Fysiologische beginselen van fysieke belasting met inbegrip van basisprincipes van fysieke fitheidtraining Renaat Philippaerts Basisstructuur van het trainingsproces 1. Principe van specificiteit (SAGE-principe). Fysiologische en metabole aanpassingen aan de opgelegde oefeningen zijn specifiek naargelang type oefening, belasting, gebruikte spiergroepen, Cardiorespiratorisch Spierkrachtuithouding Explosieve kracht SAID: specific adaptation to imposed demands Renaat Philippaerts 2008-2009 1
2. Principe van overload. Verbeteringen zijn slechts mogelijk wanneer de belasting hoger is dan de wedstrijdbelasting Er moet dus regelmatig harder getraind worden dan het wedstrijdniveau. Hoe: I, D, F Trainingswinst 3. Principe van initieel niveau en de verminderde meeropbrengst. Genetisch plafond Tijd of initieel niveau 4. Principe van duurzaamheid en reversibiliteit Aanpassingen van het lichaam door training hebben tijd nodig om te stabiliseren Aanpassingen van het lichaam door training verdwijnen door inactiviteit of detraining. Hoe sneller de conditie wordt opgebouwd, des te sneller verdwijnt de conditie (cfr. jaaropbouw) 2
Trainingswinst stabilisatie retraining detraining 2 6 weken 5. Principe van supercompensatie en periodisering 3 4 1 2 tij d Renaat Philippaerts 2008-2009 5. Principe van supercompensatie en periodisering geen trainingseffect stagnatie - ondertraining tijd 3
negatief trainingseffect overtraining tijd positief trainingseffect tijd Wanneer wordt dan de volgende training gepland? afhankelijk van de getrainde eigenschap afhankelijk van de intensiteit van de voorbije training 4
6. Principe van individualisering Algemene richtlijnen aanpassen aan het individu Belangrijke factoren: mentale, psychologische en lichamelijke ontwikkeling van de sporter Ook individualiseren in de ploegsporten: conditionele opbouw Conditie als voorwaarde voor techniek en taktiek 7. Principe van een optimale relatie tussen fysieke, technische, tactische en mentale training Juiste planning van de voorgaande principes In functie van de leeftijd atleet In functie van de leeftijd atleet op topniveau Vb. turnen versus marathon/triathlon Wanneer techniek-, tactiek-, mentale training? (planning op lange termijn) De lichamelijke basiseigenschappen Fysieke basiscomponenten 5
Lichamelijke basiseigenschappen Kracht Snelheid Lenigheid Uithouding Coördinatie techniek Kracht: is de eigenschap van een spier om door het ontwikkelen van een spanning tegen een uitwendige weerstand samen te trekken. bepaalt het sportmotorisch prestatievermogen is door training beïnvloedbaar Snelheid: is de resultante van de inwerking van een kracht op een massa. Het is de eigenschap die toelaat motorische acties onder bepaalde omstandigheden in een minimale tijd uit te voeren. bepaalt het sportmotorisch prestatievermogen is door training beïnvloedbaar 6
Uithouding: is het vermogen om dynamische of statische arbeid zo lang mogelijk vol te houden. bepaalt het sportmotorisch prestatievermogen is door training beïnvloedbaar Lenigheid: is de eigenschap om bewegingen met een zo groot mogelijk amplitudo uit te voeren. bepaalt het sportmotorisch prestatievermogen is door training beïnvloedbaar Coördinatie: is het vermogen om motorische bewegingen efficiënt en precies uit te voeren waardoor men een bewegingstechniek snel aanleert. Techniek: is het verworven gedrag om een bepaalde bewegingsopgave op een zo doelmatig en economische wijze op te lossen. 7
