Styrke

Muskelstyrke defineres som ”den maksimale kraft en muskel eller muskelgruppe kan generere ved en gitt hastighet” (Raastad, 2001), ”en muskel eller muskelgruppes evne til å trekke seg sammen, skape spenning og utvikle kraft” (Gjerseth et al., 1994) eller ”den muligheten en muskel/muskelgruppe har til å utvikle kraft mot en motstand i en enkelt kontraksjon av begrenset varighet” (Åstrand et al., 2003).

Styrketrening er all målrettet trening av en muskelgruppe med hensikt å øke eller opprettholde dens evne til å skape kraft (Raastad, 2001). Styrketrening kan drives på ulike måter alt etter formålet med treningen (tabell 1).

En muskelcelle kalles også for muskelfiber på grunn av dens utseende som minner om en lang fiber. Den består av funksjonelle proteiner (aktin/myosin) med evne til å trekke seg sammen og utvikle kraft i det som kalles en kontraksjon. I enhver kontraksjon vil bestanddelene i en muskelcelle – sarcomerene - forsøke å trekke seg sammen. Dersom den ytre kraften er mindre enn muskelkraften, vil muskelen forkortes i en konsentrisk kontraksjon og skape bevegelse. Dersom muskelkraften er like stor som den ytre kraften skapes ingen bevegelse -isometrisk kontraksjon - noe som vil stabilisere f.eks. et ledd. Er den ytre kraften større enn muskelkraften vil bevegelsen bremses -eksentrisk kontraksjon.

Som et bilde kan vi tenke oss at vi henger i en bom med bøyde armer. Når vi trekker oss opp forkortes musklene, det skapes bevegelse og vi har en konsentrisk kontraksjon. Dersom vi er så tunge at vi ikke klarer å løfte oss opp men blir hengende i samme stilling, jobber musklene isometrisk eller statisk. Henges det en ekstra belastning på beina som er så tung at vi gradvis trekkes nedover på tross av at vi drar alt det vi kan oppover, jobber musklene eksentrisk.

De fleste bevegelser er en kombinasjon av eksentrisk og konsentrisk kontraksjon. Musklene vil strekkes i et hopp, et kast, løp før de forkortes. Dette kalles en plyometrisk kontraksjon. I en slik kontraksjon lagres elastisk energi i musklenes strukturer (sener og bindevev) som vi kan utnytte. Koplingstiden er tiden mellom eksentrisk og konsentrisk fase og dersom denne er kort vil den elastiske energien komme som et tilleggsbidrag til den konsentriske kontraksjonen. Dette utnyttes i hopp med motbevegelse/svikt (Refsnes, 1999).

Ofte prater man om dynamisk styrke, som er den evnen en muskel eller muskelgruppe har til å kontrahere seg gjentatte ganger. Statisk styrke, også kalt isometrisk styrke, er den evnen en muskel har til å kontrahere og skape spenning uten at muskelen endrer lengde. Begge disse formene for styrke deles igjen inn i utholdende og maksimal uten klare retningslinjer for hva som er utholdende eller maksimalt.

For å sammenfatte hva som menes med muskelstyrke så blir styrke i litteraturen definert som ”en muskel eller muskelgruppes evne til å trekke seg sammen, skape spenning og utvikle kraft” (Gjerseth et al., 1994) eller ”den muligheten en muskel/muskelgruppe har til å utvikle kraft mot en motstand i en enkelt kontraksjon av begrenset varighet” (Åstrand et al., 2003). Styrketrening er gjentatt stimulering av en muskelgruppe med den hensikt å øke dens evne til å skape spenning, trekke seg sammen og utvikle kraft. Den mest i øyenfallende effekten av styrketrening er økning i muskelstørrelse.

I forbindelse med trening benytter man seg av terminologi som på ulike måter beskriver treningen. 1 repetisjon maksimum (1 RM) er den tyngste belastning du kan løfte en gang og beskriver maksimal kapasitet i en øvelse. Annen belastning beskrives gjerne som % av 1 RM eller antall løft på en prosent av denne. Det synes som om man må trene på en belastning over 60 % for å øke muskelmassen (Åstrand et al., 2003).

