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.