krachtuithouding snelheidsuithouding Kracht Uithouding Snelheid Lenigheid snelkracht behendigheid-techniek aëroob en anaëroob Renaat Philippaerts 2008-2009 Uithouding UITHOUDING Uithouding wordt hoofdzakelijk volgens 2 manieren geoperationaliseerd: 1. Vanuit de fysiologie - energieleverende systemen 2. Vanuit de trainingsmethodologie - duur van de inspanning 8
1. Operationalisatie vanuit de fysiologie Algemeen uithoudingsvermogen Lokaal uithoudingsvermogen Statisch uithoudingsvermogen Dynamisch uithoudingsvermogen Aëroob uithoudingsvermogen Anaëroob uithoudingsvermogen De lactaatcurve lactaatconc.(mmol/l) 20 10 4 2 intensiteit De lactaatcurve moet worden geïnterpreteerd in functie van de energieleverende processen: 1. Anaëroob (ATP-CP): 3 tot 5 sec. ATP CP + ADP ADP + energie Creatine + ATP 2. Anaëroob (glycogeen): 2 tot 3 min. Glycogeen 2 ATP + melkzuur 9
3. Aëroob (glycogeen): 90 min. Glucose + O 2 38 ATP + CO 2 + H 2 O 4. Aëroob (VVZ): 30 - min. TG worden afgebroken tot VVZ, ATP-productie door oxidatieve fosforylatie De hartfrequentie hartfrequentie 180 160 140 intensiteit Lactaatcurve-hartfrequentie lactaatconc.(mmol/l) 20 hartfrequentie 180 10 160 4 2 140 intensiteit 10
1.1. Het algemeen aëroob uithoudingsvermogen De inspanningen gebeuren overwegend of bijna uitsluitend in aërobe omstandigheden D.w.z. de inspanningen zijn NIET maximaal Maat voor alg. aëroob uithoudingsvermogen = VO 2 max (in l/min of ml/kg/min). VO 2 max-bepaling op looptapijt of fietsergometer, roeiergometer, zwemergometer, VO 2 max = maximale hoeveelheid zuurstof die de spieren (het lichaam) per tijdseenheid kunnen opnemen. Inspanningen op het niveau van de VO 2 max liggen NIET in het aërobe gebied, maar hoe hoger het % waaraan inspanningen kunnen worden volgehouden, hoe beter de uithouding. VO 2 max: absoluut of relatief? 11
Dat volhoud-% komt overeen met de anaërobe drempel in de lactaatcurve. lactaatconc.(mmol/l) 20 10 70-90% VO 2 max 4 2 intensiteit Gemiddelde VO 2 max-waarden (ml/kg/min) Vrouwen Mannen Sedentairen 39.0 43.0 Lange afstand lopen 59.0 79.0 Langlauf 65.0 83.0 Snelschaatsen 54.0 76.0 Zwemmen 56.0 63.0 Wielrennen 74.0 Roeien 62.0 Gewichtheffen 53.0 1.2. Aërobe en anaërobe drempel of gebied? Een inspanningstest met lactaat- en hartslagmeting is een zeer geschikte test om: specifieke aspecten van het uithoudingsvermogen te meten de specifieke trainingsintensiteit te plannen (periodisering in functie van de lactaatcurve) 12
lactaatconc.(mmol/l) 20 10 drempel of gebied?!? 4 2 intensiteit lactaatconc.(mmol/l) 20 Lactaatcurve van een 1.500 m loper 10 overgangsgebied!? 4 2 intensiteit lactaatconc.(mmol/l) 20 Lactaatcurve van een marathonloper 10 drempel!? 4 2 intensiteit 13
