Neuromuscular fatigue after short-term maximal run in child, youth, and adult athletes - Äyrämö, Sami (2013)
Johdanto ja tutkimuksen tavoite. Aikaisempien tutkimusten perusteella on havaittu että esipuberteetti ikäiset lapset väsyvät vähemmän ja palautuvat nopeammin kuin aikuiset kovatehoisten urheilusuoritusten yhteydessä. Nuoren urheilijan kypsymiseen liittyvät muutokset perifeerisissä ja hermostollisissa väsymysmekanismeissa ovat kuitenkin vielä selvittämättä. Tämän tutkimuksen tavoitteena on tuottaa uutta tietämystä iän ja kypsymisen vaikutuksista perifeeristen ja hermostollisten mekanismien rooliin 50 s maksimaalisessa juoksusuorituksessa. Menetelmät: Tutkimukseen osallistui 24 miespuolista koehenkilöä jotka jaettiin kolmeen ikäryhmään: Lapset (N = 8; 11.9 ± 1.4 v), Nuoret (N = 8; 14.9 ± 1.1 v), ja Aikuiset (N = 8; 21.3 ± 3.3 v). Koehenkilöt suorittivat maksimaalisen 300 m (Lapset), 350 m (Nuoret) ja 400 m (Aikuiset) juoksutestin 200 m:n halliradalla sisä- ja ulkoratakauden välisellä ajanjaksolla. Veren laktaattipitoisuus ja pH määritettiin testipäivänä ennen aamiaista, ennen ja jälkeen verryttelyn, välittömästi ennen juoksua, sekä 3, 6, 9, 12, 15, 30, ja 60 min juoksun jälkeen sormen päästä otetuista kapillääriverinäytteistä. Väsymyksen voimakkuutta sekä sen taustalla olevia mekanismeja selvitettiin mittaamalla maksimaalisessa tahdonalaisessa (MVC) ja sähköstimulaatiolla aiheutetussa passiivisessa (pT) plantaarifleksoreiden voimantuotossa tapahtuvia muutoksia ennen ja jälkeen juoksusuorituksen. Tämän lisäksi analysoitiin muutokset soleus lihaksesta mitatussa maksimimaalinen M-aallossa (Mmax), EMG-aktiivisuudessa, Hoffman-refleksissä (H-refleksi) ja V/Mmax-suhteessa. Hmax/Mmax-suhde analysoitiin ennen verryttelyä mitatusta herkkyyskäyrästä. Tulokset. Maksimaalisen 50 s juoksun keskinopeudet erosivat merkitsevästi ryhmien välillä (Lapset 5.65 ± 0.54 m/s; Nuoret 6.57 ± 0.27 m/s; Aikuiset 7.68 ± 0.30 m/s, p < 0.001). Keskimääräinen juoksunopeus laski ryhmittäin seuraavasti nopeimman ja viimeisen 100m:n osuuden välillä: Lapset -12.2 ± 6.5 % (p < 0.01); Nuoret -9.8 ± 5.1 % (p < 0.001); ja Aikuiset -12.2 ± 3.1 % (p < 0.001). Juoksun jälkeen mitatut veren laktaattipitoisuuden maksimiarvot erosivat merkitsevästi juoksua edeltävistä arvoista: Lapset 10.2 ± 1.1 mmol/l (p < 0.001); Nuoret 13.3 ± 3.7 mmol/l (p < 0.001); ja Aikuiset 17.4 ± 1.8 mmol/l (p < 0.001). Veren maksimilaktaattipitoisuuden nousu oli lasten ryhmässä pienempi verrattuna nuorten (p < 0.05) ja aikuisten (p < 0.001) ryhmiin sekä nuorten ryhmässä pienempi verrattuna aikuisten ryhmään (p < 0.01). Veren pH-arvo laski kaikissa ryhmissä merkitsevästi ennen juoksua mitatuista arvoista: Lapset 7.18 ± 0.03; Nuoret 7.14 ± 0.07; ja Aikuiset 6.97 ± 0.06 (p < 0.001 pareittain). Aikuisten ryhmässä mitattu matalin veren pH-taso oli juoksun jälkeen alempi verrattuna lasten (p < 0.001) ja nuorten ryhmään (p < 0.001). Maksimaalisen tahdonalaisen plantaarifleksion aikana tuotettu vääntömomentti laski (-16.1 ± 13.0 %; p < 0.01) aikuisten ryhmässä. Suhteellinen muutos juoksua edeltäviin arvoihin erosi merkitsevästi (p < 0.01) verrattuna nuorten ryhmään, jonka MVC:ssä ei tapahtunut merkitsevää muutosta. Sähköstimulaatiolla tuotetun passiivisen lihassupistuksen vääntömomentti laski nuorten (-19.2 ± 12.2 %; p < 0.01) ja aikuisten (-23.7 ± 13.7 %; p < 0.01) ryhmissä. Molemmissa ryhmissä suhteellinen lasku oli suurempi verrattuna lasten ryhmään (p < 0.05). Passiivisen lihasnykäyksen supistus- ja puolirelaksaatioaika lyhentyi kaikissa ryhmissä: Lapset -9.4 ± 5.8 % (p < 0.01); Nuoret -9.4 ± 7.4 % (p < 0.01); ja Aikuiset -9.8 ± 3.4 % (p < 0.001). Passiivisen lihasnykäyksen aikana mitattu maksimi voimantuottonopeus puolestaan laski nuorten (-34.4 ± 30.1%; p < 0.05) ja aikuisten (-23.5 ± 23.7 %; p < 0.05) ryhmissä. Juoksun aiheuttamien muutosten lisäksi ennen verryttelyä mitatun Hmax/Mmax-suhteen havaittiin olevan lasten ryhmässä matalampi verrattuna nuorten (p < 0.05) ja aikuisten (p < 0.01) ryhmiin. Väsytys ei aiheuttanut muutoksia MVC:n aikaisessa EMG:ssa, H-refleksissä tai V/Mmax-suhteessa. Pohdinta ja johtopäätökset. Koska hermostollisissa tekijöissä ei havaittu väsymyksen aiheuttamia muutoksia, voidaan olettaa että maksimaalisen juoksun aiheuttama väsymys johtuu lähinnä perifeerisistä tekijöistä kaikissa tutkituissa ikäryhmissä. Vähäisemmät muutokset niin hermolihasjärjestelmän voiman tuotossa kuin aineenvaihduntatuotteiden tasoissa viittaavat siihen, että lapset eivät kykene kuormittamaan itseään maksimaalisessa anaerobisessa suorituksessa samassa määrin kuin murrosikäiset nuoret ja aikuiset. Toisaalta, koska myös lasten ryhmässä tapahtui merkitsevää keskinopeuden laskua maksimaalisen juoksusuorituksen aikana ja heidän tiedetään palautuvan aikuisia nopeammin maksimaalisista suorituksista, on todennäköistä, että lasten ryhmässä hermolihasjärjestelmän palautuminen edistyi nuorten ja aikuisten ryhmiin verrattuna pidemmällä juoksusuorituksen ja hermolihasjärjestelmän mittausten välillä olleen kuuden minuutin viiveen aikana.