STYRKE OG
STYRKETRENING
Alle kroppslige
bevegelser og ferdigheter er helt avhengig av styrke. Styrke er en ferdighet
som kan defineres både fysikalsk og biologisk. Styrke i fysikalsk sammenheng
(F)
er produktet av
masse (m) og akselerasjon (a) (F=m*a).
Benevningen for
kraft er Newton (N), 1N=1kg*m/s2 , dette betyr at 1N er den kraft
som skal til for å akselerere 1m på 1 sekund, 1N tilsvarer ca. 0.1 kg.
Muskelstyrke kan
også uttrykkes som kraftmoment. Kraftmoment er lik kraft ganger
vektstangsarmen, M=F*l, enheten blir Newtonmeter (Nm) siden kraften uttrykkes i
newton og hevstangsarmen i meter. Vektstangsarmen er den vinkelrette avstanden
for muskelens dragning ved utspring og feste inn til leddets middelpunkt.
Styrke i
biologisk sammenheng er Nerve - Muskelsystemets evne til å
- produsere krefter - konsentrisk arbeid
- motstå krefter - eksentrisk arbeid
- å holde en gitt kraft - isometrisk arbeid
Muskelarbeid kan
deles opp på mange måter, jeg vil her nevne noen former.
Generell styrke er styrken til
hovedmuskelgruppene - kropp, ekstremiteter, mens spesiell (lokal) styrke er styrkenivået til en enkelt muskel eller
muskelgruppe i forhold til spesifikke bevegelseskrav. For de fleste mennesker er det viktig å ha god generell styrke,
de fleste idrettsutøvere bør også ha god spesiell styrke. Det finnes ikke mange
utøvere som bare er avhengig av spesiell styrke, paraplegikere
(handikappidrett) kan kanskje være et eksempel.
Statisk muskelarbeid vil si at muskulaturen
arbeider (skaper spenning) uten å skape bevegelse. Denne typen muskelarbeid kan
deles i to; maksimal statisk styrke og utholdende statisk styrke. Vi klarer bare et
arbeid på noen få sekunder når vi arbeider maksimalt statisk, mens tiden vi kan
arbeide utholdende statisk er avhengig av holdekraften i % av maksimal
holdekraft.
Det er god
sammenheng mellom statisk maksimalstyrke og statisk utholdende styrke. Jo
større arbeidet er, desto mer avhengig er man av den maksimale styrken.
Relativt lette statiske belastninger er mer avhengig av muskulaturens
utholdende egenskaper.
Ved belastninger
mellom 15 og 50% av statisk maksimalstyrke vil blodtilførselen gradvis avta,
energiomsetningen blir etterhvert anaerob. Fra ca. 50% av maks belastning blir
blodtilførselen blokkert, energiomsetnigen er da anaerob.
Holdetiden vil
pga. dette raskt avta.
Maksimal statisk
styrke er vanligvis mindre viktig enn dynamisk styrke, men det finnes en del
utøvere som trenger god statisk styrke. Vektløftere og turnere er eksempler på
to idretter hvor maksimal statisk styrke er viktig. Utholdende statisk styrke
er viktig f.eks. i utfor og for skøyteløpere.
Det er en rekke
faktorer som bestemmer den statiske muskelstyrken.
1. Muskeltverrsnitt.
Dette er den
viktigste faktoren som bestemmer den statiske styrken. En cm2 muskel
har en styrke på 6.7±1 kg (menn) og 6.3±0.9 kg (kvinner). Jo større
muskelfibertverrtsnitt desto større blir den potensielle kapasitet for å
utvikle høy muskelspenning. Dette kommer av at muskelvolumet er direkte
proporsjonal med mengden av kontraktilt protein (aktin/myosin). Dette fører til
at et større antall kryssbroer blir dannet, og følgelig større
spenningsutvikling.