Repetisjoner beskriver antall løft som gjentas etter hverandre i en serie/sett, og er av betydning for hvilken effekt man ønsker å oppnå med treningen. Serie/sett beskriver antall omganger man utfører et visst antall repetisjoner og hver serie er avbrutt av en pause. Lengde og varighet av pausene er av betydning for hvilken effekt man ønsker å oppnå med treningen.

Tabell 1. Sammenhengen mellom belastning i RM og % av maks(Åstrand et al., 2003)

Repetisjon maksimum

Prosent

1 RM

100 %

3 RM

90 - 95 %

6 RM

85 %

10 RM

75 %

15 RM

65 %

Når man skal kartlegge hvilke faktorer som avgjør muskelstyrke, så er flere forhold av betydning. Som nevnt innledningsvis består muskelcellen av sarcomerer – funksjonelle enheter - som kan trekke seg sammen og utvikle kraft. Desto flere og større disse er, desto større er muligheten for å utvikle kraft. I den forbindelse møter man på begrepet Hypertrofi - en økning av muskelens tverrsnittsareal som følge av treningspåvirkning som gir økt antall og størrelse på sarcomerene. Hyperplasi er et nært beslektet men mer omstridt begrep, som omfatter en økning av en muskels tverrsnittsareal som følge av økt antall muskelceller. Atrofi vil være det motsatte fenomenet med tap av muskelmasse og tverrsnittsareal som følge av sykdom, inaktivitet eller redusert stimulering (trening) av en muskel.

Muskler vil trekke på knokler, bindevev og bevege ledd slik at rent fysiologisk vil størrelse, antall muskelfibre og biomekaniske forhold sette en øvre grense for muskulær styrke (McArdle et al., 2001). Sagt på en enkel måte – jo større overarmer du har desto sterkere er du. Virkeligheten er ikke fullt så enkel, men tverrsnittsarealet utgjør et potensial for kraftutvikling siden hver 1cm2 muskel kan utvikle en kraft på 16 – 30 N (McArdle et al., 2001, Åstrand et al., 2003). Dette ser man i praksis der menn generelt er sterkere enn damer, følgelig pga større muskelmasse. Studier indikerer at damer er ca 50 % svakere i overkroppen og 30 % i beina når det gjelder absolutt muskelstyrke, en forskjell som i stor grad utlignes når det tas hensyn til kroppsmasse (McArdle et al., 2001). Dette antyder at det er små kvalitetsmessige forskjeller i musklene mellom kjønnene. Alder er av betydning siden eldre ofte er dårligere trent, har en roligere livsstil og av andre naturlige årsaker vil tape muskelmasse med alderen.

Musklene trekker seg sammen på kommando fra hjerne og nervesystemet. Følgelig vil nervesystemets påvirkning av musklene være sentralt for hvor mye kraft man klarer å utvikle. De fleste styrkeøvelser er relativt kompliserte og krever et tett samarbeid mellom nerve- og muskelsystemet. Noen muskler skal kobles inn til rett tid, andre må kobles ut siden de har motsatt/bremsende effekt og mens andre fungerer som støttemuskulatur.

De musklene som er ansvarlige for kontraksjon i ønsket retning kalles agonister, muskler som koordinerer bevegelsen kalles synergister mens antagonister er de musklene som jobber mot bevegelsen (Digby, 1997). Den første økningen i styrke som man ser ved oppstart av et treningsprogram er nettopp knyttet til tilpasninger i nervesystemet. Dette ser man i studier hvor man for eksempel trener en arm mens styrken øker i begge (McArdle et al., 2001). Man ser det også hos utrente som går gjennom et treningsprogram hvor de bedrer nervesignalene både til antagonister og synergister slik at utførelsen blir mer effektiv. Dette betegnes som en teknikkendring tilknyttet nervesystemet eller kvalitetsmessig forbedring av muskel/nervesystem. Trening vil derfor både føre til en kvalitetsmessig og kvantitetsmessig forbedring av musklene.

