HIT-harjoittelun vaikutus maastopyöräilijöiden suorituskykyyn ja hermo-lihasjärjestelmän toimintaan

Abstract

HIT (high intensity training) – harjoittelua ja sen vaikutuksia suorituskykyyn on tutkittu paljon mutta hermo-lihasjärjestelmän toimintaan liittyviä tutkimuksia on varsin vähän. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää HIT – harjoittelun vaikutusta aktiivisten maastopyöräilijöiden fysiologiseen suorituskykyyn ja hermo-lihasjärjestelmän toimintaan sekä väsymyksen sietoon. Tutkittavina olivat 11 aktiivisesti harrastavaa maastopyöräilijää, jotka jaettiin harjoittelu- (N=5) ja kontrolliryhmään (N=6). Harjoitteluryhmä suoritti kahden viikon aikana kuusi HIT harjoitusta maastopyörällä mäkivetoina, jotka sisälsivät 4 - 6 x 30 s maksimaalista vetoa neljä minuutin palautuksin. Ennen ja jälkeen harjoittelujakson suoritettiin kestävyyssuorituskyvyn sekä hermo-lihasjärjestelmän mittaukset. Maksimaalinen aerobinen ja anaerobinen (Wingate 30s testi) suorituskyky mitattiin polkupyöräergometrilla. Lisäksi laktaattiarvot mitattiin suorituskykytestiä ennen ja sen jälkeen. Hermo-lihasjärjestelmän mittaukset sisälsivät voimantuotto- ja EMG:n mittauksia. Voimantuotossa mitattiin maksimaalinen isometrinen polvenojennus voima sekä nopea voimantuotto 200 ms kohdalta. EMG mittauksiin kuuluivat lihasaktiivisuus voimantuoton alussa ja maksimivoimantuoton aikana (aEMG200, aEMGMVC vastus lateralis, rectus femoris lihaksista). Lisäksi reisihermon sähköstimulaation avulla mitattiin maksimaalisen M-aallon (RF lihas) amplitudi ja kesto sekä passiivisen nykäyksen (twitch) maksimivoima, voimantuottoaika (time-to-peak) ja voiman puoliintumisaika (half-relaxation-time). Hermo- lihasjärjestelmän mittaukset suoritettiin ennen maksimaalista polkupyöräergometritestiä ja välittömästi testin jälkeen. Suorituskyky. HIT – harjoittelu lisäsi Wingate -testin keskimääräistä tehoa (anaerobinen kapasiteetti) (7.4 ± 2.9%, p < 0.01) harjoitteluryhmällä, kun taas kontrolliryhmällä ei havaittu muutosta. Huipputeho (anaerobinen teho) ja maksimaalisessa aerobinen suorituskyky pysyi samana kummallakin ryhmällä. HIT – harjoittelun myötä Wingate - testin jälkeen mitatuissa laktaattiarvoissa havaittiin positiivinen trendi harjoitteluryhmällä (1 min: 13.9 ± 19.5%, 4 min: 13.4 ± 17.1%).  Hermo-lihasjärjestelmä. RF lihaksessa aEMGMVC –suhde (väsytyksen jälkeen verrattuna väsytystä ennen mitattuihin arvoihin) parani harjoitteluryhmällä (ennen harjoittelua 0.91 ± 0.12, harjoittelun jälkeen 1.10 ± 0.08, p < 0.05). Polvenojennusvoimassa (MVC) oli positiivinen trendi harjoitteluryhmällä, kun verrattiin ennen väsytystä ja väsytyksen jälkeen mitattuja arvoja alku - ja loppumittauksen välillä. M-aallossa amplitudin ja keston parametreissa ei ollut merkitsevää muutosta väsytyksen tai harjoittelun seurauksena kummassakaan ryhmässä. Passiivisen twitch:in voima vähentyi väsytyksen seurauksena harjoitteluryhmällä (alku 16.6 ± 8.0; loppu 15.9 ± 5.2 Nm, etm) ja kontrolliryhmällä (alku 12.3 ± 11.9; loppu 16.6 ± 11.2 Nm, etm). Passiivisen twitch:in ajallisissa muuttujissa (time- to-peak, half-relaxation-time) ei havaittu merkitsevää muutosta kummallakaan ryhmällä. Tutkimuksen perusteella kenttäharjoitteluna läpi viety HIT – harjoittelu parantaa anaerobista suorituskykyä ja kasvattaa lihasaktiivisuutta (RF lihas). Sentraalisen aktivaation parantuminen näkyy myös parempana väsymyksen sietokykynä voimantuotossa.

Effects of HIT (High intensity training) to human performance have been widely investigated but less is known how it affects to neuromuscular system. The aim of this study was to examine whether HIT can increase physiological and neuromuscular performance in active mountain bikers. Participants were 11 active mountain bikers who were assigned to training (N=5) and control groups (N=6). Training group performed HIT in two weeks period that consisted of 6 times 4-6 x 30 sec ”all-out” exercises with 4 min active recovery by using mountain biking to uphill. Physiological performance measurements and neuromuscular measurements were carried out before and after the training session. Maximal aerobic and anaerobic (Wingate test 30sec) performances were measured by using a cycling ergometer. In addition blood lactate was measured before and after performance tests. Neuromuscular measurements were consisted of EMG and force production measurements. Maximal isometric knee extension torque and fast force production measured as a peak torque at 200ms were analyzed. EMG measurements were included muscle activity at the beginning of torque production and at maximal state of torque development (aEMG200, aEMGMVC of vastus lateralis (VL), rectus femoris (RF) muscles). In addition maximal M-wave (duration and amplitude from RF-muscle) and passive twitch (maximum force, time-to-peak and half relaxation time) were measured by using electrical stimulus to the femoral nerve. Neuromuscular assessment was carried out before (prefatigue) and immediately after (postfatigue) maximal exhaustive cycling ergometer test. Performance. HIT induced an increase in Wingate average power (anaerobic capacity) (7.4 ± 2.9%, p < 0.01) in training group, while no change was observed among control group. Peak power (anaerobic power) and maximal aerobic performance remained the same in both groups. Blood lactate after the Wingate test indicated positive trend in training group (1 min: 13.9 ± 19.5%, 4 min: 13.4 ± 17.1%). Neuromuscular system. aEMGMVC –ratio change in RF (post fatigue compared to pre fatigue) was increased in training group (before training 0.91 ± 0.12 and after training 1.10 ± 0.08, p < 0.05). Positive trend was observed in knee extension force (MVC) when  compared pre and post fatigue values between pre and post measurements in training group. Amplitude and duration of M-wave were not changed statistically significantly due to training or fatigue in either group. Force of passive twitch was decreased due to fatigue in training group (pre 16.6 ± 8.0; post 15.9 ± 5.2 Nm, ns) and in control group (pre 12.3 ± 11.9; post 16.6 ± 11.2 Nm, ns). Time-to-peak and half-relaxation-time of passive twitch were decreased similarly in both groups due to fatigue, however significance was not observed. Result of this study suggest that six HIT sessions can improve anaerobic performance and muscle activity (RF muscle). Enhanced central activation can be seen as better fatigue resistance in force production.