Vi skiller ofte
mellom muskulaturens anatomiske og fysiologiske tverrsnitt. Fysiologisk
tverrsnitt vil si at man måler tverrsnittet vinkelrett på muskelfiberens
lengderetning, mens anatomisk tverrsnitt måles vinkelrett på muskelens
lengdeakse.
Hos spoleformede
muskler er anatomisk og fysiologisk tverrsnitt det samme. Fjærformede muskler
har et fysiologisk tverrsnitt som er summen av de langsgående fibrene.
Kraften i en
muskel er avhengig av det fysiologiske tverrsnittet. En fjærformet muskel er
sterkere enn en like lang og tykk spoleformet muskel.
Treningspåvirkning
- Myofibrillene
blir tykkere (hypertrofi).
- En økning av
antall muskelfibre (hyperplasi) er observert i dyreforsøk, men ikke hos
mennesket.
2. Muskelvolum.
Muskelvolumet er
produktet av muskelfibertverrsnittet og lengden på muskelen.
Det er god
sammenheng mellom maksimal muskelkraft og kroppsvekt ( ved normal
kroppssammensetning). Tyngre utøvere
kan utvikle større kraft enn lette utøvere.
Ved sammenligning
av styrke til personer med ulik kroppsvekt bruker vi ofte begrepet relativ
styrke. Relativ styrke er styrken sett i forhold til kroppsvekten.
Den relative
styrken synker ved økende kroppsmasse. Grunnen til dette er at kroppsmassen
øker i 3. potens (volum h3), mens muskelstyrken øker i 2 potens
(areal h2).
Kvinner har
gjennomsnittlig ca. 75% av muskelvolumet til menn,
dette betyr at de
i utgangspunktet har dårligere forutsetninger enn menn til å utvikle høy
muskelspenning.
Treningspåvirkning
- Musklenes
lengde påvirkes ikke av trening, men myofibrillene blir tykkere slik at
muskelvolumet øker.
3. Muskelstruktur.
Den maksimale
statiske styrken er avhengig av det fysiologiske tverrsnittet. Styrken i
muskulaturen er avhengig av hvilken struktur muskelen har - parallelle
muskelfibre, enfjærede eller tofjærede muskelfibre. Strukturen til
muskelfibrene er en viktig faktor for hvor stor kraftutvikling en muskel kan
produsere.
Treningspåvirkning
- Muskulaturens
struktur er anatomisk forutbestemt og kan ikke endres ved hjelp av trening.
4. Muskelfibertype.
Maksimal statisk
styrke og trenbarheten av den er bl.a. avhengig av muskelfiberfibersammensetning.
Jo større andel type II fibre en muskel har, desto større er den maksimale
styrken og trenbarheten av den. Type II fibre har større tverrsnitt, større
anaerob kapasitet, og et mer høyfrekvent impulsmønster enn type I fibre. Dette
fører til en større kraftutvikling i forhold til type I fibre.
Treningspåvirkning
- Forskning har
vist at det er mulig å oppnå overganger fra
type IIa til type IIb fibre ved hjelp av trening. Det er delte meninger
om type I fibre kan anta de samme egenskapene som type II fibre.
Generelt gjelder at en muskel som stadig utsettes for en viss type trening, gradvis kommer til å
forandres ved at den tilpasser seg de
egenskaper som er gunstig for de krav som
blir stilt den.
5. Muskulær energitilgang.
Energetisk
spiller de energirike fosfatene ATP og CrP en viktig rolle, grunnen til dette
er at den maksimale kraftutviklingen bare kan vare i noen få sekunder. En
maksimalbelastning som fører til en utmattelse gir raskt en intracellulær
forsuring slik at prestasjonsnivået synker til submaksimalt nivå.
Treningspåvirkning
- Vi får en
økning (konsentrasjon og aktivitet) i de energirike fosfatlagrene, spesielt CrP
ved hjelp av trening. Enzymene som er med på å styre energitilgangen stiger
også etter en treningsperiode.