Dersom vi tar turen tilbake til muskelen så er ikke en muskel bare en muskel. Noen mennesker er født med en stor muskelmasse, er eksplosive og lite utholdende mens andre er mer senete og mer utholdende. Selv innenfor ett og samme individ vil man finne muskulatur med ulike egenskaper. Dette ser man for eksempel når man kjøper en kylling der kjøttet på beina er lyserøde i fargen mens brystet er hvitt. Det finnes mange måter å klassifisere muskelfibre på (15 – 20 stykker). Årsaken til dette er blant annet at man til stadighet har utviklet bedre metoder for å kunne gjenkjenne egenskaper i muskelfibrene slik at man i større grad evner å skille dem. Det skyldes også til dels hvilket utgangspunkt man har hatt når man har ønsket å kategorisere dem. Primært har man sett på muskelfibrenes evne til å hurtig trekke seg sammen eller muskelfibrenes evne til å arbeide utholdende eller evne til energiomsetning. Dette har gjort at man ender opp med grove kategorier som benevner muskelfibrene som rød eller hvit, Type I, Type IIA og Type IIX eller andre navn som beskriver muskulaturen og dens egenskaper. Det finnes utallige mellomformer og overgangsformer uten å gå nærmere i detalj omkring dette. I hovedsak har vi noen muskelfibere (Type I) som bruker lang tid på kraftutvikling, som ikke utvikler så mye kraft men som er utholdende (og røde) og så har man en mellomform, Type IIA, som er mindre utholdende, men som har en større evne til å hurtig utvikle kraft og mye kraft. Det siste ytterpunktet, Type IIX, er svært lite utholdende men utvikler stor kraft. Rekrutteringshierarkiet forteller oss at i en kontraksjon vil først Type I, deretter Type IIA og til slutt, dersom det skjer, Type IIX aktiveres. Det kan synes som om de mest eksplosive fibrene er de muskelfibrene som raskest hypertrofierer (Henriksson et al., 1999).

Hva slags fibertyper man er utstyrt med – fibertypefordelingen - er genetisk betinget. Det synes som om trening kan bedre kvaliteten av de enkelte fibertypene og føre til fibertype endringer slik at de ligner mer på andre muskelfibertyper (Type IIX nærmer seg Type IIA i kvalitet). Det er opplagt at type I fiber hos en gammel dame vil være forskjellig fra det som er type I fiber hos en topptrent idrettsutøver. Det er også lite som tyder på at sarcomerene i en Type IIA fiber er sterkere enn sarcomerene i en Type I fiber, men hovedforskjellen mellom fibertypene ligger i evnen til å arbeide utholdende og hvor hurtig de klarer å utvikle kraften (Refsnes, 1999). Fibertypefordelingen er med andre ord av sentral betydning for hurtige og kompliserte bevegelser der det er om å gjøre å utvikle stor kraft. Kvalitet og kvantitet av en muskel er sentrale element men virkeligheten enda mer komplisert enn som så. Sarcomerene i fiberen har kontraktile egenskaper og trekker i en retning og bøyer i et ledd. Ved nærmere undersøkelser av ulike muskler og muskelgrupper finner man at det ikke alltid er slik at sarcomerene er ordnet i lengderetningen (dette kalles remformede muskler). I noen tilfeller ligger sarcomerene mer på skrå (fjærformede) eller i andre anordninger. I en remformet muskel ville det fysiologiske tverrsnittet utvilsomt vært en god faktor til å anslå styrke. Men for en fjærformet muskel vil fiberdraget bli annerledes og utøve en vinkel på lengderetningen. Dermed vil muskelens utforming, lengde på knokler, momentarmer og senens feste i knoklene, altså biomekaniske forhold, være av betydning for hvor mye kraft man klarer å utvikle i en bestemt type bevegelse.

Som en oppsummering så ser vi at det er en rekke faktorer som er av svært sentral betydning når man prater om bestemmende faktorer for styrke. Foruten de fysiologiske, anatomiske og biomekaniske forholdene som er nevnt her, så er det også en rekke metodologiske forhold som type kontraksjon (eksentrisk, konsentrisk, isometrisk), type aktivitet, hastighet og vinkel i kontraksjonen, treningsform, erfaring, antall kontraksjoner etc som vil påvirke resultatet i en test.

Metoder

Det er mange treningsmetoder som gir effekt. Av definisjonen på muskelstyrke ser vi at begrepet er komplekst. Det er vanlig å skille mellom maksimal, utholdende- og eksplosiv muskelstyrke (Refsnes, 1999). Det finnes ikke et enkelt program eller en metode som er mest effektiv. Spesifisitetsprinsippet sier at du blir god i det du trener på. Et treningsprogram må derfor tilpasses individets spesifikke behov og mål. Det ser ut til at å kombinere ulike metoder vil gi en gunstig effekt og variasjon vil kanskje gi økt fremgang når stagnasjonen kommer.

