WYSKOK DOSIĘŻNY – ZASTOSOWANIE PLATFORM DYNAMOMETRYCZNYCH

Wyskok dosiężny z zamachem (ang. countermovement jump, CMJ) w diagnostyce sportowej służy w głównej mierze ocenie poziomu mocy anaerobowej (beztlenowej) kończyn dolnych i jest jednym z najbardziej popularnych testów, który znajduje swoje zastosowanie w zarówno w sporcie jak i w rehabilitacji.

Badania przeprowadzone przez Australijski Instytut Sportu prezentują, że aż ponad 54% trenerów i naukowców pracujących na najwyższym poziomie sportowym wykorzystuje CMJ w swojej codziennej pracy. Zaletą tego testu jest przede wszystkim szybkość i łatwość jego przeprowadzenia. Istnieje wiele metod oceny wysokości skoku, niemniej zastosowanie platform dynamometrycznych uważane jest za złoty standard ze względu na fakt, iż możliwe jest poznanie mechanizmu osiągnięcia danej wysokości, a nie tylko jej wartości (zawodnicy mogą osiągać te same wysokości skoku ale w różny sposób). Wiedza na temat strategii ruchu (skoku) ma szczególne znaczenie w interpretacji wyników.

Platforma dynamometryczna to nic innego jak zaawansowana waga, która może rejestrować sygnał nawet z częstotliwością 1,000 Hz. Oznacza to, że możliwa jest ocena zmian w poziomie siły w interwale czasu równym 1 ms. Dalej, to już zastosowanie zasad dynamiki, dzięki którym jesteśmy w stanie określić dokładnie jej wartość, czas trwania (w fazie ekscentrycznej i koncentrycznej) oraz prędkość ruchu.

Najprostszym eksperymentem, który pozwoli zrozumieć działanie platform jest wykonanie przysiadu stojąc na wadze łazienkowej. Masa ciała nie zmienia się, aż do momentu, w którym zaczniemy się ruszać. Wykonując np. przysiad zauważyć można, że wskazówka wagi zaczyna szaleć. Jeżeli wykonujemy ruch w kierunku działania siły grawitacji (uginanie kończyn dolnych), to masa ciała maleje, natomiast gdy ruch jest w kierunku przeciwnym (prostowanie), to masa ciała rośnie. Ostatecznie, platforma pozwala nam na rejestrację wielkości siły oraz czasu jej trwania, dzięki czemu możemy również obliczyć impuls siły (siła x czas jej trwania).

Impuls siły jest głównym motorem napędowym ruchu człowieka. Im większy impuls siły, tym większa prędkość (przy zachowaniu stałej masy ciała). Inaczej mówiąc – jeśli zaaplikujesz więcej siły, np. podczas odbicia, to wyniesiesz swoje ciało dalej lub lub/i wyżej. Dlatego w sporcie tak często mówi się o sile relatywnej (siła w przeliczeniu na kg masy ciała). Im jej większa wartość, tym zawodnik skuteczniej zmienia kierunek biegu, wyżej skacze i osiąga większe wartości przyspieszenia.

 

OCENA ZMĘCZENIA I GOTOWOŚCI WYSIŁKOWEJ

Skok CMJ ze względu na jego naturę (cykl rozciągnięcie – skurcz) jest dla organizmu, a w szczególności dla ośrodkowego układu nerwowego, wyzwaniem. Za dobry wynik w tym teście nie odpowiada tylko siła i moc kończyn dolnych ale także poziom koordynacji nerwowo – mięśniowej. Pamiętajmy, że zmęczenie to sztywność i bolesność mięśni, zaburzenia impulsacji z receptorów wrażliwych na napięcie i długość mięśnia, a także obniżony zakres ruchomości w stawach. Wszystko to, może mieć wpływ na gorszy wynik w teście CMJ i być oznaką zmęczenia, które właśnie chcemy monitorować.