6. Muskelfiberlengde og arbeidsvinkel.
Den maksimale
styrken er avhengig av vinkelen mellom leddene som bestemmes av arbeidsvinkelen
og utgangslengden til muskelen. Grunnen
til at styrken og styrketilveksten ikke er lineær, kommer først og fremst av
vektstangsforholdene, men også av at de
forskjellige arbeidsvinklene krever innsats fra forskjellige muskelpartier og
kanskje også forskjellige muskelgrupper.
Treningspåvirkning
- En muskel får
forskjellig treningspåvirkning avhenger av hvilken arbeidsvinkel muskelen
arbeider under, dette betyr at man bør trene styrken mest mulig spesifikk i
de bevegelsesbaner idretten
krever.
7. Intramuskulær koordinasjon.
Hvor stor
spenning en muskel kan utvikle er avhengig av hvor mange motoriske enheter som
blir rekruttert. Dette er igjen avhengig av frekvensen og synkroniseringen av
nerveimpulsene.
Rekruttering
betyr innkobling av ikke aktiverte motoriske enheter mens en muskel arbeider.
Utrente rekrutterer kanskje bare ca. 60% av muskelens fibre samtidig, mens
trente utøvere kan aktivere opptil 90% av muskelens fibre samtidig.
Frekvensering vil
si det største antall av nerveimpulser som en motorisk enhet kan bli innervert
med. Jo større belastningen blir, desto større
blir innervasjonsfrekvensen.
I hvile er
innervasjonsfrekvensen 5-6 Herz (impulser pr. sek.)
ved
maksimalbelastning kan den være 35-40 Herz.
Treningspåvirkning
- Hastigheten og
den teoretisk mulige grad av rekruttering er trenbar. For å få muskelen til å utvikle maksimal
spenning er det nødvendig et flest
mulig motoriske enheter blir
raskt rekruttert, og at disse enhetene blir innervert med maksimal
frekvens av nerveimpulsene.
8. Motivasjon.
Prestasjonsnivået
kan deles opp i flere nivåer som krever forskjellig viljemessig innsats.
Automatiserte bevegelser (opp til 15%), og bevegelser som krever 15-35% av
maksimal innsats krever bare moderate viljeanstrengelser. Mobilisering av
innsatsreserver på 35-60% av maksimal innsats krever relativt stor viljemessig
anstrengelse som fører til utmattelse i løpet av relativt kort tid.
Den autonome
reserven (65-100%) er mulig å oppnå bare gjennom hypnose, doping o.l. Grensen
mellom den viljemessige og autonome innsatsen kalles mobiliseringsterskel.
Forsøk har vist at utrente kan øke styrken med ca. 30% ved hjelp av hypnose,
mens trente utøvere kan øke maksimalstyrken med
ca. 10%.
Treningspåvirkning
-
Mobiliseringsterskelen lar seg forskyve oppover slik at topputøvere som er
toppmotivert kan utvikle større kraft enn
utrente med samme muskelfibertverrsnitt.
9. Kjønn og alder.
Kvinner har
mindre muskelmasse og tynnere muskelfibertverrsnitt enn menn, slik at de
gjennomsnittlig er ca. 30% svakere enn menn.
Ved økende alder
synker den maksimale styrken gradvis.
Treningspåvirkning
- Gjennom
regelmessig trening kan muskelstyrken holdes konstant (eller øke) helt til ca.
50-60 års alderen.
10.Tidspunkt.
Prestasjonene
varierer alt etter hvilket tidspunkt på dagen man utfører aktiviteten.
Resultatene i figuren er gjennomsnitt av mange kroppsfunksjoner bl.a.
muskelstyrke.
Treningspåvirkning
- Ved hjelp av
trening kan man oppnå høyere prestasjonsnivå ved de tidspunktene man trener.
Hvis en utøver f.eks. trener kl. 1500
hver dag i lengre tid, er det stor sannsynlighet for at prestasjonsnivået vil være høyest på dette tidspunktet på dagen.
