Kā ekstremitāšu garums ietekmē pietupienu un vilkmes tehniku

Antropometriskās proporcijas un segmentu garumi

Cilvēka skeleta arhitektūrai piemīt konsekvents vispārējais mērogs līdztekus individuālām segmentu proporciju variācijām. Plaša mēroga antropometriskie dati, kas aptver 13 149 personas 51 cilvēku populācijā, liecina, ka augšstilba kaula garums vidēji veido 26,74% no kopējā auguma garuma, savukārt divpusējā apakšējo ekstremitāšu asimetrija vairāk nekā 95% pieaugušo nepārsniedz 0,9 cm [3]. Tomēr nelielas variācijas augšstilba kaula attiecībā pret kopējo stāvošo augumu, apakšstilba (lielā liela kaula) garumā un stumbra garumā (sēdus augstumā) ievērojami maina telpisko konfigurāciju, kas nepieciešama, lai līdzsvarotu ārējo stieņa slodzi virs atbalsta bāzes [2, 4].

Spēka trīscīņā antropometriskie profili korelē ar maksimālā spēka rādītājiem dažādās disciplīnās [22]. Stumbra apkārtmērs ir nozīmīgs pozitīvs absolūtā maksimālā spēka prognozes faktors pietupienā, spiešanā guļus un vilkmē [22]. Turklāt roku atvēruma attiecība pret augumu pozitīvi prognozē relatīvo maksimālo spēku vilkmē, vienlaikus apgriezti prognozējot relatīvo spēku spiešanā guļus [22]. Segmentu līmenī augšdelma šķērsgriezuma izmēru variācijas attiecībā pret garumu atbilst arī spiešanas mehānikai [24]. Ķermeņa lejasdaļas bāzes vingrinājumos ekstremitāšu garumi un segmentu attiecības nosaka spēka plecus, kas balsta un kustību aparātam ir jāpārvar [2, 5].

Pietupiena ar stieni uz muguras biomehānika

Augšstilba kaula un stumbra proporcijas un sagitālie momenti

Pietupiena ar stieni uz muguras laikā cēlāja sistēmas masas centram jāatrodas līdzsvarā virs pēdas vidusdaļas [2]. Cēlājiem ar relatīvi gariem augšstilba kauliem attiecībā pret stumbru iegurnis ir jāvirza tālāk uz aizmuguri, lai saglabātu šo līdzsvaru [2, 4]. Šī nobīde atpakaļ pārvieto atbalsta reakcijas spēka vektoru tālāk uz priekšu no gūžas ass un uz aizmuguri no ceļa ass, tādējādi pagarinot gūžas fleksijas spēka plecu un palielinot prasības pret muguras lejasdaļas ekstensoriem, vienlaikus samazinot ceļa fleksijas spēka plecu [2]. Un otrādi — garāks lielais liela kauls virza celi tālāk uz priekšu, palielinot ceļa spēka plecu, nolaižot gūžas segmentu un ļaujot saglabāt vertikālāku stumbra pozīciju [4]. Lielāks augšstilba garums tieši palielina ceļa locītavas nobīdi uz priekšu un ceļa ekstensijas momentus, savukārt lielāka apakšstilba un augšstilba attiecība korelē ar palielinātiem ceļa abdukcijas un iekšējās rotācijas leņķiem lejupejošās fāzes laikā [5].

Stieņa novietojums vēl vairāk modulē funkcionālo stumbra garumu: stieņa novietošana augstāk uz trapeces muskuļa (high-bar) atdarina garāku stumbra segmentu, atvieglojot vertikālāku stāju, savukārt zems novietojums (low-bar) palielina stumbra noliekumu paralēles dziļumā, palielinot prasības pret gūžas spēka plecu un aizmugurējās ķēdes iesaisti [4]. Salīdzinot konfigurācijas, low-bar pietupiens ar platu stāju rada lielāku gūžas locītavas momentu ieguldījumu, savukārt high-bar pietupiens ar šauru stāju rada lielāku ceļa locītavas ieguldījumu, augstāku vastus lateralis elektromiogrāfisko aktivitāti un samazinātu gluteus maximus iesaisti [6].