Kilka zasad przeprowadzenia testu CMJ:

• Test przeprowadzaj zawsze w tym samym miejscu (podłoże).
• Zdecyduj, czy skok będzie z rękami na biodrach, czy ręce mogą brać udział w zamachu (zamach rękami może poprawić wysokość skoku nawet o 10%)
• Głębokość fazy ekscentrycznej (moja sugestia jest taka, by pozostawić tutaj dowolność zawodnikom. Nie ma jednoznacznego stanowiska w tej sprawie. Głębokość zamachu często mówi o strategii ruchu, dlatego jest jednym z parametrów, które monitoruję w codziennej pracy z zawodnikami)
• Im więcej prób, tym większy stopień rzetelności pomiaru. Minimum 3 próby są niezbędne w celu interpretacji wyników (najczęściej, raportuję trenerowi średnią wartość z 3 skoków, natomiast odchylenia min – max pozwalają na ocenę tego, czy zmiana jest większa (realna) niż biologiczna zmienność (wariancja) wyników)
• Maksymalne zaangażowanie (skok dosiężny jest testem maksymalnym tzn. zawodnik musi dać z siebie wszystko, aby wynik był następstwem wydajności mięśni, a nie np. braku motywacji)

 

INTERPRETACJA WYNIKÓW

Załóżmy, że codziennie rano (po rozgrzewce), chcemy ocenić poziom zmęczenia nerwowo – mięśniowego. Jak duże musi być obniżenie wysokości CMJ abyśmy uznali to właśnie za upośledzenie mechanizmu skurczu mięśniowego, a nie za błąd pomiaru?

Krok 1 – Przez pierwsze 3 dni ocenić należy naturalną zmienność (wahanie). Codziennie o tej samej porze i po tej samej rozgrzewce wykonujemy skok CMJ.

Dla zawodnika Jan Kowalski uzyskano wyniki: 60, 62, 64cm

Krok 2 – W ocenie rzetelności wykorzystuje się tzw. CV – coeffcient of variation (współczynnik zmienności), który liczymy za pomocą wzoru SD/średnia arytmetyczna * 100. Gdzie SD – odchylenie standardowe pomiędzy pomiarami (w tym przypadku SD = 2 cm, średnia = 62 cm) zatem CV w % wynosi = 3.2%.

Reasumując, wszystkie zmiany w wysokości skoku +/- o 3.2% x średnia – są naturalnym wahaniem.

Zgodnie z wieloma publikacjami naukowymi przyjmuje się, że dopiero wynik 1.5 x CV lub 2 x CV jest różnicą, którą należy wziąć pod uwagę (czyli tzw. realną zmianą). Równie dobrze, można zrobić takie kalkulacje dla całej drużyny – podobnie obliczamy CV dla każdej z osób, a następnie wyciągamy średnią wartość CV dla całej grupy. Dla Jana Kowalskiego, spadek ok. 4 cm, czyli obniżenie wyniku z 62 cm do 58 cm będzie interpretowany jako zmęczenie.

Pracując z zawodnikami, trzeba najpierw ocenić wielkość CV. Gdy wartość ta zostanie obliczona, można bez problemu oceniać efekt interwencji, np. zmianę programu treningowego, wprowadzenie nowego ćwiczenia, itp. Krótko mówiąc, jeśli zmiana pomiędzy dwoma pomiarami to np. tylko 2% a CV wynosi 5% to wiadomo że zmiana nie nastąpiła (jest zbyt mała).

 

STRATEGIA RUCHU – CO DAJĄ NAM PLATFORMY DYNAMOMETRYCZNE

Jeśli obserwujemy obniżenie wysokości skoku (JH – jump height) o określoną wartość (zazwyczaj 1.5 x CV), to zmiana wydaje się rzeczywista i możemy twierdzić, że zawodnik dostał w kość. Niemniej, organizm ludzki jest bardzo przebiegły. Może być tak, że osoba jest zmęczona, natomiast wysokość skoku podczas testu CMJ się nie zmieniła. Dzieje się tak, gdyż badany zmienia strategię wykonania skoku. Zazwyczaj przejawia się to w tym, iż robi głębszy zamach, wydłuża fazę ekscentryczną (zejście w dół) i koncentryczną aby zgromadzić odpowiednio dużo czasu i wygenerować niezbędny poziom impulsu siły, dzięki czemu nie obserwuje się obniżenia wysokości skoku.

