Svensk Idrot tsforskning nr 4 • 1998

- t e *

Closed eller open chainövningar - vilken metod ger störst prestationsförbättring? Styrketräning används ofta inom idrotten - i såväl skadeförebyggande som rehabiliterande syfte. Inom idrotts-medicinsk rehabilitering poängteras ofta vikten av att använda styrketräningsövningar som bygger på closed chain-träning. Men hur väl underbyggd är denna rekommendation - resulterar denna typ av träning verkligen i en större prestationsförbättring än open chain-träning? I denna studie jämförs styrketräning av lårmuskulaturen enligt closed- respektive open chain.

• • • Inom de flesta idrotter idag används styrketräning med fria vik­ter och siyrketräningsmaskiner i syfte att öka kraft och styrka. Meningarna går dock isär beträffan­de respeköve träningsmetods effek-Övitet att förbättra den fysiska pre-staöonsförmågan Förespråkare för fria vikter betonar att metoden är funköonell och har en direkt kopp­ling öll många idrottsaköviteter (8). Försvarare av styrkeöäningsmaski-ner framhåller däremot att träning i maskin är säkrare och ställer mindre krav på koordinaöon jämfört med fria vikter (6).

Inom rehabilitering råder en liknan­de debatt vad gäller effekten av clo­sed- och open chain vid träning av nedre extremitetema. Ett antal stu­dier har undersökt belastningen på framför allt det främre korsbandet samt den patellofemorala kompres­sionskraft som uppstår i knäleden vid träning enligt closed- respeköve open chain (4,5). De senaste åren har vikten av att använda closed chain vid rehabilitering och utvärdering betonats. Emelleröd har få studier jämfört effekten av closed- respekö­ve open chain avseende fysisk pre­staöonsförmåga (3).

Vid en jämförande studie av effek­ten av träning med fria vikter

respeköve styrketräningsmaskiner är det svårt att skapa likvärdiga för­hållanden för träning, som exempel­vis att likställa träningsvolymen, det totala arbetet och den totala trä­ningsöden. Ett biomekaniskt dilem­ma, vid en jämförelse mellan de båda metoderna att träna, är att fast­än tyngden på vikten som lyfts inte varierar genom rörelsebanan vid tmning med fria vikter så förändras belastningens vridmoment, och där­med den muskulära aköveringen som krävs för att utföra övningen. Däremot, vid träning i en styrketrä­ningsmaskin som är försedd med en kam åstadkoms ett variabelt mot­stånd genom rörelsebanan. Detta i en strävan efter att approximera övningens kraftkurva och sålunda förmå muskeln att aktiveras maxi­malt genom hela rörelsebanan

Knäböj med skivstång är en closed chain-övning som utförs med fria vikter och där den involverade mus­kulaturen arbetar över flera leder. Detta skiljer sig från träning med styrketmningsmaskiner (exempelvis sittande knäextension) som är kon­struerade så att muskulaturen endast arbetar över en led, vilket medför att övningen utförs i en open chain (Figur 1).

De senaste åren har användningen

av magnetkamemteknik ökat, i syfte att kartlägga muskelfunköon. Enligt Tesch (12), som undersökt akövitets-graden på lårmuskulaturen vid olika träningsövningar, aköveras quadriceps- och adduktormuskula-turen vid knäböj med skivstång (clo­sed chain). Likaledes kan akövering av quadriceps- och adduktormusku-latur uppnås separat genom open chain-träning med styrketränings-maskiner.

Syftet med vår studie var att jämföra ett sex veckors träningsprogram bestående av knäböj med skivstång (closed chain) med knäextension och höftadduköon i sxyrketräningsma-skin (open chain) beträffande knä-böjsförmåga, isokineösk knäexten-sionsstyrka samt verökalhoppshöjd.