Maksimal styrke måles vanligvis ved å beregne 1RM som er den tyngste belastning man klarer i et enkelt løft i en bestemt øvelse. Dette kan være en maksimal isometrisk kontraksjon i en bestemt posisjon eller maksimal eksentrisk kraftutvikling i en øvelse. Innen enkelte idretter opererer man med minstekrav for 1RM i ulike relevante øvelser som for eksempel dype knebøy for alpinister.

Utholdende dynamisk styrke kan enkelt testes ved å telle antall godkjente løft på en gitt prosentvis belastning av 1RM vanligvis 70 %. Det er få idrettsgrener hvor vi kun arbeider med en maksimal kontraksjon, og muskler har generelt dårlig utholdenhet (Refsnes, 1999). Under aktivitet vil derfor evnen til å kunne opprettholde en viss kontraksjonskraft over tid være sentralt for å bla opprettholde løpshastighet i slutten av en spurt, for å kunne holde riktig teknikk eller gjøre gode valg av spor i alpine grener.

Den eksplosive styrken eller spensten kan testes horisontalt som lengde uten tilløp, 3-steg uten tilløp eller vertikalt gjennom spensthopp (squat jumps) eller svikt hopp (counter movement jumps). Krav til muskelstyrke varierer fra idrett til idrett og mange ulike treningsmetoder vil gi resultater, men det finnes generelle retningslinjer. Programmet bør være komplett og inneholde øvelser for de store muskelgruppene i kroppen. Det anbefales i følge Kraemer (2002) at man tar i bruk store muskelgrupper før de små og høyintensive øvelser før lav intensive. Man bør trene symmetrisk det vil si at man trener musklene på både frem og baksiden. En langsiktig målsetting kan være med å sikre kontinuitet og regelmessighet. Ved lengre skadeavbrekk eller pause fra treningen bør man gå et steg tilbake før man jobber seg opp på gammelt nivå igjen. Det synes som om man må arbeide på mer enn 60 % av sin kapasitet for å øke muskelmassen (Åstrand et al., 2003). De fleste øvelser kan trenes 2-3 ganger per uke, mens store øvelser som benkpress eller knebøy som aktiverer flere muskelgrupper ikke bør trenes mer enn 2 ganger per uke. Ved 2 ganger per uke bør den ene økta være tung og den andre lett dvs henholdsvis få og tunge repetisjoner og mange og lette repetisjoner. Alternativt, dersom man ønsker å trene hyppigere er å splitte programmet opp og konsentrere seg om enkelte muskelgrupper i økta. Etter 6-10 uker bør hele eller deler av programmet endres (Refsnes, 1999). Som nevnt bør programmet være individuelt og tilpasset de krav idretten stiller og det formålet treningen har. Man bør derfor i begynnelsen av en treningsperiode finne ut hvilke krav idretten stiller (kravsanalyse), deretter teste ut hvordan man ligger an i de enkelte øvelsene (kapasitetsanalyse) før man utarbeider et individuelt og tilpasset treningsprogram. Tabell 2 angir ulike typer av styrketrening og hva som karakteriserer de enkelte metodene.

Tabell 2. Ulike typer av trening med belastning angitt som % av 1RM (Refsnes, 1999).

Type trening

Belastning

Repetisjoner

Serier

Pause

Utholdende styrke

<60 %

> 20

2-4

0- 2 min

Hypertrofi

60 - 85 %

6/7-15/25

3-6

<1 min

Maksimal styrke

>80 %

1-5

1 - 8

>3 min

Eksplosiv styrke

0- 100 %

1-5

1 - 8

>3 min


Tabellen angir ulike metoder i styrketreningen og viser hvordan treningen bør starte. I begynnelsen av et program, ved oppstart av en treningsperiode, for yngre eller utrente utøvere starter man med utholdende styrketrening før man går over til hypertrofi, maksimal og eksplosiv trening. Man lærer å krype før man går. Dermed får man bygget en grunnleggende plattform og utviklet teknikken. Sener og bindevev trenger noe lengre tid enn muskler for å bli vant med treningen, slik at dette også er gunstig med tanke på å unngå skader. Utholdende styrketrening kan gjerne foregå i form av sirkel-/stasjonstrening, ved bruk av lette vekter eller egen kroppsvekt. En gunstig bi-effekt av slik trening er at den også stimulerer hjerte- og kretsløp.