Garš augšstilba kauls / īss stumbrs:      Iegurnis nobīdās atpakaļ -> Garāks gūžas spēka plecs -> Lielāka slodze jostas ekstensoriem
Garš lielais liela kauls / garš stumbrs: Ceļi virzās uz priekšu   -> Garāks ceļa spēka plecs  -> Vertikālāka stumbra poza

Stājas platums, pēdu izvērsums un gūžas morfoloģija

Stājas platuma un pēdu izvērsuma pielāgošana kalpo kā efektīva stratēģija, lai mainītu efektīvos sagitālos segmentu garumus. Paplašinot pietupiena stāju, notiek augšstilba kaula ārējā rotācija un abdukcija, kas efektīvi saīsina augšstilba sagitālo garumu attiecībā pret stieņa trajektoriju [1, 4]. Šī telpiskā pārorientācija tuvina gan gūžas, gan ceļa locītavas vertikālajai smaguma līnijai, veicinot vertikālāku stumbra un apakšstilba pozīciju [4]. Salīdzinājumā ar šauru stāju (75% līdz 100% no plecu platuma), plata stāja (150% līdz 200% no plecu platuma) palielina ceļa valgusa momentus par 23% un gūžas ārējās rotācijas momentus par 19% līdz 37% [1]. Izvēršot pēdas uz āru par 30 grādiem, ceļa valgusa moments samazinās par 50% un ārējās rotācijas moments par 20%, ceļa varusa moments palielinās par 80%, un gūžas pievilcējmuskuļu aktivācija palielinās no 13% no maksimālās brīvprātīgās izometriskās kontrakcijas (MVIC) neitrālā pozīcijā līdz 17% MVIC pie 30 grādiem un 23% MVIC pie 50 grādiem, nemainot četrgalvainā muskuļa rekrutēšanu [1].

Individuālā strukturālā anatomija nosaka šo stājas korekciju mehānisko piemērotību. Normāla femorālā versija vērsta ar augšstilba kaula kakliņu uz priekšu par aptuveni 15 grādiem, ar vidējām anteversijas vērtībām 7 grādi kaukāziešu vīriešiem un 14 grādi ķīniešu vīriešiem [7]. Femorālā retroversija sastopama dažādās populācijās (izplatība 24,1% kaukāziešu vīriešiem, 15,1% afroamerikāņu vīriešiem un 14,3% sievietēm) [7]. Femorālā anteversija palielina pieejamo iekšējo rotāciju, vienlaikus ierobežojot ārējo rotāciju, tādējādi dodot priekšroku mērenai vai šaurākai stājai; un otrādi — femorālā retroversija palielina ārējo rotāciju un ierobežo iekšējo rotāciju, atbalstot platāku stāju ar izvērstām pēdām, lai novērstu kaulu gūžas sadursmi (impingement) un kompensējošas lumbopelvīnās kustības [8]. Turklāt augšstilba kaula kakliņa un diafīzes leņķi ietekmē abdukcijas kapacitāti: coxa vara (leņķis < 125 grādi) izraisa agrīnu augšstilba kaula kakliņa atbalstīšanos pret acetabulāro malu platas abdukcijas laikā, savukārt coxa valga pieļauj ievērojamu abdukciju ar augstu adductor magnus aktivāciju [10].

Strukturālā augšstilba un lielā liela kaula garuma attiecība nekorelē ar priekšlaicīgu lumbopelvīno fleksiju ("butt wink") pietupiena apakšējā punktā; dziļuma ierobežojumus un iegurņa noapaļošanos galvenokārt nosaka ierobežots potītes dorsālās fleksijas kustību apjoms un motorkontroles faktori [3]. Stumbra noliekuma panākšana ar jostas daļas fleksiju, nevis gūžas fleksiju, pasliktina spēju izturēt kompresijas slodzes un mazina mugurkaula pretestību priekšējiem bīdes spēkiem, turpretī neitrāla mugurkaula saglabāšana saglabā ekstensoru spēka plecu, lai droši pārvaldītu mugurkaula slodzi [1].

Klasiskās un sumo vilkmes biomehānika

Stumbra noliekums, mugurkaula kinētika un segmentu sviras

Izvēli starp klasisko vilkmi (CDL) un sumo vilkmi (SDL) būtiski ietekmē antropometriskie segmentu garumi. Klasiskajā vilkmē pēdas ir novietotas roku satvēriena iekšpusē, pozicionējot gūžas tālāk aiz stieņa [16]. Šī konfigurācija rada garāku sagitālo gūžas spēka plecu un prasa lielāku stumbra noliekumu uz priekšu [9, 16]. Turpretī plata stāja sumo vilkmē abducē augšstilbus, kas samazina sagitālo horizontālo attālumu starp gūžas un ceļa locītavām un tuvina iegurni stienim [11, 16]. Šāda orientācija samazina stumbra noliekumu, saīsina pacelšanas ceļu un samazina mehānisko stresu un mugurkaula ekstensijas prasības, kas vērstas uz jostas daļu [9, 15].