Material och metod

I vår studie randomiserades 24 friska personer öll antingen en closed chain-grupp som utförde knäböj med skivstång eller en open chain-grupp som tränade dels knäexten­sion och dels höftadduköon i separa­ta styrketmningsmaskiner. Tre för­sökspersoner avbröt av olika skäl studien Sex försökspersoner i closed chain-gruppen och fem försöksper-

Augustsson

Leg sjukgym­nast. Avdel­ningen för Rehabilite­ringsmedicin, Sahlgrenska Universitets­sjukhuset

Anders

Leg sjukgym­nast, Avdel-ningen för Neurologi, Sahlgrenska Universitets­sjukhuset

Roland Thomeé

Dr med vet. Avdelningen för Rehabili-teringsmedi-dn, Sahlgren­ska Univer-sitetssjukhu-

Svantesson

Dr med vet. Avdelningen för Rehabili­teringsmedi­cin, Sahl­grenska Uni­versitetssju k-

Svensk Idrot tsforskning nr 4 * 1998 ter

ftgwr 1. Vid krnAö)' maf skmsMng (cksai cWn) slkr g» smntfdig nVrefsc i ^ " z &"#- ° ^ /bfW. V«f kmyezfension i sfyrte-fnyningsmastin (open c/wW sker erw&zsf en rcireZgg f trwMeden. Eofo; ReAabgrwpperi.

söner i open chain-gruppen hade ödigare erfarenhet av styrketräning. Försökspersonemas fysiska akövi­tetsnivå dokumenterades på en skala från 1-8 där 1 representerade ingen fysisk akövitet och 8 representerade deltagande i tävlingsidrott. Closed chain-gruppen bestod av 7 män och 4 kvinnor med en medelålder av 24,7 år och en medelakövitetsnivå på 6,4 poäng. Open chain-gruppen bestod av 7 män och 3 kvinnor med en medelålder av 26,0 år och en medel­akövitetsnivå på 5,9 poäng.

Samöiga försökspersoner testades före respeköve efter träningsperio­den. Tre test användes för att utvär­dera effekten av träning: 1) knäböj med skivstång 3 RM (repeööoner maximum), 2) koncentrisk isokine­ösk knäextension 1 RM, och 3) verö-kalhopp.

Vid knäböj med skivstång 3 RM tes­tet (Figur 2) utförde försöksperso­nen tre på varandra följande repeö­öoner av knäböjning öll dess låren var parallella med golvet med en skivstång på axlama. 3 RM för varje försöksperson avgjordes av dennes

förmåga att utföra tre repeööoner med samödigt korrekt djup och bibehållen knäböjsteknik. Belast­ningen ökades med 2,5-10 kg vid varje framgångsrikt försök fram öll dess att försökspersonens lyft un­derkändes. Två minuters vila var tillåten mellan varje försök. Ett tyngdlyftarbälte för ökad bålstabili­tet var obligatoriskt. En tesöedare, placerad vid sidan om försöksperso­nen, kontrollerade att knäböjningen utfördes korrekt. Den andre tesöe-daren stod bakom försökspersonen som säkerhet och uppmuntrade samödigt denne med kraftfulla ver­bala kommandon.

Det koncentriska isokineöska knäex­tension 1 RM testet (Figur 3) utför­des i en "Kin-Com II"-dynamometer som mätte muskelstyrkan (Nm) vid knäextension av höger ben. Rörelseomfånget var från 90" öll 5° knävinkel (där 0° motsvarade full knäextension). Mäthasöghet var 60°/sek. När försökspersonen pre­sterat tre likvärdiga maximala vär-den dokumenterades det bästa resultatet. En minuts vila var öllåten mellan försöken En oberoende sjuk­

gymnast med erfarenhet av styrke-mätningar utförde testet.

Verökalhoppstestet utfördes med försökspersonen stående på en plat­ta med ett bälte runt midjan där ett mättband var fast. Måttbandet löpte xmder en skena placerad på plattan Ståhöjden antecknades och försöks­personen instruerades att hoppa rakt upp i luften varvid måttbandet följde med och skillnaden i centime­ter mellan stå- och hopphöjd regis­trerades. Efter ett par provhopp utfördes tre maximala försök inom en minut och det bästa resultatet dokumenterades.

