Rozwój funkcji mięśni u dzieci w okresie przed okresem dojrzewania jako odpowiedź na trening wzrostowy i oporowy (decade-fit)

Uczestnicy grupy interwencyjnej biorą udział w 20-tygodniowym programie treningu siłowego, w ramach którego trenują dwa razy w tygodniu po 60 minut. Program treningowy koncentruje się na wzmocnieniu mięśni prostowników kolana. Każda sesja treningowa składa się z trzech faz: rozgrzewki, treningu oporowego i ćwiczeń koordynacyjnych.

W fazie rozgrzewki i koordynacji rozgrywane są gry angażujące całe ciało, które aktywizują i stanowią wyzwanie dla dzieci. Faza treningu siłowego stanowi rdzeń każdej sesji i obejmuje ćwiczenia takie jak przysiady, wypady i step-upy. Ćwiczenia te wykonuje się w czterech seriach po 8-12 powtórzeń, z czasem zwiększając intensywność. Celem jest wykonywanie ćwiczeń z dużym wysiłkiem, ale nie do całkowitego wyczerpania.

Interwencja RT koncentruje się na mięśniach prostowników kolana, zgodnie z aktualnymi wytycznymi. Dzieci będą uczestniczyć w dwóch nadzorowanych 1-godzinnych sesjach tygodniowo, jeśli okaże się, że są one wystarczające do adaptacji. Sesje będą dokumentować przeszkoleni trenerzy i asystent naukowy, wspierani przez studentów studiów magisterskich. Sesje odbywają się w odstępie 48 godzin, łącznie 40 w ciągu 20 tygodni, z ośmioma sesjami pomiędzy PRE i MID.

Każda sesja składa się z trzech faz: rozgrzewki, siły i koordynacji. Rozgrzewka obejmuje ćwiczenia angażujące całe ciało, mające na celu zwiększenie tętna i przygotowanie do treningu siłowego. Faza siłowa, udokumentowana pod kątem wysiłku i dostosowań, obejmuje przysiady, wypady i podskoki, których intensywność zmienia się w czasie. Wykonuje się cztery serie po 8-12 powtórzeń każdego ćwiczenia, których celem jest wzrost siły i hipertrofia. Ruchy wykonywane są z wielkim wysiłkiem, ale dopiero po dobrowolnym niepowodzeniu.

Faza koordynacji koncentruje się na odpowiedniej do wieku sile i umiejętnościach motorycznych poprzez cykl wyzwań.

• trening siłowy
• trening funkcjonalny
• trening crossfitowy

Maksymalny izometryczny dobrowolny skurcz (MVC) mięśni prostowników kolana odnosi się do poziomu maksymalnej siły, która może zostać przeniesiona na dynamometr z oporem. Jest wysoce adaptacyjny w stosunku do bodźców takich jak trening, głównie poprzez dwie ścieżki: adaptację nerwowo-mięśniową lub przerost mięśni. Dlatego jest to czuły środek podczas interwencji treningu wzrostowego i oporowego.

Pomiar izometrycznego MVC mięśni prostowników kolana będzie wykonywany w pozycji siedzącej na dynamometrze (Isomed 2000, D. & R. Ferstl GmbH, Niemcy). Osoby badane są ustawione pod kątem bioder i kolan odpowiednio 120° i 60°. Według Maffiulettiego i in. (2016) badani są instruowani, aby wyprostować nogi tak szybko i mocno, jak to możliwe, a następnie utrzymać naciągnięcie nóg przez 3–5 sekund przy ramieniu dźwigni dynamometru. Po próbie zaznajomienia się, pomiar przeprowadza się 2-5 razy (do <5% różnicy pomiędzy dwiema próbami) z 1-minutową przerwą pomiędzy nimi. Jako wynik zostanie wykorzystany szczytowy moment obrotowy.

Zmęczenie nerwowo-mięśniowe, czyli zmniejszenie zdolności wytwarzania siły wywołane wysiłkiem fizycznym, to złożone zjawisko, które pozwala na ciekawy wgląd w fizjologię.

Protokół męczliwości nerwowo-mięśniowej mięśni prostowników kolana składa się z powtarzanych 5s-MVC z 5s odpoczynku, w tej samej konfiguracji co pomiary MVC. Procedurę kontynuuje się do momentu, gdy dobrowolna siła nie osiągnie docelowej wartości 60% początkowej wartości MVC. Osoby badane nie są informowane o tym kryterium niepowodzenia zadania i otrzymują jedynie przyjazną dzieciom animację wizualną, aby zapewnić odpowiedni czas i motywację, oraz silną zachętę werbalną. Aby uwzględnić zmęczenie ośrodkowe i obwodowe, w obrębie pierwszego, ostatniego i co piątego MVC pomiędzy nimi stosuje się stymulację nerwów magnetycznych (jak opisano powyżej). Amplituda zwiększonego momentu drgającego jest uważana za wskaźnik zmęczenia obwodowego. Określenie VA zgodnie z powyższą sekcją będzie analizowane podczas każdej stymulacji w celu uwzględnienia zmęczenia ośrodkowego.

Moc jest iloczynem siły i szybkości, a zatem jest kolejną cechą nerwowo-mięśniową mięśnia. Siłę wybuchową mierzy się na podstawie szybkości rozwoju momentu obrotowego w ramach pomiarów MVC. Za tempo rozwoju momentu obrotowego uważa się siłę pierwszego wzrostu w ciągu 150 ms.

Wykazano, że moc na masę ciała, określona na podstawie pionowego skoku w przeciwstawnym ruchu (CMJ), jest powiązana z siłą wyprostu nóg u dzieci, reprezentując jednocześnie bardziej naturalny ruch. CMJ będzie wykonywane na płycie siłowej (Leonardo Mechanograph®, Novotec Medical, Pforzheim, Niemcy) z ramionami pod bokami. Instrukcja będzie polegać na tym, aby skoczyć jak najwyżej. Po zapoznaniu się każdy uczestnik przeprowadza 2-5 prób, przy czym do analizy wykorzystuje się najlepsze z dwóch prób z różnicą < 5%. Najważniejszym parametrem wynikowym tego testu jest maksymalna moc wyjściowa (moc szczytowa) znormalizowana do masy ciała.

Prędkość skracania się pęczków mięśniowych jest miarą opisującą właściwości włókien mięśniowych i ich zmiany poprzez adaptację.

Prędkość skracania pęczków mięśnia Vastus lateralis, wielkość skrócenia oraz zmiany kąta pennacji i grubości mięśnia zostaną ocenione podczas wstępnego MVC przy użyciu dwóch urządzeń ultrasonograficznych (ArtUS, Telemed, Mailand, Włochy) i dwóch 6 cm, 5,0-9,0 MHz, sondy liniowe (LF9-5N60-A3, ArtUS EXTH-1). Obrazy będą rejestrowane podczas wszystkich trzech prób z częstotliwością próbkowania wyższą niż 60 klatek na sekundę. Obie sondy zostaną umieszczone w jednej linii i równolegle pomiędzy dwoma rozcięgnami mięśnia obszernego bocznego i zamocowane za pomocą wykonanego na zamówienie opatrunku gipsowego, aby zapewnić minimalny ruch sondy.