Maksimālās un gandrīz maksimālās vilkmes laikā mugurkauls tiek pakļauts ievērojamai slodzes videi, kompresijas slodzēm sasniedzot 5 līdz 18 kN un bīdes spēkiem svārstoties no 1,3 līdz 3,2 kN [12]. Pie 1RM atrāviena L4/L5 kompresijas spēki svārstās no 7942 N līdz 18 449 N vīriešiem un no 5090 N līdz 8018 N sievietēm, ko papildina bīdes spēki no 2150 N līdz 3276 N vīriešiem un no 1363 N līdz 1778 N sievietēm [12]. L4/L5 neto momenti 1RM vilkmes laikā vīriešiem cēlājiem sasniedz 445 līdz 1071 Nm [12]. Vertikālāka stumbra leņķa dēļ sumo vilkme samazina mugurkaula ekstensijas prasības par aptuveni 10% salīdzinājumā ar klasisko vilkmi [9]. Mugurkaula fleksija (krūšu un jostas daļas noapaļošana) reizēm tiek izmantota klasiskajā vilkmē, lai nolaistu plecu locītavas un saīsinātu efektīvo stumbra segmentu, tuvinot gūžas stienim un samazinot sākotnējo gūžas spēka plecu, lai gan tas prasa aktīvu mugurkaula ekstensiju fiksācijas (lockout) sasniegšanai [11].

Klasiskā vilkme: Lielāks stumbra noliekums -> Lielāks jostas daļas bīdes un kompresijas spēks -> Augstāka erector spinae un biceps femoris EMG
Sumo vilkme:     Vertikālāks stumbrs       -> Īsāks vertikālais pārvietojums                    -> Augstāka vastus lateralis EMG un pievilcēju slodze

Muskuļu aktivācija un antropometriskie prognozes faktori

Elektromiogrāfiskie novērtējumi vilkmes laikā pie 85% no 1RM liecina, ka klasiskais stils ģenerē lielākus gūžas ekstensijas momentus, lielāku gūžas fleksiju un augstāku maksimālo aktivāciju biceps femoris visā cēliena laikā un erector spinae thoracis otrajā fāzē [9]. Turpretī sumo stils rada lielākus frontālās un transversālās plaknes locītavu momentus gūžā un celī, ko papildina augstāka vastus lateralis aktivācija sākotnējā fāzē [9]. Lai gan sagitālais attālums no gūžas līdz stienim sumo vilkmē ir īsāks, gūžas ekstensija darbojas vairākās plaknēs pāri abducētiem un ārēji rotētiem augšstilba kauliem; pārrēķinot augšstilba kaula locītavas ass plaknē, rezultējošie gūžas spēka pleci un gūžas ekstensijas griezes momenta prasības starp stiliem ir gandrīz identiskas [10].

Antropometriskie prognozes faktori sistemātiski ietekmē individuālās sviru priekšrocības dažādos vilkmes stilos. Pētījumos, kuros vērtēta segmentu dimensiju saistība ar izpildījumu dažādos variantos, sēdus augstuma attiecība pret kopējo augumu tika identificēta kā vienīgais antropometriskais rādītājs, kas būtiski korelē ar sumo un klasiskās vilkmes spēka attiecību (r = 0,297, p = 0,043) [15]. Lielāka sēdus augstuma attiecība pret kopējo augumu (garāks stumbrs attiecībā pret ekstremitātēm) mehāniski dod priekšroku sumo vilkmei, kompensējot stumbra garumu ar vertikālāku stāju, savukārt mazāka attiecība (īsāks stumbrs un garākas ekstremitātes) dod priekšroku klasiskajai vilkmei [15]. Turklāt kāju garums vīriešiem pozitīvi korelē ar absolūto klasiskās vilkmes 1RM, savukārt sievietēm auguma garums, kāju garums un roku garums negatīvi korelē ar relatīvo spēku [15].

Praktiskās stājas izvēles vadlīnijas