W badaniach Cormack et al. (2008) na zawodnikach AFL, po intensywnym meczu, wysokość skoku dosiężnego nie zmieniła się znacząco (– 1.5%) natomiast zmodyfikowany indeks siły reaktywej (RSImod), czyli czas kontrakcji (faza ekscentryczna + koncentryczna) w stosunku do wysokości skoku obniżył się, aż o – 7.5%. Inaczej mówiąc, zawodnicy kompensowali utratę poziomu siły mięśniowej dłuższą fazą aplikacji siły (czasem trwania fazy koncentrycznej).

RSImod to stosunek czasu trwania fazy „zbierania się” (time to take – off) do uzyskanej wysokości skoku. Jest to parametr, który jest bardziej wrażliwy na zmęczenie, niż sama wysokość skoku. Zawodnicy zmieniają strategie wykonania ruchu aby uzyskać tą samą wysokość. Wzór na RSImod poniżej:

RSImod = time to take – off/jump height

Time to take – off – to czas mierzony od początku ruchu do oderwania stóp od platform.

Moje badania również potwierdzają tą prawidłowość. Wykonałem ocenę wysokości skoku (JH) oraz RSImod na platformach dynamometrycznych przed i po ciężkiej jednostce treningowej w której mieliśmy 2 serie sprintów po 10 x 20m (shuttle sprint 10 m x 10 m), na krótkiej przerwie wypoczynkowej – typowy wysiłek RSA – repeated sprint ability. Wysiłek trwał ok 8s, a przerwa trwała < 20 – 22 s. Wysokość skoku obniżyła się, ale wielkość tego efektu była równa – 0.67 (Cohen’s d) natomiast dla RSImod wielkość była równa – 1.23. Prawie dwukrotnie większa wrażliwość RSImod w stosunku do JH.

 

RSImod A EKSPLOZYWNOŚĆ

RSImod jest nie tyko przydatny w ocenie zmęczenia nerwowo – mięśniowego, Można go również wykorzystać do oceny eksplozywności swoich zawodników. Suchomel et al. 2014 w pracy pod tytułem: “Using Reactive Strength Index – Modified as an Explosive Performance Measurement Tool in Division I Athletes” ocenił poziom RSImod u 106 zawodników różnych dyscyplin sportowych na poziomie D-1. Następnie, wyniki te skorelował z mocą mięśniową i szybkością rozwoju siły mięśniowej (RFD – rate of force development) podczas skoku CMJ z obciążeniem (20kg) i bez obciążenia (BW – body weight). Okazało się, że im większy RSImod, tym również większy poziom siły i mocy mięśniowej.

W badaniu McMahon i wsp. (2017), poziom RSImod próbowano powiązać z kinetyką (siłą) i kinematyką (prędkością) skoku CMJ w różnych jego fazach – ekscentrycznej i koncentrycznej. 53 zawodników rugby z English Super League zrekrutowano do tego badania. Grupę podzielono na osoby z wysokim i niskim RSImod. Okazuje się, że osoby z wysokim RSImod dysponują większą siłą, mocą i prędkością zarówno w fazie ekscentrycznej jak i koncentrycznej skoku CMJ. Osoby z wyższym RSImod, są w stanie w krótszym czasie wygenerować większą siłę i rozpędzić ciało do wyższych prędkości.

Prosty przykład: Zawodnicy A i B (jednakowa masa ciała) osiągają wysokość skoku 45 cm. Czas wykonania skoku zawodnika A wynosił 500 ms a zawodnika B 700 ms. Zawodnik A, ze względu na krótszy czas fazy koncentrycznej, musi zaaplikować większą siłę, aby uzyskać ten sam efekt. Oznacza to, że zawodnika A wykonał tą samą pracę w krótszym czasie, więc wygenerował większą moc mięśniową

 

PODSUMOWANIE

Na podstawie dostępnych badań można stwierdzić, iż RSImod jest obiecującym parametrem przydatnym w ocenie zmęczenia i zmian adaptacyjnych. Wiedza na temat strategii wykonania skoku pozwala na bardziej rzetelny profil zawodnika, gdyż sama wysokość skoku może być nie wystarczająca. W kolejnej części postaram się przedstawić zastosowanie platform w ocenie ryzyka kontuzji oraz w monitorowaniu procesu powrotu zawodników po urazach/kontuzjach.