Raajojen pituus ja nostotekniikka kyykyssä ja maastavedossa

Antropometriset mittasuhteet ja segmenttien pituudet

Ihmisen luuston rakenteessa esiintyy yhdenmukaista yleistä skaalautumista yksilöllisten segmenttimittasuhteiden ohella. Laaja-alainen, 13 149 yksilöä ja 51 eri ihmispopulaatiota kattava antropometrinen aineisto osoittaa, että reisiluun pituus on keskimäärin 26,74 % kehon kokonaispituudesta, ja alaraajojen puoliero pysyy enintään 0,9 cm:ssä yli 95 %:lla aikuisista [3]. Pienetkin vaihtelut reisiluun suhteessa koko kehon pituuteen, säären (tibia) pituuteen ja vartalon pituuteen (istumapituuteen) muuttavat kuitenkin merkittävästi spatiaalista asentoa, jota vaaditaan levytankokuorman tasapainottamiseksi tukipinnan päällä [2, 4].

Voimanostossa antropometriset profiilit korreloivat maksimivoimasuorituksen kanssa eri osalajeissa [22]. Vartalon ympärysmitta on merkittävä positiivinen ennustetekijä absoluuttiselle maksimivoimalle kyykyssä, penkkipunnerruksessa ja maastavedossa [22]. Lisäksi sylivälin suhde pituuteen ennustaa positiivisesti suhteellista maastavedon maksimivoimaa, mutta negatiivisesti penkkipunnerruksen suhteellista voimaa [22]. Segmenttitasolla myös olkavarren poikkipinta-alan mittojen vaihtelu suhteessa pituuteen heijastuu punnerrusmekaniikkaan [24]. Alavartalon moninivelliikkeissä raajojen pituudet ja segmenttisuhteet määrittävät momenttivarret, jotka tuki- ja liikuntaelimistön on voitettava [2, 5].

Levytankotakakyykyn biomekaniikka

Reisiluun ja vartalon pituussuhteet sekä sagittaaliset momentit

Levytankotakakyykyn aikana nostajan ja kuorman muodostaman systeemin painopisteen on pysyttävä tasapainossa jalkaterän keskiosan päällä [2]. Nostajien, joilla on suhteellisen pitkät reisiluut vartaloon nähden, on siirrettävä lantiotaan kauemmas taakse tämän tasapainon ylläpitämiseksi [2, 4]. Tämä lantion siirtyminen taaksepäin siirtää alustan tukireaktiovoimavektoria kauemmas lonkkanivelen etupuolelle ja polvinivelen takapuolelle, mikä pidentää lonkan koukistusmomenttivartta ja kasvattaa lannerangan ojentajalihasten vaatimuksia samalla pienentäen polven koukistusmomenttivartta [2]. Kääntäen, pidempi sääriluu siirtää polvea enemmän eteenpäin, jolloin polven momenttivarsi pitenee, lantiosegmentti asettuu alemmaksi ja vartalo voi pysyä pystymmässä asennossa [4]. Reiden suurempi pituus lisää suoraan polven siirtymistä eteenpäin ja polven ojennusmomentteja, kun taas suurempi säären suhde reiteen korreloi lisääntyneen polven valgus- ja sisäkiertokulman kanssa laskuvaiheen aikana [5].

Tangon sijainti selässä muuttaa edelleen toiminnallista vartalon pituutta: tangon asettaminen ylemmäs epäkässuonelle (high-bar) pidentää toiminnallista vartalosegmenttiä ja helpottaa pystympää asentoa, kun taas matalampi tangon paikka (low-bar) lisää vartalon kallistuskulmaa vaakatason syvyydessä, kasvattaen lonkan momenttivarren vaatimuksia ja takaketjun aktivaatiota [4]. Asentoja vertailtaessa leveä low-bar-kyykky tuottaa suuremman osuuden lonkkanivelen momenttiin, kun taas kapea high-bar-kyykky tuottaa suuremman polvinivelen momenttiosuuden, korkeamman vastus lateralis -lihaksen elektromyografisen aktiivisuuden ja vähäisemmän gluteus maximus -lihaksen kuormituksen [6].