De aller fleste
idrettsutøvere (og ikke aktive personer) har større behov for dynamisk styrke
enn statisk styrke. Dynamisk styrke kan deles opp i maksimal styrke, spenst og
utholdende styrke. Maksimal styrke er den maksimale kraftutviklingen en muskel
kan utføre i en bevegelse.
Det er flere
faktorer som bestemmer den dynamiske styrken.
1. Nivået på den statiske styrken.
Det er god
sammenheng mellom statisk maksimalstyrke og dynamisk maksimalstyrke. De
faktorene som bestemmer nivået på den statiske styrken gjelder derfor også for
dynamisk maksimalstyrke.
2. Koordinsjonen mellom muskelgrupper.
Intermuskulær
koordinasjon vil si samspillet mellom forskjellige muskelgrupper i en
bevegelse. En liten "feilstyring" i samspillet mellom synergister og
antagonister fører til en redusering av
den maksimale dynamiske styrken. Den perfekte teknikken - uttrykt som en
biomekanisk løsning av en bevegelsesoppgave har stor betydning for hvor stor
den potensielle maksimale styrken kan bli. En forbedring av prestasjonsnivået i
øvelser som er avhengig av dynamisk styrke er bare mulig ved kombinert
styrketrening og teknikktrening.
3. Forspenning i muskulaturen.
Muskelens
utgangslengde påvirker styrkenivået i muskulaturen. Ved en optimal forspenning
(110-120% av hvilelengden til muskelen) vil aktin og myosinfilamentene
overlappe hverandre så mye at et maksimalt antall kryssbroer blir aktivert i et
gitt tidsrom. Forspenningen fører også til at det blir lagret elastisk energi
som øker styrkenivået.
4. Bevegelseshastighet.
Den maksimale
dynamiske styrken er avhengig av hastigheten på bevegelsen. Ved økende
bevegelseshastighet avtar styrken.
Dette lar seg
forklare på følgende måte: Ved tunge vekter og langsom bevegelseshastighet blir
nesten alle motoriske enheter aktivert - et stort antall kryssbroer blir
dannet, dette fører til en høy kraftutvikling. Ved økende bevegelseshastighet
avtar antall kryssbroer og dermed også kraftutviklingen.
Ved utelukkende å
trene eksplosiv styrke vil ikke den dynamiske maksimalstyrken bli utviklet
maksimalt. Grunnen til dett er at nerveimpulsene har for kort påvirkningstid på
muskelen - den intramuskulære koordinasjonen blir bedre mens det ikke skjer en
nødvendig hypertrofi av den belastede muskulatur.
5. Formen på muskelarbeidet.
Den dynamiske
styrken er større ved negativt dynamisk arbeide (alle hastigheter) enn ved
positivt dynamisk arbeid. Det isometriske maksimum ligger mellom disse formene for
styrke
6. Utmattelsesgrad.
For positive
dynamiske bevegelser synker styrkenivået ved økende utmattelse (repetisjoner),
det samme gjelder for statisk styrke. Ved negative dynamiske bevegelser øker
styrkenivået ved økende utmattelse.
Grunnen til dette
er at ATP mengden i muskulaturen synker. Kryssbroene mellom aktin og myosin
blir vanskeligere å løse opp, dette fører til en forhøyet motstandskraft mot
muskelens tøyning.
SPENST
Spenst er nerve-
muskel systemets evne til å overvinne en motstand med høyest mulig
kontraksjonshastighet. Denne egenskapen kan variere fra muskelgruppe til
muskelgruppe hos en person. En bokser kan f.eks. ha raske armbevegelser mens
bena er "langsomme".
Det er god
sammenheng mellom isometrisk maksimalstyrke og bevegelseshastighet.
Korrelasjonen mellom maksimalstyrke og bevegelseshastighet øker ved stigende
vektbelastning
(f.eks. 4-7.25
kg's kulestøt).