Båda grupperna utförde maximal, progressiv träning två gånger i veck­an under sex veckors öd. Försöks­personerna instruerades innan trä­ningsperioden i en korrekt teknik vid utförandet av de olika övningar­na. Closed chain-gruppen utförde knäböj med skivstång medan open chain-gruppen utförde dels knäex­tension och dels höftadduköon i separata styrketräningsmaskiner. För varje övning utfördes fyra set med 8-12 repeööoner med beläst-

Svensk Idrottsforskning nr 4 * 1998

- t e *

ning motsvarade 10 RM. Tränings­belastningen ökades progressivt xmder träningsperioden genom att försökspersonerna uppmanades att träna med så tung belastning som möjligt, även om detta innebar att 10 repeööoner inte allöd kunde upp­nås. Två minuters vila var tillåten mellan varje set i closed chain-grup­pen och en minuts vila var öllåten i open chain-gruppen.

Varje träningspass avslutades med stretching av lårmuskulaturen samt att försökspersonerna förde in resul­taten i sin träningsdagbok. Medel­värdet av träningsbelastning i början och slutet av träningsperioden be­räknades i de båda grupperna. Vid ungefär vartannat träningstillfälle var försöksledama närvarande.

Varje träningsöllfälle inleddes med öo minuters uppvärmning på testcy­kel med 50 W belastning, följt av ett uppvärmningsset med 20 repeööo­ner knäböj utan vikter i closed chain-gruppen respeköve en platta i vikt­magasinet i open chain-gruppen. Därefter utfördes ytterligare ett upp-värmningsset med 10 repeööoner med 50 % av det första träningsse­tets vikt. Försökspersonerna ombads att bibehålla sin normala akövitets­nivå xmder träningsperioden. Ut-riistningen bestod av två kamförsed-da styrkträningsmaskiner (Compe-ööon Line Leg Extension FL 130, Compeööon Line Hip Adductor FL 140) och en olympisk 20 kg:s skiv­stång med viktskivor (Casall) samt en knäböjställning (Compeööon Line Squat Räck BL 101920).

Resultat

Före styrketräningsperioden fanns inga signifikanta skillnader mellan grupperna vad gällde ålder, längd, vikt, akövitetsnivå eller de tre tester­na av prestaöonsförmåga.

Resultaten från de sex testtillfällena redovisas i tabellen De sex veckor­nas styrketräning resulterade i signi­fikanta förbättringar i båda grupper­na vad gäller knäböj med skivstång 3 RM-testet; closed chain-gruppen ökade med 31% (p=0,0001) vilket var signifikant (p=0,0007) mer än open chain-gruppen vars förbättring blev 13% (p=0,0001).

I det koncentriska isokineöska knä­extension 1 RM testet noterades inga signifikanta ökningar i någon av

F%#wr 2. KndW/ ma? stftTsbfng 3 RM fesf. Fofo; Re/wz6grwppen.

figwr 3. Xoncenfnskf isoÄarKfiskf (6f//sgt) tndkcfgnsfon 1 RM fesf uf/iyrdgs i en "Kin-Com II"- dynamoTnefer. Eofo; RgW?^ruppgn.

grupperna; closed chain-gruppen förbättrade sitt resultat med 5% (p=0,3513) medan open chain-grup-pens resultat ökade med 2% (p=0,5832). Skillnaden i differens mellan grupperna var ej signifikant (p=0,777).

I verökalhoppstestet noterades sig­nifikanta förbättringar i closed chain-gruppen som ökade med 10%

(p=0,0047) medan open chain-grup­pen inte noterade några signifikanta ökningar (p=0,0521). Skillnaden i differens mellan grupperna var ej signifikant (p=0,3917).

I båda grupperna noterades stora ökningar av träningsbelastningen under träningsperioden. Closed chain-gruppen ökade träningsbe­lastningen med cirka 50% och open

Svensk Idrottsforskning nr4D1998 ter RESULTAT

Knäböj (kg) Knäextension (Nm) Vertikalhopp (cm)

Closed chain-gruppen (n=11)

181,6 65,3 99,65* 26,8 190,8 52,4

* Differens inom gruppen, p=0,0047 § Differens inom gruppen, p=0,0001 A Differens mellan grupperna, p=0,0007

Reswfkzf av Wbo)' ?ned skfusMng 3 RM fest, Azmcenfristf isokrngfiskf WkzfeMsim I RM fesf odi wrfikafAoppsksf. MedeWnfe fm) oc/z sfandardgiwitefsg (SD) angioef.