Det er en nær sammenheng mellom musklenes tverrsnitt og evnen til maksimal kraftutvikling. Hypertrofitrening er i så måte essensielt i styrketrening. Trening med vekter mellom 60 - 85 % av 1RM til utmattelse gir muskelvekst. Det er utviklet mange ulike metoder for å oppnå dette, som pyramidetrening, supersett, forced reps, dropsett der treningen foregår til utmattelse (no pain no gain). For de som trener med hypertrofi som formål anbefales 6-12 RM med 1-2 min pauser. For optimalisering av hypertrofi anbefales større volum og multiple sett. De ulike metodene har det til felles at ved å justere belastningen vil man kunne tyne musklene mest mulig. Flere utøvere benytter seg av eksentrisk trening med vekslende hell. I følge Åstrand et al. (2003) anbefales det å trene 15 % eksentrisk, 10 % isometrisk og 75 % konsentrisk. Trener man idrettspesifikt vil man sjelden oppleve isolerte isometriske eller eksentriske kontraksjoner, men bruk av disse kontraksjonsformene har vist seg å gi god effekt på styrke og hypertrofi. Hurtige kontraksjoner vil forbedre prestasjon i eksplosive aktiviteter, mens langsomme kontraksjoner gir stor belastning på muskulatur og dermed god styrke i rolige bevegelser. Denne type trening er forbeholdt trente utøvere, ikke for yngre utøvere siden man er spesielt utsatt for skade i sener og ligamenter. Man bør derfor være relativt erfaren før man tar i bruk disse metodene.

Trenden er at vekt-/styrkeløftere har færre repetisjoner (1 -5 RM) mens kroppsbyggere har 8-12 repetisjoner, med 3-5 (opp til 10) sett. 2-3 ganger per uke per muskelgruppe. For utrente i en startfase anbefales 8-12 RM mens trente har hovedvekt på tung belastning - 1-6 RM- med 3 min pause. Det anbefales en belastningsøkning på 2-10 % når ønsket antall repetisjoner overstiges med en eller to (Kraemer et al., 2000). Anbefalt treningsmengde er 2-3 ganger per uke for utrente og 4-5 dager for trente. Fysiologien bak er rimelig klar. Styrkeløftere ønsker å løfte tung belastning som innebærer at de benytter seg av en større belastning, som de dermed ikke klarer så mange løft. De tar gode pauser (2-3 min) for å hente seg inn mellom hvert sett.

Kroppsbyggerne bruker en lettere belastning, med flere repetisjoner og kortere pauser (1-2 min) som gir langvarig/stort stimuli av muskulatur og større dannelse av metabolitter ved utmattelse. Dette vil gi et sterkt bidrag til hypertrofi sammen med at de gjerne tar flere sett per muskelgruppe. For små muskelgrupper anbefales lettere belastning (40-60 % av 1RM) med høyt antall repetisjoner (15) og korte pauser (<90 sek).

Maksimal styrke, bevegelighet og utholdenhet er relativt enkelt å trene. Bruk av maksimal belastning er heller ikke en forutsetning for økt styrkevekst. 4-6 RM angir den optimale sonen i forhold til det å øke den maksimale styrken mens færre repetisjoner har vist seg å gi mindre effekt. Generelt regnes 1 RM som 100 %, 3 RM mellom 90-95 %, 6 RM tilsvarer ca 85 %, 10 RM ca 75 % og 15 RM ca 65 % (Åstrand et al., 2003).

