19 yaş altı erkek futbol takımı oyuncularında 6 haftalık kan akışı kısıtlama antrenmanının kas kuvveti ve kasın mimarisi üzerine etkisinin ultrasonografik olarak değerlendirilmesi

Abstract

19 Yaş Altı Erkek Futbol Takımı Oyuncularında 6 Haftalık Kan Akışı Kısıtlama Antrenmanının Kas Kuvveti ve Kasın Mimarisi Üzerine Etkisinin Ultrasonografik Olarak DeğerlendirilmesiKas hipertrofisinin, kişinin bir maksimum tekrarının (1 MT) en az %65-70'i kullanılarak yaptığı direnç antrenmanıyla oluştuğu bilinmektedir. Özellikle büyük motor ünitelerle ilgili kas liflerini aktive edebilecek gerekli minimum eşik uyarının bu olduğu düşünülmektedir. Ancak zaman zaman bu yaklaşım kas iskelet sistemi yaralanmalarına neden olabilmekte ya da rehabilitasyon sürecindeki bireyler için uygulanması mümkün olmamaktadır. Bu amaçla, güncel çalışmalar kan akışı kısıtlaması (KAK) ile yapılan düşük yoğunluklu direnç egzersizlerinin bu bilinen teoriyi çürütebileceğini düşündürmüş ve 1MT'ın %50'sinin altında daha düşük yoğunluklarda bu yöntem kullanılarak yapılan egzersizlerin de hipertrofik adaptasyonlara yol açabileceğini göstermiştir. BFR antrenmanının klasik kuvvetlendirme antrenmanıyla benzer sonuçlar vermesinin yanında doku ve eklemlere uygulanan daha düşük yüklenmeler nedeniyle bu yöntemin klasik direnç egzersizine göre daha güvenli olduğu düşünülmektedir. BFR alt ya da üst ekstremitenin proksimal bölgesinden dışarıdan bası şeklinde uygulanmak suretiyle kullanılır. Uygulanan basınç arteriyel dolaşımın devamına engel olmazken oklüzyon alanının distalindeki venöz dolaşımı kısıtlayacak şiddette olması gerekir. Düşük yoğunluklu direnç egzersiziyle (1MT %20-30) yapılan BFR antrenmanının, iki hafta gibi kısa bir sürede kas kuvvetinde önemli artışlar sağladığı gözlenmiştir. BFR antrenmanı kas aktivasyonunu uyararak ve hücresel sıvı artışını sağlayarak kas hipertrofisi oluşmasını sağlamaktadır. Egzersiz sırasında venöz dönüşün kısıtlanması ile beraber yüksek yoğunluklu metabolit birikimi (laktat) oluşmaktadır. Laktat konstrasyonunun artmasıyla birlikte Tip II liflerin (hızlı kasılan lifler) uyarılması sağlanarak kas hipertrofisinde görev alan yolaklar aktifleşerek kasta hipertrofi oluşması sağlanmaktadır. BFR ile yapılan direnç egzersizinin potansiyel hipertrofik etkilerine rağmen kas yapısını ve mimarisini nasıl etkilediği çok iyi bilinmemektedir. Literatür taraması yapıldığında sporcularla gerçekleştirilen yeterli sayıda kaynağa rastlanmamış olup bu çalışma ile literatürdeki açığın doldurabileceği düşünülmektedir.Gerçekleştirilen bu çalışmanın amacı, genç futbolcularda 6 haftalık düşük yoğunluklu Kan Akışı Kısıtlama antrenmanı (1 MT'ın %20-30) ile klasik direnç antrenmanının (1 MT'ın %80) kuadriseps kas grubunda oluşturduğu kuvvet artışı ve kas mimarisine etkisini karşılaştırmaktır. Çalışmaya 18-20 yaş aralığında 23 sağlıklı aktif sporcu dahil edilmiş olup, sporcular randomize olarak Klasik Direnç Antrenmanı (RES) ve BFR olmak üzere iki gruba ayrılmıştır: RES (n=12) ve BFR (n=11). Egzersiz protokolü 6 hafta süresince haftada 2 gün olacak şekilde belirlenmiştir. BFR antrenmanı grubunda bulunan sporcuların dominant bacaklarına manşon yardımıyla 130-150 mmHg basınç uygulamak suretiyle kan akışı kısıtlanması sağlanarak düşük yoğunlukta (1 MT %20-30), RES grubundaki sporculara ise kan akışı kısıtlanması olmadan dominant bacakları ile yüksek yoğunlukta (1 MT %80) dört set diz ekstansiyon egzersizi yaptırılmıştır. Egzersiz protokolü uygulaması öncesi ve sonrası olmak üzere, kasın mimarisindeki değişiklikler '5-12 Mhz lineer problu tanısal ultrasonografi cihazı ile (Logiq P5, General Electrics Medical Systems, Wisconsin, USA) aynı hekim tarafından yapılarak rektus femoris ve vastus lateralis kas kalınlığı, pennasyon açısı, fasikül uzunluğu değişimleri incelenmiştir. Kuvvet ölçümü değerlendirmesi Biodex System Pro3 (Biodex Corp., Shirley, NY, USA) izokinetik sistem ile diz ekstansiyon 1 MT ve 60°/s ve 180°/s açısal hızlarda ekstansiyon-fleksiyon pik tork ölçümleri alınarak yapılmıştır. Değişkenler SPSS programıyla analiz edildiğinde egzersiz protokolü uygulaması sonrası hem BFR hem de RES grubunda fleksör ve ekstansör kas kuvvetlerinde bilateral artış gözlenmiştir. BFR grubunda dominant bacakta ekstansör kuvvet artışı RES grubundaki artışa göre anlamlı olarak daha belirgindir (60˚/s p= 0.02, 180˚/s p= 0.019). Kas mimarisi ile ilgili değişiklikler değerlendirildiğinde BFR grubunda dominant tarafta rektus femoris kası kalınlığı anlamlı olarak artmıştır (p= 0.002).Sonuç olarak 6 hafta süresince haftada iki gün 1 MT'ın %20-30 şiddetinde yapılan BFR antrenmanının, 1 MT'ın %80 şiddetinde yapılan klasik direnç egzersizi uygulaması ile karşılaştırıldığında kas kuvvetini artırmada klasik direnç egzersizinden istatistiksel olarak daha fazla kuvvet gelişimi sağladığı gösterilmiştir. Çalışmamızın sonuçlarına göre vasküler kan akışı kısıtlama antrenmanı kısa süre içerisinde düşük ağırlıklarla çalışarak hipertrofi oluşturmak için alternatif bir yol olarak görülmektedir. Bunun yanı sıra BFR antrenmanı ile ilişkili maliyet ve karmaşıklıktaki bu azalma, atletizm programları, takımlar, antrenörler ve sporculara BFR'nin kuvvet ve kondisyon programlarına dahil edilmesi için daha fazla fırsat sunmaktadır.Anahtar kelimeler: kan akışı kısıtlama antrenmanı, kaatsu antrenmanı, oklüzyon antrenmanı, kuvvet antrenmanı, kas hipertrofisi