Open chain-gruppen (n=10)

237,0 71,0 99,05 32,2 242,3 74/4 53,8 10,3

I

chain-gruppen ökade träningsbe-lastningen med cirka 100%.

Slutsats

Det är svårt att genomföra studier där man jämför olika träningsmeto­der. Eftersom träningseffekten är specifik öll det som tjänats krävs valida test, känsliga nog att fånga upp prestaöonsförbättringar efter träning. I vår studie ingick tre olika test för att mäta effekten av träning; ett isotoniskt closed chain-test, ett isokineöskt open chain-test och, ett mer funköonellt test; ett verökal-

Isoton testning som knäböj med skivstång eller verökalhopp, där stretch-shortening cykeln aköveras, skulle kunna anses vara mer valid jämfört med isokineösk testning vid utvärdering av olika idrottsakövite-ter. Emelleröd, det isokineöska tes­tet som användes i vår studie, där stretch-shortening cykeln inte akö­veras, har fördelar såsom exempel­vis större kontroll av rörelsehasög-het och teknik, vilket ger ökad relia­bilitet och objekövitet (1).

Intressant nog var det isokineöska knäextensiontestet, en vanligt före­kommande testmetod vid utvärde­ring av muskulär styrka (2), inte känsligt nog att fånga effekten av de stora ökningarna av träningsbelast­ning i de båda grupperna. Vårt resultat stöds av andra studier (7,10) där isokineöska test saknat förmåga att fånga upp förändringar av pre­staöonsförmåga som inducerats av isoton styrketräning.

Skillnaden i ökning av träningsbe-

lastning (50% respeköve 100%) som observerades mellan grupperna kan kanske bero på att större krav ställs vid träning med fria vikter. I closed chain-gruppen åtgick öll en början mycket öd och ansträngning att lära sig en korrekt knäböjsteknik.

Styrketräningsmaskiner är däremot förmodligen lättare att behärska eftersom de endast öllåter att rörelse sker i ett plan och en riktning.

Således är det tänkbart att träning med styrketmningsmaskiner inled­ningsvis resulterar i större ökningar av träningsbelastning jämfört med fria vikter.

Enligt Sale (9) är en ökning av pre­staöonsförmåga, som en effekt av styrketräning xmder en kortare peri­od än 20 veckor, sammankopplad framför allt med neural anpassning såsom ökad akövitet av motoriska enheter hos den involverade musku­laturen och förbättrad koordinaöon, det vill säga lämpliga förändringar i aköveringen av synergi- och antago­nistmuskulatur. Det är tänkbart att dessa mekanismer har bidragit i olika grad i de två grupperna.

I open chain-gruppen utfördes öv­ningar med styrketräningsmaskiner som tillät en bättre synergi- och antagonistfunktion, vilket möjlig­gjorde en högre akövitet av quadri­ceps- och addxiktormiiskxilatnr jäm­fört med den komplexa knäböjsöv-ningen där rörelse skedde i flera leder samödigt, och där en hög akö-veringsgrad av quadriceps- och adduktormuskulatur förmodligen var svårare att åstadkomma på grund av större krav på koordina­

tion Följaktligen, den stora ökning­en av träningsbelastning som note­rades i open chain-gruppen tyder på att nervsystemet lär sig att snabbare utnyttja musklerna på ett optimalt sätt vid användande av styrketrä­ningsmaskiner jämfört med fria vik-Inom idrottsmedicinsk rehabilite­ring av nedre extremiteten poängte­ras ofta vikten av att använda trä­ningsövningar som bygger på clo­sed chain, som exempelvis olika for­mer av knäböjningar (11) eftersom dessa anses mer funköonella jämfört med open chain-övningar (5). Vid rehabilitering efter skada är det dock troligt att en kombinaöon av closed och open chain-övningar är den effekövaste metoden att åstadkom­ma ett så bra behandlingsresultat som möjligt. Vid open chain-övning­ar sker en isolerad rörelse över en led. Dessa övningar är effeköva när det är önskvärt att isolerat stärka en specifik muskelgrupp, exempelvis m. quadriceps. När så svagheten i m. quadriceps är övervunnen kan de mer komplexa closed chain-övning-ama, där rörelsen sker över flera leder, ingå i programmet for att utveckla den koordinerade muske-laköviteten, något som krävs för led­stabilitet och fysisk akövitet.

