Kaip kūno proporcijos veikia pritūpimus, mirties trauką ir spaudimą gulint?

Struktūrinės proporcijos ir mechaninės svertų sistemos

Individuali antropometrija apibrėžia mechaninius bazinių jėgos pratimų su pasipriešinimu apribojimus. Žmonių populiacijose skeleto proporcijos pasižymi tiek dėsningu masteliu, tiek reikšminga individualia variacija. Šlaunikaulio ilgis glaudžiai koreliuoja su ūgiu ir didelės apimties hominidų bei šiuolaikinių žmonių duomenų rinkiniuose vidutiniškai sudaro 26,74 % bendro kūno ūgio [1]. Kartu daugiau nei 95 % suaugusiųjų nustatoma 0,9 cm arba mažesnė abipusė apatinių galūnių asimetrija [1].

Uždaros grandinės daugiataškiuose pratimuose skeleto segmentai veikia kaip standžios svirtys, besisukančios aplink sąnarių ašis. Statmenas atstumas nuo išorinės jėgos veikimo linijos – visų pirma atsirandančios atoveiksmio jėgos (GRF) ir štangos svorio – iki sąnario ašies lemia išorinį jėgos petį. Vadinasi, santykinio liemens, šlaunies (šlaunikaulio), blauzdos (blauzdikaulio) ir viršutinių galūnių ilgio skirtumai iš esmės keičia sąnarių kampus, vidinių ir išorinių jėgos pečių santykius bei grynus sąnarių momentus (NJM) štangos pritūpimuose, mirties traukos variantuose ir spaudime gulint.

Pritūpimų biomechanika ir apatinių galūnių segmentų sąveika

Šlaunikaulio ir blauzdos proporcijos

Atliekant dvišalį pritūpimą, sistema privalo išlaikyti bendrą masės centrą virš atramos ploto. Atlikus 3D kinematinį ir kinetinį jėgos treniruotes atliekančių vyrų tyrimą, absoliutus šlaunies ilgis reikšmingai koreliavo tiek su priekiniu kelio poslinkiu, tiek su kelio tiesimo momentu [2]. Sportininkai, kurių šlaunikauliai yra ilgi, palyginti su liemeniu, privalo dubenį stumti toliau atgal, kad išlaikytų masės centro pusiausvyrą virš pėdos vidurio, o tam reikalingas didesnis liemens pasvirimas į priekį [1, 19, 20].

Šis sagitalinis poslinkis keičia sąnarių sukimo momentų pasiskirstymą. Liemens pakreipimas labiau į priekį pastumia atsirandančios GRF vektorių į priekį klubo atžvilgiu ir atgal kelio atžvilgiu, padidindamas klubo lenkimo momentą bei juosmens tiesiamųjų raumenų poreikį ir kartu sumažindamas kelio lenkimo momentą [3, 5]. Priešingai, sportininkai su ilgesnėmis blauzdomis arba didesniu blauzdos ir šlaunies santykiu demonstruoja pakitusią transversalinės ir frontalinės plokštumų kinematiką – leidžiantis žemyn stebimi didesni kelio atitraukimo ir vidinės rotacijos kampai [2]. Kai trumpesni blauzdikauliai derinami su ilgesniais šlaunikauliais, keliai turi pasistumti toliau į priekį, kad būtų pasiektas gylis, arba sportininkas privalo pernelyg pasilenkti į priekį, nebent tai kompensuojama kinematiniais koregavimais [20].

Ilgas šlaunikaulis / trumpas liemuo: Liemens posvyris ↑ --> Klubo jėgos petys ↑  --> Tiesiamųjų ir sėdmens raumenų apkrova ↑
Ilga blauzda / trumpas šlaunikaulis: Tiesus liemuo     --> Kelio jėgos petys ↑   --> Keturgalvio raumens apkrova ↑

Lumbopelvinė kinematika ir judesių kompensacijos

Nors ilgi šlaunikauliai reikalauja didesnio pasvirimo į priekį, struktūriniai kaulų ilgio santykiai (pavyzdžiui, šlaunikaulio ir blauzdikaulio santykis) savaime nesukelia ankstyvo lumbopelvinio užpakalinio sukimosi (dažnai vadinamo „butt wink“) pritūpimo apačioje [1]. Biomechaniniai vertinimai rodo, kad patyrusių sportininkų lumbopelvinį lenkimąsi labiausiai lemia ribotas blauzdinio pėdos sąnario dorsifleksinis judrumas ir neuroraumeninė motorinė kontrolė, o ne izoliuotos kaulų proporcijos [1].