The Effects of 6 Weeks Blood Flow Restriction Training on Muscle Strength and Evaluation of Muscle Architecture with Ultrasonography in U19 Male Soccer PlayersIt has been traditionally believed that resistance training can only induce muscle growth when the exercise intensity is greater than 65-70% of the 1-repetition maximum (RM). It has been surmised that this is the minimum threshold required to activate the complete spectrum of fiber types, particularly those associated with the largest motor units. However, for many individuals this type of resistance exercise is not possible due to musculoskeletal injuries or during rehabilitation process. However, more recently, the use of low-intensity resistance exercise with the blood-flow restriction (BFR) has challenged this theory and consistently shown that hypertrophic adaptations can be induced with much lower exercise intensities (<50% 1 RM). BFR training has been shown to increase muscle hypertrophy and strength with much lower intensity which may be safer for injured tissue and joints. The BFR is achieved via the application of external pressure over the proximal portion of the upper or lower extremities. The applied external pressure is sufficient to maintain the arterial inflow while restricting the venous outflow distal to the occlusion site. BFR training combined with low intensity resistance exercise (20-30% 1 RM) has been demonstrated to result in significant skeletal hypertrophy and strength within as little as two weeks. Researches have demonstrated the effectiveness of the low-intensity resistance training combined with BFR in terms of increased muscular strength and hypertrophy. However, mechanisms behind BFR not well understood yet it has been thought that BFR induces muscle hyperthropy by metabolic stress. To our knowledge, this study is the first to demonstrate the effects of BFR training on muscle architecture in soccer player by US.The aim of this study was to compare the effect of resistance training (80% 1 RM) and low-intensity resistance training with blood-flow restriction (20-30% 1 RM) protocol on muscle strength and architecture in youth team soccer players. Twenty-three young (aged 18-20 yrs) trained soccer team players were randomized to either train quadriceps exercises in a protocol for classical resistance training (n=12) or low-intensity resistance exercise with blood-flow restriction (n=11); two times per week for six weeks. BFR training was applied to the proximal ends of both thighs and quadriceps exercises with 20-30% of the 1-RM, two days per week for 6 weeks while wearing a pneumatic cuff which was inflated to 130-150 mmHg to restrict blood flow on the dominant leg and nothing on the other were performed. The RES group completed four sets of quadriceps extension exercise on dominant leg with 80% of the 1-RM by 12 repetitions, twice weekly for 6 week without wearing a pneumatic cuff. The isokinetic testing of the quadriceps muscles were determined bilaterally at angular velocities of 60°/s and 180°/s by a Biodex System Pro3 isokinetic dynamometer (Biodex Corp., Shirley, NY, USA) before the study and immediately after six weeks of exercises. Quadriceps muscle thickness (from rectus femoris (RF) and vastus lateralis (VL)) and architecture (from VL) were evaluated bilaterally at baseline and after the final training session at 6th week. US evaluations were performed using a 5–12 MHz linear probe (Logiq P5, General Electrics Medical Systems, Wisconsin, USA) by the same physiatrist. Muscle strength (isokinetic concentric peak torque of the quadriceps and hamstring muscles) and ultrasonographic parameters (muscle thickness, pennation angle and fascicle length) were assessed. Pre-test statistical analysis showed no significant differences (p>0,05) between RES and BFR groups. Improved knee flexor and extensor strength were observed bilaterally in all participants and the increase in extensor strength of BFR group was significantly more on the dominant side (60˚/s p= 0.02, 180˚/s p= 0.019) than RES group. Rectus femoris thickness significantly increased in the BFR group on the dominant side (p= 0.002).In conclusion; our findings showed that occlusion training could provide better benefits than traditional strength training to improve muscular hypertrophy. Low-intensity resistance exercise provides successful outcomes when performed with circulatory occlusion. Our results suggest that the BFR training may also influence the muscle architecture in young soccer players. In addition, this reduction in cost and complexity associated with BFR training offers more opportunities for athletic programs, teams, coaches and athletes to be included in BFR's strength and fitness programs.Key words: blood flow restriction training, kaatsu training, occlusion training, strength training, muscle hypertrophy