Vermoeidheidsdrempel quadriceps vaststellen in korte test

Voor duursporten zijn de kracht en snelheid die mensen kunnen uitvoeren zonder vermoeid te raken belangrijke variabelen die de prestatie voorspellen. Er is een kritische drempel wat betreft de trainingsintensiteit waarboven vermoeidheid snel ontstaat. Om deze drempel vast te stellen zijn er verschillende testen nodig, wat het tijdrovend maakt. Een ander soort test kan deze drempel ook vaststellen; vijf minuten van repetitieve maximale isometrische contracties is voldoende om de kritische kracht van de knie-extensoren vast te stellen. Het testen van de verschillende geïsoleerde spiergroepen is handig, maar zelfs voor getrainde atleten is het moeilijk om vijf minuten lang maximale contracties uit te voeren, laat staan voor mensen die herstellen van een blessure.
De auteurs van dit onderzoek hebben daarom in een eerder onderzoek een test ontwikkeld waarmee door submaximale isometrische contracties de vermoeidheidsdrempel kan worden vastgesteld. Bij deze test werden in blokken van 5 minuten unilateraal repetitieve isometrische knie-extensies  uitgevoerd (3 sec inspanning, 2 sec ontspanning). De test startte op een krachtsniveau van 25% van de maximale vrijwillige contractie (MVC) en nam iedere 5 minuten toe met stappen van 5% MVC. De vermoeidheidsdrempel was gedefinieerd als de mediaan van de kracht in de stap waar de EMG/kracht ratio begon toe te nemen en zuurstofvoorziening van de spieren niet langer op steady-state waren. Deze test gaf een betrouwbare inschatting van de vermoeidheidsdrempel, maar duurde 20 tot 30 minuten en is daarmee behoorlijk tijdrovend.
Om de drempel vast te stellen zou het in principe niet nodig te hoeven zijn om te oefenen tot uitputting optreedt omdat de toename in EMG/kracht ratio al optreedt halverwege de tijd dat het niet meer mogelijk is de beweging uit te voeren. De doel van deze studie was dan ook om een korte test te ontwikkelen. De verwachting is dat de relatieve toename in EMG en hemoglobine concentratie ten opzichte van de kracht ook optreden gedurende repetitieve isometrische contracties (3 sec inspanning, 2 seconden ontspanning) als de kracht toeneemt met kleinere stapjes (2% ipv 5%) en kortere testblokken (30 sec ipv 5 min).

Methode

Vijftien gezonde mannen die recreatief sporten namen deel aan deze studie. Ze kwamen 3x naar het laboratorium, met 2 tot 4 dagen rust tussendoor. Een dynamometer werd gebruikt om de kracht te meten. EMG-gegevens werden vastgelegd van de vastus lateralis, vastus medialis en rectus femoris. Verschillen in hemoglobinegehalte door twee infrarood spectrophotometers, geplaatst op de vastus lateralis en medialis. De bloeddruk werd gemeten met een bloeddrukmeter rondom het bovenbeen. Iedere testdag begon met 2 minuten warming up. De eerste testdag voerden de deelnemers het lange protocol uit.
De hemoglobinelevels werden gebruikt om de vermoeidheidsdrempel vast te stellen. Een afname van deze levels werd gezien als indicatie dat de oefening werd uitgevoerd onder de drempel van die spier.
Bij de korte testen was de start op 15% MVC en werd opgevoerd gedurende iedere 30 seconden (iedere 6 contracties) met 2%. Bij de eerste keer uitvoeren van dit nieuwe protocol werd aan alle deelnemers gevraagd of ze een verhoging van de intensiteit dachten aan te kunnen.
De grootste kracht waarvoor de EMG/kracht-ratio minder was dan 5% hoger dan de laagste ratio tijdens de trail was gedefinieerd als de vermoeidheidsdrempel.

Resultaten

Van één deelnemer werden de data geëxcludeerd omdat het hemoglobinegehalte niet afnam tijdens de testen. Bij de overige 14 deelnemers was de vermoeidheidsdrempel gelijk via de vaststelling door hemoglobinegehaltes en via EMG/krachtratio. Bij de lange test lag de vermoeidheidsdrempel geschat via het hemoglobinegehalte op 32,2% ± 7,2 MVC en via EMG/kracht-ratio op 31,1% ± 7,6% MVC. De grens waarop de oefening niet meer uitgevoerd kon worden lag op 44,3% ± 7,7% MVC.
Tijdens de korte trials was de EMG/kracht-ratio gelijk tussen dag 1 (29,9% ± 6,0% MVC) en 2 (31,1% ± 7,0% MVC). Het moment waarop de oefening niet meer uitgevoerd kon worden op 53,4% ± 9,3% MVC (dag 1) en 54,8% ± 5,4% MVC (dag 2). Via het hemoglobinegehalte werd de vermoeidheidsdrempel geschat op 29.5% ± 6.2% MVC en 28.8% ± 6.2% MVC.

Conclusie en opmerkingen

Bij vergelijking van de twee soorten testen bleek dat zowel de vermoeidheidsdrempel als het moment van uitputting bij de korte test qua tijd eerder lagen dan bij de langere test. Uitgedrukt in het percentage van MVC was de vermoeidheidsdrempel via EMG-kracht ratio en via hemoglobinegehalte hetzelfde voor de korte en lange test. Ook wanneer alleen de vastus lateralis werd gemeten via EMG, bleven de drempels in stand, wat wellicht handiger is in de praktijk. Het lijkt er dus op dat deze korte test effectief en betrouwbaar is om de vermoeidheidsdrempel vast te stellen. Deze test duurde 3,9 ± 1,5 minuut. Deze test is volgens de auteurs mogelijk het meest geschikt voor ouderen of voor mensen voor wie een maximale test niet wenselijk is.