Kai priekinį blauzdikaulio judėjimą apriboja nepakankama dorsifleksija, klubas priverstinai labiau sulenkiamas ankstesnėje nusileidimo fazėje, o tai gali išprovokuoti kompensacinį juosmens lenkimąsi [1, 3]. Pasiekus liemens pasvirimą per juosmeninės stuburo dalies lenkimą, o ne per klubo lenkimą, sumažėja tolerancija apkrovai: stuburo gebėjimas atlaikyti gniuždymo apkrovas ir priekines šlyties jėgas smarkiai sumažėja, palyginti su neutralios, lordotinės padėties išlaikymu [3, 5, 6]. Daugiasegmentis standžiųjų kūnų modeliavimas rodo, kad didėjant išorinėms apkrovoms, raumenų ir kaulų sistema natūraliai skatina užpakalinį dubens poslinkį ir didina liemens posvyrį, perskirstydama sąnarių apkrovas nuo kelių tiesiamųjų raumenų link klubo tiesiamųjų raumenų [19].

Techninės strategijos esant segmentų ilgio skirtumams

Sportininkai, turintys ilgesnius šlaunikaulius, gali optimizuoti mechaninį svertą koreguodami stovėseną:

• Stovėsenos pločio moduliavimas: Pasirinkus plačią stovėseną (150 %–200 % pečių pločio), sumažinamas efektyvusis šlaunikaulio ilgis sagitalinėje plokštumoje štangos trajektorijos atžvilgiu [1]. Tai sumažina reikalaujamą sagitalinę judesių amplitudę čiurnos ir kelio sąnariuose [1]. Tačiau plati stovėsena padidina kelio valguso momentus 23 % ir klubo išorinės rotacijos momentus 19 %–37 % [3].
• Pėdų pasukimo kampo koregavimas: Pasukus pėdas į išorę 30° kampu, sumažinama frontalinės plokštumos įtampa: kelio valguso momentas sumažėja 50 %, o išorinės rotacijos momentas – 20 %, kartu 80 % padidėja varuso momentas ir suaktyvinami pritraukiamieji raumenys, nepakeičiant keturgalvio raumens rekrutavimo [3].
• Kulno pakėlimas ir dorsifleksija: Avalynė su pakeltu kulnu palengvina priekinį blauzdikaulio pasislinkimą ir leidžia išlaikyti tiesesnį liemenį, o tai sumažina juosmens šlyties jėgas ir perkelia apkrovą kelių tiesiamiesiems raumenims [3, 6, 20].

Mirties traukos kinetika ir antropometriniai veiksniai

Segmentų ilgio įtaka klasikinės mirties traukos atlikimui

Klasikinėje mirties traukoje (CDL) kūno segmentų proporcijos daro didelę įtaką mechaniniam efektyvumui ir sąnarių darbo pasiskirstymui:

• Šlaunies ir blauzdos ilgiai: Klasikinės mirties traukos „Wilks“ taškai tarp jėgos sporto atletų neigiamai koreliuoja su šlaunies ilgiu ($r=-0,52$), šlaunies ir ūgio santykiu ($r=-0,44$) bei šlaunies ir blauzdos santykiu ($r=-0,53$), tačiau teigiamai koreliuoja su santykiniu blauzdos ilgiu ūgio atžvilgiu ($r=0,46$) [10]. Šlaunies ilgis taip pat nepriklausomai prognozuoja koncentrinį čiurnos darbą, sudarydamas 55 % jo normalizuotos dispersijos ($p=0,03$) [10].
• Liemens ir rankų proporcijos: Bendras kūno ūgis ir absoliutūs segmentų ilgiai didina bendrą vertikalų štangos poslinkį ($\rho =0,53$) ir mechaninį darbą ($\rho =0,58\text{--}0,72$) [10]. Ilgesnės rankos pagerina pradinį svertą, nes pakelia pradinį štangos aukštį peties sąnario atžvilgiu, o tai koreliuoja su didesne piko galia ($\rho =0,54$) ir vidutine išvystoma jėga ($\rho =0,73$) [10]. Sportininkai, kurių santykinis sėdimas ūgis yra mažesnis, palyginti su stovimu ūgiu, išvysto didesnę jėgą klasikinėje mirties traukoje, palyginti su sumo variantu [10].

Klasikinės ir sumo traukos mechanika

Pasirinkimas tarp klasikinės ir sumo mirties traukos (SDL) iš esmės pakeičia mechaninių svertų pečius:

Kadangi sumo stovėsena remiasi klubo atitraukimu ir išorine rotacija už sagitalinės plokštumos ribų, standartiniai 2D kinematiniai modeliai sukelia didelę matavimo paklaidą, palyginti su 3D kinematiniu sekimu [14].

Stuburo apkrova ir dinaminė saviorganizacija veikiant apkrovai

Kinematinė analizė naudojant 3D inercinius matavimo vienetus (IMU), atskiriančius viršutinę juosmens / krūtininę-juosmens (T11–L2) ir apatinę juosmens / lumbopelvinę (L2–S2) stuburo dalį, rodo skirtingas segmentines adaptacijas esant apkrovai [12]. Atliekant maksimalias ir kartotines mirties traukas, sportininkams pasireiškia laipsniškas krūtininės bei juosmeninės dalies fleksijos didėjimas kartu su kampinio klubo greičio mažėjimu, tuo tarpu grynieji klubo sąnario momentai išlieka stabilūs [16, 17].