2 mmol-drempel (aërobe drempel): inspanning volledig aëroob, weinig melkzuuropbouw. extensieve duurtraining: - HF schommelt tussen 140-170 (70-80% HFmax) - 85-90% van intensiteit op 4 mmol-drempel. - lang volhouden 4 mmol-drempel (anaërobe drempel): hogere intensiteit, evenveel melkzuur gevormd als afgebroken (MAXLASS). La-concentratie kan echter zeer sterk verschillen van atleet tot atleet (kan tussen 3-6 mmol, fixeer dus niet op de 4 mmol)!! Training juist onder de anaërobe drempel noemt men intensieve duurtraining: - HF schommelt tussen 170-180 (80-95% HFmax). - 65-90% van de VO 2 max. - volhoudtijd tot ong. 45 min. 1.3. Het anaërobe uithoudingsvermogen energielevering vooral uit de ATP-CP systeem (1-5 sec, alactisch) en uit de anaërobe glycolyse (2-3 min, lactisch). maximaal anaërobe inspanning: max. 2 min. 14
Effecten van training op algemeen uithoudingsvermogen 1. Veranderingen op spierniveau toename myoglobine: beter zuurstoftransport van membraan naar mitochondriën toename van verbrandingscapaciteit glycogeen in de spier aantal mitochondriën neemt toe oppervlakte mitochondriën neemt toe verhoogde activiteit van oxydatieve enzymen toename spierglycogeen toename van verbrandingscapaciteit vetten in de spier toename intra-musculaire vetreserves verhoogde activiteit van oxydatieve enzymen Effecten van training op algemeen uithoudingsvermogen 2. Veranderingen cardiorespiratorisch systeem aanpassingen in rust: toename bloedvolume en hemoglobine (bindt zich met O 2 in de RBC) toename hartvolume: 600-800 ml naar 900-1300 ml bradycardie (ook bij krachtsporters) toename slagvolume (vooral duursporters): 70 ml naar 110-120 ml toename contractiekracht hartspier toename capillaire bloedvoorziening, resulterend in dikkere spiervezels Effecten van training op algemeen uithoudingsvermogen 2. Veranderingen cardiorespiratorisch systeem aanpassingen bij submaximale inspanning: efficiënter gebruik van glycogeen bij gelijke intensiteit minder verbruik evenveel verbruik bij hogere intensiteit grotere afbraak van lactaat door efficiënter gebruik van glycogeen aëroob-anaëroob gebied ligt op een hoger niveau: 60-70% naar 80-90% van VO 2 max toename slagvolume (ventrikelholte!), lagere hartfrequenties verhoogde zuurstofextractie 15
Effecten van training op algemeen uithoudingsvermogen 2. Veranderingen cardiorespiratorisch systeem aanpassingen bij maximale inspanning: VO 2 max stijgt tot 20% na 8-12 weken training verhoogde zuurstofextractie toename hartdebiet (hartminuutvolume, toename maximale slagvolume) maximale hartfrequentie gelijk of daalt minimaal toename in lactaatproductie door maximale glycolytische activiteit efficiënter ademhalingssysteem (ademhalingsspieren, borstkas) 2. Trainingsmethoden en modaliteiten vanuit de fysiologie Het bereik van intensiteit van de sportactiviteit(en) wordt opgedeeld in specifieke trainingszones. Deze trainingszones worden afgebakend volgens de individuele lactaat-hartslag-vo 2 curve!! (belangrijk wil men een zeer nauwkeurig advies geven) lactaatconc.(mmol/l) hartfrequentie 20 I 180 10 II 160!? 4 2 VI V IV III 140 intensiteit Renaat Philippaerts 2008-2009 16
lactaatconc.(mmol/l) 20 hartfrequentie 10 180!? 4 2 VI 160 140 intensiteit Zone VI: recuperatie en techniek Volledig aëroob: hersteltraining (vermoeidheid weghalen) techniektraining (geen vermoeidheid opstapelen) Modaliteiten: max. 2-2.5 mmol/l lactaatconc. max. 70% HFmax: 140-160 continu: max. 40 min. lactaatconc.(mmol/l) 20 hartfrequentie 180 10 160 4!? V 2 VI 140 intensiteit 17
