Siła maksymalna

W kształtowaniu siły specyficznej dla danego sportu bardzo istotną rolę odgrywa siła maksymalna. Każda z wcześniej opisanych (adaptacja anatomiczna i hipertrofia) ma swoje miejsce i jest niezwykle ważna, natomiast to siła ma ogromny wpływ na wydajność sportowca i jego osiągnięcia w sezonie.

Kiedy?

Zanim dokładnie omówimy fazę siły maksymalnej musisz znać podstawowe mechanizmy stojące za tą zdolnością. Są to między innymi: mechanizm skurczu mięśnia oraz adaptacje nerwowe opisane dalej. Dla przypomnienia poniżej przedstawiam również przykład umiejscowienia fazy siły maksymalnej (Siła MxS) w periodyzacji tej zdolności.

Siła skurczu 

W celu wykonania jakiegokolwiek ruchu przez nasze ciało, centralny układ nerwowy musi wysłać sygnał do zapoczątkowania skurczu mięśnia. Dzieje się to między innymi pod wpływem bodźca i impulsu elektrycznego, neuroprzekaźnika (acetylocholina), reakcji jonów wapnia oraz hydrolizy ATP. Główną jednostką odpowiedzialną na skurcz mięśnia jest sarkomer, zbudowany z białek kurczliwych w tym aktyny i miozyny. Interakcja pomiędzy tymi dwoma białkami powoduje skurcz.

Siła skurczu mięśnia (a zatem też siła maksymalna) zależy od następujących czynników:

• Liczby pobudzonych jednostek motorycznych 
• Przekroju włókna mięśniowego (CSA – cross-sectional area)
• Częstości pobudzeń (rate coding)
• Długości wyjściowej mięśnia – mięsień rozwija największą siłę skurczy, gdy znajduje się w stanie długości spoczynkowej. W miarę rozciągania mięśnia liczba połączeń miozyny z aktyną maleje, co zmniejsza siłę skurczu (Górski 2019)

Jak wiemy mięśnie wykorzystują 3 typy napięcia: skurcz ekscentryczny, izometryczny i koncentryczny. Z pośród tych 3 skurczów największe napięcie rozwijane jest podczas pracy ekscentrycznej (do 140% skurczu koncentrycznego), a następnie podczas pracy izometrycznej (do 120% skurczu koncentrycznego).

Adaptacja nerwowa 

Adaptacja nerwowa do treningu siłowego obejmuje zmniejszenie aktywności inhibitorów (reakcji odruchowej, “stretch reflex”) jak również koordynacji wewnątrz- (intra-) i między-mięśniowej (inter-muscular). Zmniejszenie aktywności tych mechanizów wpływa na:

• Narządy ścięgniste Golgiego (GTO – “Golgi tendons organs”) – receptory zlokalizowane w ścięgnie w pobliżu jego przejścia w tkankę mięśniową. Wywołują rekcję odruchową w postaci zmniejszenia napięcia (relaksacji) mięśnia w momencie, gdy zbyt duże napięcia grozi zerwaniem jego przyczepów.
• Komórki Renshaw – hamujące neurony łączące (interneurony), których rolą jest spowolnienie tempa wyładowania neuronów ruchowych alfa, zapobiegając tym samym uszkodzeniom mięśni spowodowanym skurczem tężcowym (duże i stałe napięcie)
• Nadrdzeniowe sygnały hamujące (supraspinal inhibitory signals) – świadome lub nieświadome sygnały hamujące, które pochodzą z mózgu (Bompa 2015)

Koordynacja nerwowo-mięśniowa

Koordynacja nerwowo-mięśniowa odnosi się do dwóch typów koordynacji:

• k. wewnątrzmięśniowa (intramuscular coordination) odnosi się do interakcji między włóknami mięśniowymi tylko jednego mięśnia.
• k. międzymięśniowa (intermuscular coordination) dotyczy koordynacji między różnymi grupami mięśniowymi np. między agonistą i antagonistą. 

Koordynacja wewnątrzmięśniowa (intramuscular) składa się z następujących komponentów:

• Synchronizacji – zdolność do równoczesnego kurczenia się jednostek motorycznych lub z minimalnym opóźnieniem (to opóźnienie wynosi mniej niż 5 milisekund). Jest to synchronizacja napięć różnych włókien mięśniowych w jednej grupie mięśniowej. 
• Rekrutacji – zdolność do jednoczesnej rekrutacji jednostek motorycznych w danej grupie mięśniowej. Wytrenowana osoba jest w stanie rekrutować więcej jednostek motorycznych niż nie wytrenowana.
• Częstości pobudzeń (rate coding) – zdolność do zwiększenia częstości i ilości stymulacji  (tempa wyładowań jednostek motorycznych) w celu  ekspresji większej siły

Adaptacja wewnątrzmięśniowa posiada wysoką zdolność do transferu z ćwiczeń siłowych do ćwiczeń sportowych pod warunkiem, że wzorzec ruchowy danej grupy mięśniowej jest zachowany. Głównym celem fazy siły maksymalnej jest zwiększenie współczynnika ilości rekrutowanych jednostek motorycznych głównych grup mięśniowych wykorzystywanych w dyscyplinie. Natomiast następująca po niej fazy mocy ma za zadanie zwiększenie tempa pobudzeń, co pozwala na wykorzystanie dużych pokładów siły w krótszym okresie czasu. 

