Adaptacje wywołane treningiem oporowym u dzieci (B-STRONG)

Trening oporowy (RET) u dzieci i młodzieży stał się popularną aktywnością, a rosnąca liczba dowodów naukowych wspiera jego stosowanie. Stanowiska i konsensusy dotyczące RET dla dzieci wskazują, że jest on bezpieczny i skuteczny w zwiększaniu siły mięśniowej, poprawie wyników sportowych oraz zmniejszaniu ryzyka kontuzji (Behm i in., 2008; Faigenbaum i in., 2009; Lloyd i in., 2014). Mimo tych dowodów, wciąż istnieje wiele niewiadomych dotyczących RET u dzieci, w tym jego mechanizmów działania w zwiększaniu siły mięśniowej.

Mechanizmy nerwowe i mięśniowe mogą poprawić siłę mięśniową po RET. Czynniki nerwowe obejmują poprawę rekrutacji i pobudzania jednostek motorycznych danej osoby, a czynniki mięśniowe obejmują głównie zwiększenie rozmiaru mięśnia (przerost; Enoka, 1988). U dzieci niewiele wiadomo o tym, jak te mechanizmy wpływają na siłę mięśniową. Istnieje bardzo mało dowodów na zmiany morfologiczne po RET u dzieci. Dlatego powszechnie uważa się, że dzieci polegają wyłącznie na czynnikach nerwowych, aby poprawić siłę po RET, prawdopodobnie z powodu niższego poziomu krążących androgenów (Granacher i in., 2011; Malina, 2006). Niemniej jednak, niektóre badania sugerowały indukowany RET przerost mięśni u dzieci (Fukunaga i in., 1992; McKinlay i in., 2018; Mersch i Stoboy, 1989) i młodzieży (McKinlay i in., 2018), co wskazuje, że przy określonych protokołach treningowych i bardziej czułych metodach badawczych, dzieci mogą osiągnąć indukowany RET wzrost mięśni.

Mechanizmy nerwowe, które prawdopodobnie poprawiają siłę mięśniową dzieci po RET, również są w dużej mierze nieznane. Wcześniej wykorzystywano globalną powierzchniową elektromiografię (sEMG) do obserwacji zmian w ogólnej aktywacji mięśni (McKinlay i in., 2018; Ozmun i Mikesky, 1994). Jednak ta miara jest niespecyficzna i może być pod wpływem adaptacji nerwowych i morfologicznych (Škarabot i in., 2021). Ostatnie postępy w dekompozycji sEMG – która rozdziela sygnał sEMG na dyskretne jednostki motoryczne, z których się składa – pozwalają na bardziej specyficzną, nieinwazyjną ocenę adaptacji nerwowych. Do tej pory to technologiczne osiągnięcie zostało wykorzystane tylko w dwóch badaniach do oceny adaptacji nerwowo-mięśniowych do RET u młodzieży, z niespójnymi wynikami (Herda i in., 2024; MacLennan i in., 2022).

Dlatego celem tego badania jest nieinwazyjna ocena mechanizmów zwiększania siły indukowanej RET u dzieci wykonujących 12-tygodniowy RET, w porównaniu z grupą kontrolną nietrenującą. Ogólnie rzecz biorąc, adaptacje morfologiczne będą oceniane za pomocą pomiarów ultrasonograficznych, podczas gdy mechanizmy nerwowe będą oceniane za pomocą dekompozycji sEMG. Oprócz tych głównych wyników, badane będą również efekty RET u dzieci na regulację układu sercowo-naczyniowego.

Procedury Uczestnicy będą musieli odbyć trzy wizyty przed interwencją, dwie w trakcie interwencji i dwie po interwencji w Laboratoriach Fizjologii Stosowanej/Regulacji Neurokrążenia Współczulnego na Uniwersytecie Brock w celu przeprowadzenia wszystkich procedur testowych. Wizyty w trakcie interwencji odbędą się w czwartym i ósmym tygodniu (po 1 sesji każda), a wizyty po interwencji odbędą się w ciągu jednego tygodnia po zakończeniu interwencji (2 sesje).

Pierwsza wizyta przed interwencją będzie służyć jako sesja zapoznawcza. Kwestionariusze zostaną wypełnione w celu przesiewania problemów medycznych, oceny stadium dojrzewania (Tanner, 1962), praktyk treningu sportowego, statusu menarche (tylko dziewczęta), samooceny, nawyków żywieniowych i zwyczajowej aktywności fizycznej. Te kwestionariusze zostaną powtórzone po okresie interwencji. Po wypełnieniu kwestionariuszy, uczestnicy zostaną zapoznani z testami siły mięśniowej/skurczów, które będą przeprowadzane w pozostałych sesjach testowych.

Cztery z pozostałych sesji testowych (1 przed interwencją, 2 w trakcie interwencji i 1 po interwencji) będą obejmować pomiary ciała i testy siły mięśniowej/skurczów, które posłużą jako główne wyniki eksperymentalne. Wreszcie, jedna z sesji przed i po interwencji będzie obejmować ocenę regulacji przepływu krwi i ciśnienia, aby zobaczyć, jak są one wpływane przez RET.

Protokół RET będzie obejmował dwie cotygodniowe sesje RET przez 12 tygodni, z wykorzystaniem maszyn treningowych. Każda sesja będzie składać się z ~5-10 minut rozgrzewki, ~40-50 minut ćwiczeń oporowych i ~5-10 minut schładzania. Program będzie skupiał się głównie na maszynach treningowych dla dolnej części ciała; jednakże, niektóre ćwiczenia z wolnymi ciężarami i na górną część ciała zostaną włączone, aby utrzymać zainteresowanie uczestników i zapewnić trening całego ciała. Ćwiczenia będą wykonywane przy różnych intensywnościach i objętościach, ale generalnie między 60-85% 1RM dla ~6-15 powtórzeń. Kiedy uczestnik będzie mógł bezpiecznie i z odpowiednią techniką wykonać pożądaną liczbę powtórzeń, intensywność (np. ciężar) ćwiczenia będzie zwiększana. Niektóre przykłady ćwiczeń, na których skupi się protokół treningowy, obejmują wyciskanie nogami, prostowanie nóg i uginanie nóg. Przed rozpoczęciem interwencji, uczestnicy zostaną odpowiednio poinstruowani, jak bezpiecznie wykonywać każde ćwiczenie w kontrolowany i bezpieczny sposób.

Uczestnikami proponowanego badania będą dzieci płci męskiej i żeńskiej (~7-12 lat).