Šis lenkimasis esant didelei apkrovai veikia kaip biomechaninė saviorganizacijos strategija: krūtininės stuburo dalies sulenkimas sutrumpina grynąjį horizontalų atstumą tarp štangos ir klubo ašies, taip sumažindamas išorinio pasipriešinimo jėgos petį ir sumažindamas reikiamą klubo tiesiamųjų raumenų grynų sąnarių momentą bei pagerindamas didžiojo sėdmens ir užpakalinės šlaunies grupės raumenų vidinius jėgos pečius [16]. Tačiau dėl šio kompromiso mechaninė įtampa perkeliama ant pasyviųjų stuburo struktūrų [5, 16]. Varžybų sportininkų populiacijose šie kinematiniai reikalavimai koreliuoja su besiskiriančiomis traumų vietomis: vyrai dažniau praneša apie juosmens skausmus, o moterys patiria daugiau krūtininės ir kaklinės dalies simptomų [12].

Torakoliumbalinė fleksija (T11-L2) --> Sutrumpina sagitalinį liemens ilgį --> Sumažina išorinį klubo jėgos petį
                                                                         --> Padidina pasyviųjų audinių šlyties apkrovą

Biomechaninis pasilenkimo (angl. stoop) ir pritūpimo tipo kėlimo profilių modeliavimas rodo, kad labiau pasilenkusi, į klubus orientuota mechanika sumažina L5/S1 gniuždymo ir šlyties apkrovas (-0,2–-0,4 kūno svorio [BW]), palyginti su kėlimu giliai sulenkiant kelius, tačiau kartu padidina šlyties apkrovą (+0,1–+0,8 BW) aukštesniuose segmentuose nuo T12/L1 iki L4/L5 [4].

Viršutinių galūnių proporcijos ir spaudimo gulint kinematika

Grandinės dinamika ir suėmimo plotis

Štangos spaudime gulint žastikaulis ir dilbis (stipinkaulis / alkūnkaulis) kartu su štanga sudaro uždarą kinetinę grandinę. Dinaminis grandžių modeliavimas rodo, kad suėmimo plotis ir išoriniai štangos apribojimai daro kur kas didesnę įtaką vadinamajai „strigimo fazei“ (angl. sticking region) nei individualūs raumenų architektūros parametrai [18].

Strigimo fazė atsiranda tada, kai grynasis peties horizontaliojo pritraukimo sukimo momento pajėgumas pasiekia vietinį minimumą išorinio jėgos peties atžvilgiu [18]. Įtraukus alkūnės tiesiamųjų raumenų sukimo momentą, šis greičio minimumas pasislenka nuo 38 cm žemyn iki 23 cm virš krūtinės, sutrumpindamas mechaninį įdubimą ir stabilizuodamas ankstyvąjį koncentrinį pagreitį [18].

Platus suėmimas (1,7× tarp pečių):   Sutrumpina dilbio jėgos petį --> ↑ Peties horizontalus momentas --> ↑ Šoninė jėga (13-16 %)
Siauras suėmimas (1,0× tarp pečių):  Pailgina dilbio jėgos petį  --> ↑ Triceps medialis apkrova       --> ↑ Medialinė jėga (8-10 %)

Jėgos pečiai ir jėgos vektoriai esant skirtingam suėmimui

Suėmimo plotis tiesiogiai lemia nevertikalių atoveiksmio jėgų kryptį bei dydį ir konkrečių sąnarių momentus [21]:

• Platus suėmimas (1,7× atstumas tarp pečių ataugų): Maksimizuoja 1RM apkrovos pajėgumą (109,8 ± 24,5 kg), sumažindamas bendrą vertikalų poslinkį ir optimizuodamas peties horizontaliojo pritraukimo jėgos pečius strigimo fazės metu [21]. Ši konfigūracija generuoja į šonus nukreiptas plaštakų jėgas, kurios sudaro 13,1 %–15,7 % visos vertikalios jėgos [21].
• Siauras suėmimas (1,0× atstumas tarp pečių ataugų): Lemia mažesnius 1RM svorius (103,7 ± 24,0 kg) ir nukreipia plaštakų jėgas į vidų (8,5 %–10,1 % vertikalios jėgos), reikšmingai padidindamas mechaninį poreikį bei žasto trigalvio raumens (triceps brachii vidurinės galvos) elektromiografinį aktyvumą, kartu sumažindamas peties horizontalaus momento reikalavimus [21].
• Dilbio ir rankos ilgio sąveika: Sportininkai su ilgais dilbiais patiria didesnius alkūnės lenkimo jėgos pečius ties krūtine siauro suėmimo konfigūracijose, todėl reikalingas ankstesnis ir didesnis trigalvio raumens sukimo momento indėlis, kad būtų išvengta greičio praradimo [18, 21]. Priešingai, sportininkai su ilgesniais žastikauliais apatinėje padėtyje susiduria su didesniais peties tiesimo ir horizontaliojo atitraukimo momentais, todėl jiems mechaniniu požiūriu naudingesnis platesnis suėmimo plotis, sumažinantis žastikaulio nusileidimą žemiau suolelio plokštumos [18, 21].