Tradisjonell styrketrening øker ikke evnen til å utvikle eksplosiv kraft selv om den maksimale styrken øker. En stor maksimal styrke er en forutsetning for, men ikke tilstrekkelig for å utvikle god spenst. Spenst eller eksplosiv muskelstyrke beror i større grad av genetisk disponering men er også påvirkelig gjennom trening. Spensttrening har vist motsatte resultater nemlig økt evne til kraftutvikling per tidsenhet uten økning i maksimal kraftutvikling (Refsnes, 1999). I følge Dietmar Schmidtbleicher vil trening med en innledende fase av hypertrofitrening og påfølgende eksplosiv trening gi bedre resultater enn en kombinasjon av disse over samme tidsperiode. Dette synes logisk da man først bygger opp en plattform for så å kvalitetsforbedre denne.

Genetikk, trening/restitusjon, ernæring og hormonell status, miljømessige og nevrologiske forhold samarbeider om å regulere muskelmasse og styrkeutviklingen ved trening. Avhengig av treningsstatus, vil man ganske raskt oppnå fremgang i styrkeøkning de første 6-8 ukene av et treningsprogram. Den første treningseffekten skyldes læring i nervesystemet og innebærer aktivering av flere motoriske enheter. Etter måneder med trening vil de muskulære endringene gjøre seg mer gjeldende og består i dannelse av nye muskelspesifikke proteiner, flere myofibriller og utvikling av større kraft (McDonagh 1984). Styrkeøkningen er i starten større enn muskelveksten skulle tilsi, og den kan også oppnås i muskulatur som ikke benyttes i for eksempel den andre armen som ikke blir brukt. Dette benevner man som teknikkendring og tilskrives kvalitetsmessige endringer i nerve-/ muskelsystemet som gir en bedre rekruttering av motoriske enheter og endringer i fyringsfrekvens og endringer i muskelens kontraktile elementer (begynnende hypertrofi som skjer etter 6-8 uker) (Phillips, 2000; McArdle et al., 2001).

Man kan regne med en fremgang på 20 - 40 % som følge av nervøse endringer. Etter 2-3 måneder blir fibrene større og hypertrofi kan måles signifikant. Sannsynligvis starter hypertrofi før, men metodiske vanskeligheter bla ved biopsi, vanskeliggjør nøyaktige målinger. Styrken forbedres i den aktivitet som utføres (dynamisk/statisk) ved den belastningen man trener på og i det bevegelsesmønster man har arbeidet i (raske/langsomme bevegelser).

Det synes ikke som man får flere muskelfibre - selv om man i ekstreme dyreforsøk har funnet dette og at enkelte studier antyder at muligheten er tilstede. Uansett er det ikke fra hyperplasi den største styrketilveksten kommer.

Litteratur:

Digby, G. S.,
Neural adaption to strength training. Chapter 9A.
Hartkopp, A. (1996). Ny viden om styrketrening. Puls.
Trenerkontakten, Nr1.

Henriksson, J., Tesch, P. (1999).
Current knowledge on muscle training: Endurance and strength yield complementary effects.
Lækartidningen, 1999
Jan 6; 96(1-2): 56-60.

Kraemer, W.J., Adams, K., Cafarelli, E. (2002).
Progression models in resistance training for healty adults.
Med Sci Sports Exerc. 2002, Feb;34(2): 364 -80
American College of Sports Medicine position stand.

Kraemer, W.J., Ratamess N.A. (2005).
Hormonal response and adaptions to resistance exercise and training
Sports Med. 2005;35 (4): 339-361.

Leveritt, M., Abernthy, P.J., Barry, B.K., Logan, P.A. (1999).
Concurrent strength and endurance training. A review.
Sports med 1999 Dec; 28(6): 413-27

McDonagh, M.J.N., Davies, C.T.M. (1984).
Adaptive response of mammalian skeletal muscle to exercise with high loads.
Eur J Appl Physiol (1984) 52:139-155.

Philips, S.M. (2000).
Short-term training: When do repeated bouts of resistance training become training ?
Can J Appl Physiol. 2000 Jun;25 (3): 185-93.

Refsnes P.E. (1999).
Styrketrening. Toppidrettssenteret.
www.idrett.as. 2001.

Sæterdal, R. (2005).
Prestasjonsbestemmende faktorer i aerobe utholdenhetsidretter.
Olympiatoppen.

Vik, J.T., Helgerud, J. Hoff, J. (1997).
Hvordan styrke utholdenheten i overkroppen?
Skisport (1997) 3: 34-35.
Trenerkontakten 5/97 nr. 7. 2. årgang.
Idrettens kompetansesenter i Rogaland.