Największe adaptacje wewnątrzmięśniowe zachodzą podczas treningu z obciążeniem >80% ciężaru maksymalnego. Natomiast okresy treningowe o takim obciążeniu powinny być stosunkowo krótkie i przeplatane z drugim spektrum adaptacji.

Koordynacja międzymięśniowa (intermuscular)

Adaptacja międzymięśniowa jest zdolnością systemu nerwowego do koordynowania połączeniem łańcuchów kinetycznych, a zatem czyni ruch bardziej efektywnym. Z czasem, kiedy układ nerwowy uczy się danego ruchu możliwe staje się wykorzystanie mniejszej ilości jednostek motorycznych przy tym samym ciężarze. Pozwala to na aktywację i wykorzystanie większej ilości jednostek motorycznych przy większych obciążeniach.  Z tego powodu w celu zwiększenia ciężaru podnoszonego w danym ćwiczeniu koordynacja międzymięśniowa (technika) ma ogromne znaczenie. 

Największe adaptacje międzymięśniowe zachodzą podczas treningu z obciążeniem <80% ciężaru maksymalnego. W celu adaptacji nerwowo-mięśniowych musimy używać pełnego spektrum intensywności. 

Źródło: YLMSPORTSCIENCE

Zasady treningu siłowego

Każdy program siłowy ma na celu zwiększenie wydajności sportowca w perspektywie długoterminowej. Z tego powodu powinien być zbudowany w oparciu o następujące zasady:

1. Progresywne zwiększenie obciążenia
2. Różnorodność – dotyczy zakresu ruchu, rodzaju ćwiczeń, zmienności obciążenia, tempa rozwoju siły i szybkości, użytych metod treningowych
3. Indywidualizacji – trening dostosowany do wieku, płci, stopnia zaawansowania i indywidualnych potrzeb sportowca
4. Specyficzność – trening specyficzny dla danego ruchu, specyficznej siły, specyficznych systemów energetycznych i konkretnej dyscypliny sportowej

Od czego zależy siła maksymalna

Niegdyś uważano, że największy wpływ na siłę ma wielkość włókien mięśniowych (przekrój poprzeczny komórki mięśniowej, “CSA”).  Z tego powodu trening był głównie nastawiony na rozrost mięśni. Dziś wiemy, znając powyższe fakty, że najważniejszym czynnikiem na wzrost siły są adaptacje nerwowe. Adaptacje centralnego układu nerwowego (CUN) objawiają się między innymi zmniejszeniem aktywności antagonisty podczas pracy mięśni, co pozwala na wytworzenie większej ilości siły przez agonistę. 

Zdolność do generowania siły zależy od:

• Koordynacji międzymięśniowej (intermuscular coordination) – zdolność do synchronizacji wielu grup mięśniowych zaangażowanych w ruch
• Koordynacji wewnątrzmięśniowej (intramuscular coordination) – zdolność do mimowolnej rekrutacji jak największej ilości jednostek motorycznych i jak największego tempa pobudzeń (częstości wysyłania sygnałów)
• Hipertrofia – średnica lub wielkość przekroju poprzecznego zaangażowanego mięśnia

Zatem sportowiec nie musi tylko zabiegać o zwiększenie masy mięśniowej. Jego celem powinno być zwiększenie koordynacji pomiędzy grupami mięśniowymi oraz rekrutacja dużej ilości jednostek motorycznych (odpowiedzialnych za wydajność podczas sportu) dzięki zastosowaniu ciężarów >80%1RM. Wówczas siła maksymalna ulegnie zwiększeniu.

Faza siły maksymalnej

Głównym celem fazy siły maksymalnej jest rozwinięcie jak największego poziomy siły. Cel ten może być osiągnięty tylko dzięki zastosowaniu dużych obciążeń >70-90% ciężaru maksymalnego (90-100% również ale rzadziej). Jak dowiedziono w badaniach (Moritani and deVaries 1979; Rasmussen and Philips 2003) szybko zwiększony poziom siły maksymalnej za pomocą treningu z obciążeniem >85%1RM (koordynacja wewnątrzmięśniowa) nie jest stabilny. Uzyskanie pełnego potencjału siły maksymalnej i jego stabilizacja wymaga trenowania pełnego spektrum intensywności, w tym również z wykorzystaniem ciężarów <80%1RM. 

