkanten og deltagerne har på denne baggrund muligvis ikke kunnet præstere optimalt. Desuden kan det have været en begrænsning at hastigheden i den excentriske fase ikke var standardiseret, da det kan have haft indflydelse på hastighedsprofilen i den koncentriske fase. Det blev vurderet at en standardisering af hastigheden ville have en negativ indvirkning på forsøgspersonernes evne til at præstere maksimal styrke i øvelsen.
Det kan konkluderes, at der er en signifikant lineær relation mellem belastning og løftehastighed, hvor løftehastigheden falder i takt med at belastningen stiger. Ligeledes var løftehastigheden ved referencesættene efter udmattelsessættene signifikant lavere end referencesættene før og i selve udmattelsessættet faldt løftehastigheden som følge af gennemførte gentagelser. Dette indikerer at løftehastighed kan bruges som et udtryk for udmattelse. Der var dog store inter-individuelle forskelle i størrelsen på hastighedstabet og der sås ikke et tydeligt jævnt fald efterhånden som udmattelsen skred frem. Den praktiske anvendelse af løftehastighed som indikator for intensitet og udmattelse i et enkelt individ er derfor problematisk og bør ikke umiddelbart anvendes uden at kende til begrænsningerne ved denne metode.
Referenceliste
1. González-Badillo, J., Marques, M., & Sánchez-Medina, L. (2011). The importance of movement velocity as a measure to control resistance training intensity. Journal of human kinetics, 29(Special Issue), 15-19.
2. Sanchez-Medina, L., & González-Badillo, J. J. (2011). Velocity loss as an indicator of neuromuscular fatigue during resistance training. Medicine and science in sports and exercise, 43(9), 1725-1734.
3. González-Badillo, J. J., & Sánchez-Medina, L. (2010). Movement velocity as a measure of loading intensity in resistance training. International journal of sports medicine, 31(05), 347-352.
4. Mann, J. B., Ivey, P. A., & Sayers, S. P. (2015). Velocity-based training in football. Strength & Conditioning Journal, 37(6), 52-57.
5. Gentil, P., Marques, V. A., Neto, J. P., Santos, A. C., Steele, J., Fisher, J., … & Bottaro, M. (2018). Using velocity loss for monitoring resistance training effort in a real-world setting. Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism, 43(8), 833-837.
6. González-Badillo, J. J., Yañez-García, J. M., Mora-Custodio, R., & Rodríguez-Rosell, D. (2017). Velocity loss as a variable for monitoring resistance exercise. International journal of sports medicine, 38(03), 217-225.
7. Conceição, F., Fernandes, J., Lewis, M., Gonzaléz-Badillo, J. J., & Jimenéz-Reyes, P. (2016). Movement velocity as a measure of exercise intensity in three lower limb exercises. Journal of sports sciences, 34(12), 1099-1106.
8. García-Ramos, A., Pestaña-Melero, F. L., Pérez-Castilla, A., Rojas, F. J., & Haff, G. G. (2018). Mean velocity vs. mean propulsive velocity vs. peak velocity: which variable determines bench press relative load with higher reliability?. The Journal of Strength & Conditioning Research, 32(5), 1273-1279.
9. Schuna Jr, J. M., & Christensen, B. K. (2010). The jump squat: Free weight barbell, smith machine, or dumbbells?. Strength & Conditioning Journal, 32(6), 38-41.
10. Kompf, J., & Arandjelović, O. (2017). The sticking point in the bench press, the squat, and the deadlift: similarities and differences, and their significance for research and practice. Sports medicine, 47(4), 631-640.
11. Sánchez-Medina, L., Pallarés, J. G., Pérez, C. E., Morán-Navarro, R., & González-Badillo, J. J. (2017). Estimation of relative load from bar velocity in the full back squat exercise. Sports Medicine International Open, 1(02), E80-E88.
12. Morán-Navarro, R., Martínez-Cava, A., Sánchez-Medina, L., Mora-Rodríguez, R., González-Badillo, J. J., & Pallarés, J. G. (2019). Movement velocity as a measure of level of effort during resistance exercise. The Journal of Strength & Conditioning Research, 33(6), 1496-1504.
13. Jidovtseff, B., Harris, N. K., Crielaard, J. M., & Cronin, J. B. (2011). Using the load-velocity relationship for 1RM prediction. The Journal of Strength & Conditioning Research, 25(1), 267-270.
14. Pareja‐Blanco, F., Rodríguez‐Rosell, D., Sánchez‐Medina, L., Sanchis‐Moysi, J., Dorado, C., Mora‐Custodio, R., … & González‐Badillo, J. J. (2017a). Effects of velocity loss during resistance training on athletic performance, strength gains and muscle adaptations. Scandinavian journal of medicine & science in sports, 27(7), 724-735.
15. Pareja-Blanco, F., Sánchez-Medina, L., Suárez-Arrones, L., & González-Badillo, J. J. (2017b). Effects of velocity loss during resistance training on performance in professional soccer players. International journal of sports physiology and performance, 12(4), 512-519.
16. Pérez-Castilla, A., García-Ramos, A., Padial, P., Morales-Artacho, A. J., & Feriche, B. (2018). Effect of different velocity loss thresholds during a power-oriented resistance training program on the mechanical capacities of lower-body muscles. Journal of sports sciences, 36(12), 1331-1339.
17. Izquierdo, M., González-Badillo, J. J., Häkkinen, K., Ibanez, J., Kraemer, W. J., Altadill, A., … & Gorostiaga, E. (2006). Effect of loading on unintentional lifting velocity declines during single sets of repetitions to failure during upper and lower extremity muscle actions. International journal of sports medicine, 27(09), 718-724.