I tillegg til
maksimal styrke spiller også de to delkomponentene av spenst - startstyrke og eksplosiv
styrke en viktig rolle for hvor god spensten er.
Helningen på
kraft-tid kurven - et parameter for spenst er hovedsaklig avhengig av 3
faktorer.
1: Antallet
samtidig aktiverte motoriske enheter
(Intramuskulær koordinasjon)
2:
Kontraksjonshastigheten til de aktiverte muskelfibrene
(ST-FT fibre)
3:
Kontraksjonskraften til de aktiverte muskelfibrene
(Muskeltverrsnittet)
Eksplosiv styrke
vil si evnen til å ha en brattest mulig kraft-tids kurve, dvs. at
styrketilveksten pr. tidsenhet er det sentrale.
Eksplosiv styrke
er avhengig av kontraksjonshastigheten, antall aktiverte motoriske
enheter,antall aktiverte FT fibre og kontraksjonsstyrken til de rekrutterte
fibrene.
Startstyrke er
evnen til å ha en brattest mulig kraft-tid kurve i starten (0-50 msek.) av
bevegelsen. Denne egenskapen er avhengig av å aktivere flest mulig motoriske
enheter på meget kort tid. Dette er en viktig egenskap for f.eks boksere og
fektere.
Ved lave
vektbelastninger dominerer startstyrken, ved økende vektbelastning og lengre
kraftinnsats - eksplosiv styrke, og ved tunge vektbelastninger maksimalstyrken
UTHOLDENDE STYRKE
Utholdende styrke
kan deles i 3 undergrupper korttids - mellomtids og langtids utholdende styrke.
Korttids
utholdende styrke (KUS) vil si belastninger fra 50-80% av maksimal styrke.
Energifrigjøringen er nesten helt anaerob, dette kommer av at den arterielle
blodstrømmen er meget liten slik at det kommer for lite O2 til
muskulaturen. En forbedring av KUS er
bare mulig ved å øke styrken eller maksimalstyrken. Hvorfor ? Som nevnt
tidligere er energifrigjøringen ved KUS hovedsaklig anaerob. Hvis vi øker
styrken enten ved å øke muskeltverrsnittet eller ved forbedret intramuskulær
koordinasjon blir automatisk den anaerobe energifrigjøringen større. Ved
utholdende styrke benytter vi et bestemt antall muskelfibre, hvis f.eks.
muskelfibrene blir tykkere betyr det at belastningen på hver enkelt muskelfiber
blir mindre. Dette fører til at vi kan utføre flere repetisjoner med samme
vektbelastning.
Ved mellomtids
utholdende styrke (MUS) er belastningen fra
20-50% av
maksimal styrke. Energifrigjøringen er både aerob og anaerob, dette betyr at
styrketrening ved MUS både bør bestå av maksimal styrke og utholdende styrke.
Langtids
utholdende styrke (LUS) betyr at belastningen er mindre enn 20% av maksimal
styrke. Energifrigjøringen ved LUS er hovedsaklig aerob. Dette betyr at
utholdenheten er den begrensende faktor. Kapillærer, mitokondrier, myoglobin og
enzymer er viktige parametre for den aerobe energifrigjøringen i muskulaturen.
Trening for å
forbedre LUS har til hensikt å bedre den aerobe kapasiteten sentralt (hjerte,
blod) og lokalt i musklene. Treningsbelastningen bør derfor ikke være høyere
enn
40-50% av
maksimalbelastning.
© B.V.N. 1993.
LITTERATUR
Badtke,G.,(1989).
Sportmedizinische
Grundlagen. Körpererziehung und Training.
2.überarbeitete
Auflage.
Ehlenz,H.,Grosser,M,.Zimmermann,E.,
(1987).
Krafttraining.
Forsberg,A.,Saltin,B.,(red.)(1984).
Styrketräning.
Moser,T., (1992).
Artikkel om
styrketrening.
Weineck,J.,(1990).
Sportbiologie. 3.
auflage.