Explosive strength and morphological adaptations to 7-week strength training and 5-week detraining

Abstract

Hermostollisten tekijöiden yhteys räjähtävään voimantuottoon on tunnistettu laajalti aikaisemmissa tutkimuksissa. Poikkileikkaustutkimuksissa sekä joissakin pitkittäistutkimuksissa myös lihasarkkitehtuurin on havaittu olevan yhteydessä nopeaan voimantuottoon. Räjähtävän voimantuoton sekä lihasarkkitehtuurin on havaittu adaptoituvan voimaharjoitteluun muutamissa viikoissa. Adaptaatioiden tarkkaa aikakurssia on kuvattu vain harvoissa tutkimuksissa. Tämän opinnäytetyön tarkoitus on selvittää, kuinka kauan räjähtävällä voimantuotolla ja lihasarkkitehtuurilla kestää adaptaatioitua voimaharjoitteluun, sekä onko näiden adaptaatioiden välillä yhteyksiä. Myös harjoitustauon vaikutuksia nopeaan voimatuottoon ja lihasarkkitehtuuriin tarkastellaan. Koehenkilöt ovat aiemmin voimaharjoittelemattomia nuoria naisia ja miehiä (n=17, ikä 28±4,9 vuotta). Seitsemän viikon voimaharjoittelu koostuu pienestä määrästä plyometrisia harjoitteita sekä hypertrofisesta voimaharjoittelusta. Räjähtävää voimantuottoa mitataan kevennyshypyn nousukorkeuden sekä yhdenjalan polvenojennuksesta määritetyn isometrisen räjähtävän voimantuoton avulla. Lihasarkkitehtuurimuuttujia mitataan ultraäänikuvantamisella. Kevennyshypyn nousukorkeus kasvoi seitsemässä viikossa 8,3±12,5 % (p<0,05). Harjoitustauon laskevan trendin seurauksena nousukorkeus ei enää tauon jälkeen eronnut lähtötasosta. Isometrisessä räjähtävässä voimantuotossa ei havaittu muutoksia. Kaikki seuratut lihasarkkitehtuurimuuttujat adaptoituivat harjoitteluun jo kolmessa ja puolessa viikossa. Koko seitsemän viikon harjoitusjakson aikana vastus lateraliksen poikkipinta-ala kasvoi 14,2±5,9 % (p<0,05), lihaspaksuus 9,9±6,5 % (p<0,05) ja pennaatiokulma 22,5±9,3 % (p<0,05). Kaikissa lihasarkkitehtuurimuuttujissa tapahtui merkittävä lasku harjoitustauon seurauksena. Viiden viikon harjoittelutauon seurauksena poikkipinta-alan muutos oli -9,0±6,3 % (p<0,05), lihaspaksuuden -8,8±3,4 % (p<0,05) ja pennaatiokulman -20,9±10,4 % (p<0,05). Räjähtävän voimantuoton harjoitusadaptaatiot eivät olleet yhteydessä lihasarkkitehtuurin muutoksiin. Räjähtävän voimantuoton varhaisia adaptaatioita selittävät muut tekijät kuin lihasarkkitehtuurin muutokset. Kolme ja puoli viikkoa on riittävä aika harjoittelusta seuraavien lihasarkkitehtuurin muutosten saavuttamiseksi aiemmin voimaharjoittelemattomilla. Viiden viikon harjoitustauko aiheuttaa kevennyshypyn nousukorkeudessa laskevan trendin sekä merkitsevän laskun lihasarkkitehtuurin adaptaatioissa.

The connection between neural properties and explosive strength has been widely demonstrated in previous studies. In cross-sectional as well as in some longitudinal studies muscle architecture has also been reported to be connected to rapid force production. Both explosive strength and muscle architecture has been reported to adapt to training within weeks. However, the precise time-course of adaptations is seldom described. The purpose of this master’s thesis is to examine the time-course of explosive strength and morphological adaptations and possible correlations between those adaptations. The effects of detraining period on training induced adaptations are also studied. The subjects of the study are previously untrained young men and women (n=17, age 28±4.9 years). The 7-week training intervention consists of low volume of plyometric exercises and hypertrophic type strength training. Explosive strength is measured as countermovement jump height and isometric rate of force development. Muscle architecture is studied with ultrasound imaging. The countermovement jump height increased in seven weeks by 8.3±12.5% (p<0.05). Detraining caused a decreasing trend in jump height resulting it to be no longer different from pre-training level. In rate of force development there was no change during the intervention. The cross-sectional area, muscle thickness, and pennation angle of vastus lateralis increased both during the first and latter 3.5 weeks of the intervention. The total increase in response to 7 weeks of training was 14.2±5.9% (p<0.05) for cross-sectional area, 9.9±6.5% (p<0.05) for muscle thickness, and 22.5±9.3% (p<0.05) for pennation angle. There was a significant decrease in all muscle architecture variables in response to detraining. The 5-week detraining period caused a decrease of 9.0±6.3% (p<0.05) in cross-sectional area, a decrease of 8.8±3.4% (p<0.05) in muscle thickness, and a decrease of 20.9±10.4% (p<0.05) in pennation angle. The adaptations of explosive strength didn’t correlate with the adaptations of any of the studied muscle architecture variables. The early adaptations in explosive strength appear to be connected to other aspects than changes in muscle architecture. Three and half weeks is enough to elicit significant training induced adaptations in muscle architecture in previously untrained subjects. Five weeks of detraining causes a decreasing trend in jumping performance and significant decreases in morphological adaptations.