Zone V: basisuithouding en techniek Volledig aëroob: techniektraining (geen vermoeidheid opstapelen) extensieve duurtraining Modaliteiten: max. 80% van anaërobe drempel: 2-3 mmol/l max. 80% HFmax: tussen 140 en 160-170 duur: 40-120 min afhankelijk van de sport continu, drinken!! tijd tot max. supercompensatie: 8-12 uren vb. zwemmen: 12 x 200 m: 12 x 200 crawl aan 3 mmol lactaatsnelheid (omrekening naar eind en tussentijden, vb. tussentijd 100 m: 1 15 ) vb. voetbal: technisch-tactische training waarbij max. over 30-40 m. versneld gelopen moet worden, sessie van ong. 40 min. met constant doorschuiven naar verschillende spelposities (dubbel bezet) 2 1 3 Renaat Philippaerts 2008-2009 van: 1 2 3 posities zijn dubbel bezet, geen haast! 18
lactaatconc.(mmol/l) 20 hartfrequentie 180 10 160!? 4 2 VI V IV III 140 intensiteit Zone IV: aëroob uithoudingsvermogen en krachtuithouding Hoofdzakelijk aëroob: intensieve duurtraining Modaliteiten: 80-100% van anaërobe drempel: 3 6 mmol/l 80-85% HFmax: tot 170-180 80-90% HFreserve duur: 30-45 min continu tijd tot max. supercompensatie: 24-30 uren Zone III: aëroob uithoudingsvermogen op niveau anaërobe drempel en krachtuithouding Aërobe-anaërobe overgang: extensieve intervaltraining (onvolledige recup) Modaliteiten: 80-100% van anaërobe drempel: 3 6à7 mmol/l 80-90% HFmax: 170-185 duur: grotere omvang, minder variatie niet meer continu, relatief korte rustpauzes (1:1/2) tijd tot max. supercompensatie: 36-48 uren 19
herstelwaarden HF La Onvolledige recuperatie recuperatietijd Interval van lange duur (extensieve interval) inspanningen: 4-12 min (8-15 min) submaximale snelheid (70-80 %) relatief korte rustperiodes aan lage intensiteit voor aëroob uithoudingsvermogen I: 70-80% van max. prestatie D: 4-15 min Herh: 4-12 Reeksen: 1 tot 2 Recup: - tussen herhalingen: 0.5-1 keer inspanningsduur - tussen reeksen: 3 tot 5 minuten Interval van middellange duur inspanningen: 1-4 min (1-8 min) bijna maximale snelheid (80-95 %) iets langere rustperiodes aan lage intensiteit voor aëroob en anaëroob uithoudingsvermogen I: 80-95% van max. prestatie D: 1-4 min Herh: 6-12 Reeksen: 2 tot 3 Recup: - tussen herhalingen: 0.5-2 keer inspanningsduur - tussen reeksen: 4 tot 8 minuten 20
Hartfrequentie Extensieve interval (lopen) 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 Minuten Renaat Philippaerts 2008-2009 lactaatconc.(mmol/l) hartfrequentie 20 I 180 10 II 160!? 4 2 VI V IV III 140 intensiteit Renaat Philippaerts 2008-2009 Zone II: lactisch anaëroob uithoudingsvermogen en snelheidsuithouding Zuiver anaëroob gebied: intensieve intervaltraining (onvolledige recup) Modaliteiten: boven anaërobe drempel (boven MAXLASS) max. HF: 185-195 duur: korte stukken, maximale snelheid relatief lange rustpauzes (1:1/2-1) tijd tot max. supercompenstie: 40-66 uren 21
waar? 100 m spurt: na 30-40 m start en versnellingen in loopnummers: 800, 1500, 3000, maar ook 10.000, herhaaldelijk sprinten in Vtb, Hb, Bb, Rugby, zwemmen: korte nummers Interval van korte duur (intensieve interval) zeer korte inspanningen: tot 1 minuut maximale snelheid korte rustperiodes (absoluut) aan lage intensiteit, echter relatief gezien zijn rustperiodes lang voor snelheidstraining en sprintinterval I: 100-110% van max. prestatie D: tot 1 minuut Herh: 10 tot 30 Reeksen: 2 tot 5 Recup: - tussen herhalingen: 2-3 keer inspanningsduur - tussen reeksen: 3 tot 6 minuten Voordelen interval: per training wordt meer arbeid verricht vorm van krachttraining voor de spieren fysiologische aanpassingen: groter slagvolume hartvergroting en hypertrofie verbetering van de aërobe stofwisseling: duur recuperatie niet te lang tijdens herstel wordt ATP en CP terug aangevuld via aërobe systeem: verschil extensieve en intensieve interval! (intensiteit en recuperatieduur) 22