Pitkä reisiluu / Lyhyt vartalo:   Lantio siirtyy taaksepäin -> Pidempi lonkan momenttivarsi -> Suurempi lannelihasten vaatimus
Pitkä sääriluu / Pitkä vartalo:   Polvet siirtyvät eteenpäin -> Pidempi polven momenttivarsi -> Pystympi vartalon asento

Jalka-asennon leveys, jalkaterien kulma ja lonkan morfologia

Jalka-asennon leveyden ja jalkaterien kulman muuttaminen on tehokas strategia reiden tehollisen pituuden muuttamiseksi sagittaalitasossa. Kyykkyasennon leventäminen aiheuttaa reisiluun ulkorotaation ja loitonnuksen, mikä lyhentää reiden efektiivistä sagittaalista pituutta suhteessa tangon liikerataan [1, 4]. Tämä spatiaalinen uudelleenorientaatio tuo sekä lonkka- että polvinivelet lähemmäs pystysuoraa painovoimalinjaa, mikä mahdollistaa pystymmän vartalon ja säären asennon [4]. Kapeisiin asentoihin (75–100 % hartioiden leveydestä) verrattuna leveät asennot (150–200 % hartioiden leveydestä) nostavat polven valgusmomentteja 23 % ja lisäävät lonkan ulkokiertomomentteja 19–37 % [1]. Jalkaterien kääntäminen ulospäin 30 astetta pienentää polven valgusmomenttia 50 % ja ulkokiertomomenttia 20 %, kasvattaa polven varusmomenttia 80 % ja nostaa lonkan lähentäjälihasten aktivaatiota neutraaliasennon 13 %:sta (maksimaalisesta tahdonalaisesta isometrisestä supistuksesta, MVIC) 17 %:iin 30 asteessa ja 23 %:iin 50 asteessa muuttamatta nelipäisen reisilihaksen aktivaatiota [1].

Yksilöllinen rakenteellinen anatomia määrittää näiden asentosäätöjen mekaanisen soveltuvuuden. Reisiluun normaali versio suuntaa reisiluun kaulaa eteenpäin noin 15 astetta; keskimääräinen anteversio on 7 astetta valkoihoisilla miehillä ja 14 astetta kiinalaisilla miehillä [7]. Reisiluun retroversiota esiintyy eri populaatioissa (esiintyvyys 24,1 % valkoihoisilla miehillä, 15,1 % afroamerikkalaisilla miehillä ja 14,3 % naisilla) [7]. Reisiluun anteversio lisää käytettävissä olevaa sisäkiertoa mutta rajoittaa ulkokiertoa, mikä suosii kohtuullisen kapeita asentoja. Päinvastoin reisiluun retroversio lisää ulkokiertoa ja rajoittaa sisäkiertoa, jolloin leveämmät ja ulospäin käännetyt asennot estävät lonkan luista ahdasoireyhtymää ja kompensatorista lannerangan ja lantion liikettä [8]. Lisäksi reisiluun kaulan ja varren välinen kulma vaikuttaa loitonnuskapasiteettiin: coxa vara (kulma < 125 astetta) aiheuttaa reisiluun kaulan varhaisen törmäämisen lonkkamaljan reunaan leveässä loitonnuksessa, kun taas coxa valga sallii huomattavan loitonnuksen ja suuren adductor magnus -lihaksen aktivaation [10].

Reisi- ja sääriluun pituussuhde ei korreloi kyykyn ala-asennossa tapahtuvan ennenaikaisen lannerangan ja lantion pyöristymisen ("butt wink") kanssa; syvyysrajoitteet ja lantion kiertyminen johtuvat ensisijaisesti nilkan rajoittuneesta dorsifleksion liikelaajuudesta ja motorisen hallinnan tekijöistä [3]. Vartalon kallistuksen saavuttaminen lannerankaa pyöristämällä lonkan koukistamisen sijaan heikentää puristuskuormituksen sietoa ja huonontaa selkärangan kykyä vastustaa eteenpäin suuntautuvia leikkausvoimia, kun taas neutraalin ranka-asennon säilyttäminen ylläpitää ojentajalihasten momenttivartta selkärangan kuormituksen turvallista hallintaa varten [1].

Perinteisen ja sumomaastavedon biomekaniikka

Vartalon kallistuskulma, selkärangan kinetiikka ja segmenttien vipuvarret

Perinteisen maastavedon (CDL) ja sumomaastavedon (SDL) välinen valinta riippuu voimakkaasti antropometrisistä segmenttipituuksista. Perinteisessä maastavedossa jalkaterät asetetaan käsien sisäpuolelle, jolloin lonkka asettuu kauemmas tangon taakse [16]. Tämä asento luo pidemmän sagittaalisen lonkan momenttivarren ja vaatii suuremman vartalon etunojan [9, 16]. Sitä vastoin leveäasentoinen sumomaastaveto loitontaa reisiä, mikä pienentää lonkka- ja polvinivelten välistä vaakasuoraa etäisyyttä sagittaalitasossa ja tuo lantion lähemmäs tankoa [11, 16]. Tämä asento vähentää vartalon kallistuskulmaa, lyhentää nostomatkaa sekä pienentää lannerankaan kohdistuvaa mekaanista stressiä ja selkärangan ojennusvaatimuksia [9, 15].