Mer fnmkning behövs för att jämfö­ra effekten av olika träningsmetoder avseende styrka och prestaöonsför­måga och för att ytterligare utveckla de metoder som används för utvär­dering av prestaöonsförmåga.

Sammanfattningsvis kan sägas att vår studie visade att sex veckors styrketräning enligt closed chain

Svensk Idrot tsforskning n r 4 D 1 9 9 8

^ ^

resulteradeistörreförbättrixxgarav ettkx^äböjmedskivstång3RMtest och ett vertikalhoppstest jäxnfört xnedopexxchain-träxxixxg.hxgasigni-fikanta förbättringar xxoterades i någon grupp vad gäller det koncen-triska isokinetiska knäextex ision ^ RM testet avsaknaden avförbätt-rixxgar vidisokinteisk testningi de båda grxxpperna får anses vara ett uttryck för att tränmgseffekterna är specifika till det som träxxats. Det är därför av vikt att välja olika xnätxne toder,även omfattande mer funktio-nella test, vid planeringen av en styrketräningsstudie.

Referenser

1. Abemethy P, VVOson G, Logan P: Strength and power assessmenL Spiorts Med 19:401-417,1995.

2. Askling C, Karlsson J. Specifik träning av hamstrings - nägondng för elitfotbollsspcla-re? Svensk Idrottsmedicin 4:12-16,1997.

3. Augustsson, J, Esko, A, Thomeé, R, Svantesson, U. Weight training of the thigh mxxsdes using dosed vs. open kinetic chain exercises: a comparison of performance enhancement. J Orthop Sports Phys Ther 27(1)3-8,1998.

4. Beynnon B, Johnson R, Fleming B, Stankewich C, Renström P, Nichols C. The strain behaviour of the anterior cruciate liga­ment during squatting and active nexion-extension. Am J Sports Med 25(6):823-829

5. Bynum BE, Barrack RL, Alexander AH. Open versus closed chain kinetic exercises after anterior cruciate ligament reconstrue­tion. Am J Sports Med 23:401-406,1995.

6. Kraemer WJ, Fleck SI- Strength training for young athletes. Champaign: Human Kinetics Publishers, 1993.

7. Murphy A, Wilson G. The ability of tests

of muscular function to reflect trainmg-indu-ced changes in performance. J Spx)rt Sci 15:191-200,1997.

8. Panaiiello R, Backus S, Parker J. The effect of the squat exercise on anterior-posterior knee translation in professional football players. Am J Sports Med 6:768-773,1994.

9. Sale D: Neural adaptation to resistance training. Med Sci Exerc 20 (Suppl):135-145,

10. Sleivert G, Badcus R, Wengcr H. The influence of a strength-sprint trainiixg sequ-ence on multi-joint power outpuL Med Sci Sports Exerc 12:1655-1665,1995.

11. Sdcne HA, Brosky, T, Reinking M, Nyland J, Mason MB. A comparison of clo­sed kinetic chain and isokinetic joint isola­tion exercise in patients with patellofemoral dysfunction. J Orthop Sports Phys Ther 24(3):136-141,1996.

12. Tesch PA. Muscle meets magnet, Stockholm: PA Tesch AB., 1993.

9EN AR GRATIS!!! Som prenumerant kan du rekvirera årets forsk­ningsrapport - nr 21 - gratis. Den innehåller slut­förda projekt under 1998.

Varje forskare har på en sida sammanfattat sin frågeställning, metodik, resultat och projektets betydelse för idrotten. Dessutom redovisas var studien finns publicerad. I varje projekt finns adress, telefonnummer till forskaren/forskar­gruppen.

Rapporten ger många goda idéer om forsknings­områden, samt kan fungera som ett register över tänkbara föreläsare eller personer att rådfråga eller inleda samarbete med.

Sänd ett frankerat (20 kr) A-5 kuvert med ditt namn och din adress till:

CIF, Box 5626, 114 86 Stockholm

Vi skickar så länge lagret räcker!