Nadelen interval: ééntonig zware belasting: correcte opbouw, niet te snel lange termijn: stagnatie (op lange termijn geeft duurtraining met grotere omvang betere prestaties) O.S. Helsinki, 1952: Emil Zátopek wint de: - 5000 m in 14:06,6-10000m in 29:17,0 - marathon in 2:23:03 Zátopek in eerste positie Voorbeeld van een intervaltraining van Zatopek voor de 10.000 m: 5 x 200m 20 x 400m, recuperatie 45-90 sec (onvolledig) 5 x 200m of: 60 x 400, lonende pauze (1/3-2/3 van volledige recuperatie) dus: relatief korte en intense inspanningen 23
Zone I: Snelheidstraining, (a)lactisch anaëroob Zuiver anaëroob gebied: snelheidstraining (maximale recuperatie) Modaliteiten: boven anaërobe drempel (boven MAXLASS) max. HF: 185-195 duur: vele korte herhalingen, (supra)maximale snelheid (vb. zwemmen max. 15 sec, lopen max. 6-7 sec, ) max. recuperatie: herstel ATP-CP (1:20 tot 1:30) tijd tot max. supercompensatie: 30-40 tot 60 uren Overzicht van recuperatieduur en supercompensatie voor de verschillende uithoudingsmethoden 8 30 50 70 uren extensieve duurtraining intensieve duurtraining extensieve interval snelheidstraining intensieve interval De fartlek ( Vaartspel, oorsprong: Zweden, ca. 1930) minder systematisch geplande training langere en kortere stukken aan lage of hogere intensiteit volgens goeddunken van de atleet (gemoedstoestand, motivatie, ) kan op aëroob als op anaëroob niveau doorbreken van de dagelijkse sleur hartslagregistratie dient als controle 24
Hartfrequentie Fartlektraining op aëroob niveau van atleet met anaërobe drempel op ong. 175 sl/min. 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 Minuten Renaat Philippaerts 2008-2009 Kracht Vijf basiswetten voor krachttraining 1. Ontwikkel gewrichtslenigheid 2. Ontwikkel pees- en ligamentsterkte 3. Ontwikkel eerst rompkracht 4. Ontwikkel de stabilisatoren 5. Ontwikkel bewegingen, geen afzonderlijke spieren Renaat Philippaerts 2008-2009 25
Definities Kracht Kracht is de eigenschap om door het ontwikkelen van spanning tegen een uitwendige weerstand, samen te trekken Kracht moet steeds in verband met snelheid gezien worden: kracht-snelheidsrelatie Gewicht (kg) Snelheid (m/s) Onderzoek heeft aangetoond dat trainen tussen 60 en 100% van 1 RM de grootste krachttoename geeft Maar afhankelijk van de % waaraan getraind wordt, wordt een andere soort kracht getraind: Intensiteit van 1 RM Oefeneffect 81-100% 1. Maximale kracht 2. Hypertrofie 61-80% 1. Hypertrofie 2. Basiskracht 3. Explosieve kracht 20-60% 1. Duurkracht-krachtuithouding 2. Snelkracht Vrijens et al., 2007 Algemene krachtwinst: periodisering krachttoenam e kracht hypertrofie neurale aanpassing 6 weken 1 jaar 2 jaar Renaat Philippaerts 2008-2009 26