Maksimaalisten ja lähes maksimaalisten maastavetojen aikana selkärankaan kohdistuu huomattava kuormitus: puristuskuormat nousevat 5–18 kN:iin ja leikkausvoimat vaihtelevat 1,3–3,2 kN:n välillä [12]. Yhden toiston maksimin (1RM) irrotusvaiheessa L4/L5-tason puristusvoimat vaihtelevat miehillä 7 942–18 449 N ja naisilla 5 090–8 018 N, ja leikkausvoimat ovat miehillä 2 150–3 276 N ja naisilla 1 363–1 778 N [12]. L4/L5-tason nettomomentit 1RM-maastavedoissa saavuttavat miesnostajilla 445–1 071 Nm [12]. Pystymmän vartalokulman ansiosta sumomaastaveto vähentää selkärangan ojennusvaatimuksia noin 10 % perinteiseen maastavetoon verrattuna [9]. Selkärangan pyöristämistä (rinta- ja lannerangan fleksio) käytetään toisinaan perinteisessä vedossa olkanivelten laskemiseksi ja tehollisen vartalosegmentin lyhentämiseksi, mikä tuo lantion lähemmäs tankoa ja pienentää noston alun lonkkamomenttivartta, joskin tämä vaatii aktiivista selkärangan ojennusta loppuojennuksen saavuttamiseksi [11].

Perinteinen maastaveto: Suurempi vartalon kallistus -> Korkeammat lannerangan leikkaus- ja puristusvoimat -> Suurempi erector spinaen ja biceps femoriksen EMG
Sumomaastaveto:         Pystympi vartalo            -> Lyhyempi pystysuuntainen nostomatka        -> Suurempi vastus lateraliksen EMG ja lähentäjien vaatimus

Lihasaktivaatio ja antropometriset ennustetekijät

Elektromyografiset mittaukset 85 % 1RM -kuormalla tehdyissä maastavedoissa osoittavat, että perinteinen tyyli tuottaa suuremmat lonkan ojennusmomentit, suuremman lonkan koukistuksen sekä korkeamman biceps femoris -lihaksen huippuaktivaation koko noston ajan ja erector spinae thoracis -lihaksen aktivaation toisen vaiheen aikana [9]. Sitä vastoin sumotyyli tuottaa suuremmat frontaali- ja transversaalitason nivelmomentit lonkassa ja polvessa sekä korkeamman vastus lateralis -aktiivisuuden alkuvaiheessa [9]. Vaikka sagittaalinen etäisyys lonkasta tankoon on sumomaastavedossa lyhyempi, lonkan ojennus tapahtuu monitasoisesti loitonnettujen ja ulkokierrettyjen reisiluiden kautta; kun voimat projisoidaan reisiluun nivelakselin tasoon, tuloksena saatavat lonkan momenttivarret ja lonkan ojennusmomenttivaatimukset ovat lähes identtiset molemmissa tyyleissä [10].

Antropometriset ennustetekijät vaikuttavat järjestelmällisesti yksilöllisiin vipuvarsietuihin eri maastavetotyyleissä. Segmenttimittojen ja nostotyylien suorituskyvyn suhdetta selvittäneessä tutkimuksessa istumapituuden suhde kokonaispituuteen havaittiin ainoaksi antropometriseksi muuttujaksi, joka korreloi merkitsevästi sumon ja perinteisen maastavedon voimasuhteen kanssa (r = 0,297, p = 0,043) [15]. Korkeampi istumapituuden suhde kokonaispituuteen (pitkä vartalo suhteessa raajoihin) suosii mekaanisesti sumomaastavetoa kompensoimalla vartalon pituutta pystymmällä asennolla, kun taas matalampi suhde (lyhyt vartalo ja pitkät raajat) suosii perinteistä maastavetoa [15]. Lisäksi jalkojen pituus korreloi positiivisesti perinteisen maastavedon absoluuttisen 1RM-tuloksen kanssa miehillä, kun taas pituus, jalkojen pituus ja käsivarsien pituus korreloivat negatiivisesti suhteellisen voiman kanssa naisilla [15].

Käytännön suositukset asennon valintaan