Carlo Buzzichelli i Tudor Bompa w swojej książce proponują zastosowanie dwóch rodzajów makrocykli w fazie siły maksymalnej:

• Faza MxS I – składa się z 1-2 makrocykli typu 3+1 (3 tygodnie intensyfikacji + 1 tydzień deload), podczas których obciążenie treningowe rośnie stopniowo z ciężaru 70-80%1RM. Celem makrocyklu jest wywołanie adaptacji międzymięśniowej (intermuscular adaptations)
• Faza MxS II – składa się z 1-2 makrocykli typu 2+1 (2 tygodnie intensyfikacji + 1 tydzień deload), podczas których obciążenie treningowe rośnie stopniowo z ciężaru 80-90%1RM. Ten makrocykl skupia się głównie na adaptacji wewnątrzmięśniowej (intramuscular adaptation)

Charakterystyka fazy siły maksymalnej

Długość fazy siły maksymalnej mieści się w granicach 1 do 3 miesięcy, w zależności od charakteru dyscypliny sportowej i indywidualnych potrzeb sportowca. Przykładowo, zawodnik futbolu amerykańskiego będzie potrzebował więcej czasu w tej fazie (~3 miesiące) podczas, gdy kolarz znacznie mniej (~1 miesiąc). Obciążenie może wzrastać na przestrzeni 3- lub 4-tygodniowych cykli treningowych (2+1 lub 3+1) i jest zazwyczaj zwiększanie o 2-5% co tydzień (mikrocykl). 

Czas trwania tej fazy zależy również od rodzaju planu rocznego (mono-cykl, bi-cykl, tri-cykl) oraz wieku biologicznego sportowca. Z oczywistych przyczyn młodzi sportowcy będą mieli krótką fazę siły maksymalnej z mniejszym obciążeniem (koordynacja międzymięśniowa). Faza siły maksymalnej charakteryzuje się stosunkowo dużą ilością serii, niskim zakresem powtórzeń i małą ilością ćwiczeń.

Parametry treningowe do kształtowania siły maksymalnej:

• 70-80%1RM podczas pierwszego cyklu fazy siły maksymalnej (do 100%1RM podczas testów siłowych)
• 80-90%1RM podczas drugiego cyklu fazy siły maksymalnej – koordynacji wewnątrzmięśniowej – (do 100%1RM podczas testów siłowych)
• 2-5 ćwiczeń głównych, 1-3 ćwiczeń akcesoryjnych 
• 1-5 powtórzeń w ćwiczeniach głównych, 8-12 powtórzeń w ćwiczeniach akcesoryjnych
• 2-8 serii w ćwiczeniach głównych, 2-3 serii w ćwiczeniach akcesoryjnych
• 5-20 sekund czasu pod napięciem (TUT)
• 120-300 sekund odpoczynku pomiędzy seriami w ćwiczeniach głównych i 60-120 sekund w ćwiczeniach akcesoryjnych 
• ilość treningów w tygodniu: 2-4

Siła maksymalna – metody kształtowania

Najbardziej optymalne dla kształtowania siły maksymalnej jest sekwencyjne stosowanie metod sub-maksymalnych i maksymalnych. U większości sportowców proste metody i progresywne obciążanie będzie najlepszym wyborem. Jednak z biegiem czasu i wzrostem zaawansowania konieczne staje się wykorzystanie innych metod w celu przełamania zastoju. 

Do tych zabiegów należą:

1. Zarządzanie obciążeniem na przestrzeni mikrocyklu i makrocyklu (periodyzacja falowa, sprzężona)
2. Wybór typu pracy mięśniowej na poszczególne jednostki treningowe (osobne zastosowanie fazy ekscentrycznej, izometrycznej i koncentrycznej, np. triphasic training)
3. Metoda ekscentryczna z ciężarem supra-maksymalnym (110-140%1RM)
4. Metoda izometryczna (80-100% 1RM lub overcoming isometric)
5. Manipulacja prędkością poszczególnych faz (tempo)
6. Wykorzystanie metody dynamicznej
7. Oscilating Isometric
8. Yelding Eccentric 

Jeśli potrzebujesz narzędzia, które pomoże i przyspieszy planowanie Twojego treningu zobacz nasz Atlas Ćwiczeń TFS.

Podsumowując

Siła maksymalna powinna być uwzględniona w rocznym planie treningowym sportowca. Siła determinuje rozwój innych zdolności motorycznych jak moc i szybkość, które często odpowiadają za wynik sportowy. Długość fazy siły maksymalnej zależy od charakteru dyscypliny i indywidualnych potrzeb sportowca. Podstawową zasadą kształtowania siły jest progresywne przeciążanie. W celu przełamania zastoju możliwe jest wykorzystanie innych metod treningowych.

Referencje:

1. T. Bompa, C. Buzzichelli (2015), Periodization Training For Sports, Human Kinetics
2. D. Joyce, D. Lewindon (2014), High-Performance Training For Sports
3. J. Górski (2019), Fizjologia wysiłku i treningu fizycznego, PZWL, Warszawa
4. Moritani T. and deVaries H.A. (1979), “Neural factors versus hypertrophy in the time course of muscle strength gain”, American Journal of Physical Medicine, 58 (3), pp. 115-130
5. Stone M. et al. (2006), “Maximum strength and strength training – A relationship to endurance?”, National Strength and Conditioning Association Journal,  28(3):44-53
6. Howatson G. et al. (2016), “The Response to and Recovery From Maximum-Strength and -Power Training in Elite Track and Field Athletes”, International Journal of Sports Physiology and Performance, 11(3):356-62