Herhalingen, reeksen (sets), rustintervals Reeks (set): is het aantal herhalingen na elkaar zonder rustpauze Aantal herhalingen per reeks is omgekeerd evenredig met de trainingsintensiteit Aantal reeksen of sets is eveneens omgekeerd evenredig met aantal herhalingen per reeks Aantal herhalingen en reeksen is afhankelijk van de beoogde krachteigenschap % van 1 RM Aantal mogelijke herhalingen per reeks 95-100% 1-2 90-95% 2-3 85-90% 4-5 80-85% 6-7 75-80% 8-10 70-75% 10-12 60-70% 13-20 60% 25+ Vrijens et al., 2007 Aantal herhalingen Aantal reeksen % van 1 RM Pauze tussen reeksen 2-3 6-10 90-95 3-4 min 4-7 5-10 80-90 3-4 min 8-12 4-6 70-80 3-4 min 13-+ (basis) 3-5 < 70 3-4 min 13-+ (KU) 2-4 < 60 1-2 min Vrijens et al., 2007 27
Whole Body Vibration Onderliggende fysiologische mechanismen 28
Onderliggende fysiologische mechanismen Tonische Vibratie Reflex: mechanische trilling: activatie van de spierspoeltjes heeft een effect op de neurale signalen die de Ia-afferente neuronen geven ook activatie van grote -dynamische motoneuronen gevolg: tijdelijke stijging van de spieractiviteit maar langdurige constante activiteit van de spierspoeltjes: vermoeidheid daarom korte sessies Onderliggende fysiologische mechanismen Vibratietraining: teweeg brengen van de Tonische Vibratie Reflex reactie op de musculaire activiteit door de vibraties: trachten tegen te werken (dus spierspanning opbouwen) als gevolg van de tonische vibratiereflex: verbetering van de myotatische reflex: meer -dynamische motoneuronen worden geactiveerd echte neurale aanpassingen zijn nog niet echt gekend Renaat Philippaerts 2008-2009 29
Biologische interactie met vibratie Vibratie: Neuro-endocriene, cardiovasculaire, musculoskeletale en sensorische systemen worden beïnvloed < 1 Hz: motion sickness 1-20 Hz: zicht, orgaanresonantie 20-70 Hz: resonantie van het oog Biologische interactie met vibratie Vibratie: 2-20 Hz: cardiovasculaire respons vergelijkbaar met matige training (echter gezond?) 120 Hz: verhoging van de foetale hartslag Echter bij langdurige blootstelling Ook afhankelijk van lichaamsgrootte, positie, hoofdpositie, spiertonus, leeftijd, geslacht, Biologische interactie met vibratie Voorbeeld: professionele kettingzagers < 2.000 uren: symptomen van tintelingen, milde pijn 2.000-5.000 uren: circulatoire disfuncties Syndroom van Raynaud > 8.000 uren: functionele en organische veranderingen (slapeloosheid, vertigo-duizeligheid) 30
Literatuur Verschillende onderzoeken tonen aan dat vibratietraining effectief is. MAAR er is nog steeds geen éénduidig trainingsprotocol gevonden Onderzoeksvragen Bestuderen van effectiviteit van dynamische vibratietraining, Detrainingseffecten Literatuur Renaat Philippaerts 2008-2009 Toestel: Body Coach Renaat Philippaerts 2008-2009 31
Pré en post Leg Press Hamstring Curl Leg Extension Triceps Press Biceps Curl Chest Press Explosiviteit armen Vertical Jump Resultaten % Krachtwinst % Krachtwinst 10 weken training 6 weken detraining Trainingsgroep 8-17% 1.5-7% (14-24%) gem.13.7% gem. 4.9% (gem. 19.1%) Detrainingsgroep 9-24% -6.7-1.4% (7-20%) gem. 17.6% gem. 2.3% (gem. 14.8%) Controlegroep -2-13.5% 3.8-9% (1.1-23.4%) gem. 4.9% gem. 6.2% (gem. 11.5%) Renaat Philippaerts 2008-2009 Besluit Trainingsperiode: stijging van 8-25% Detraining: daling ondanks sportprogramma Het opgestelde protocol toont de effectiviteit van vibratietraining aan Nood aan eenduidigheid in trainingprotocols Wordt vooral gezien als supplementaire training Voor algemene spierfitheid: ja, want spiertonus verhoogt, 32