Hamstringblessures zijn een van de meest voorkomende en ernstige blesssures in sporten waarbij hardlopen met hoge snelheden voorkomt, zoals voetbal (Bahr, Clarsen, & Ekstrand, 2017). Als gevolg hiervan is er grote belangstelling voor de preventie en rehabilitatie van hamstringblessures.

Er is lang gedacht dat er een excentrische hamstringsactie is tijdens de zwaaifase van hardlopen en excentrische oefeningen zijn daarom geïmplementeerd om dit hamstring functioneren na te bootsen en specifiek de spieren te conditioneren. Samen met Frans Bosch heb ik recent betoogd dat er mogelijk geen excentrische , maar voornamelijk een isometrische hamstringsactie is tijdens de zwaaifase van hardlopen (Van Hooren & Bosch, 2017a). Isometrische oefeningen zijn daarom mogelijk ook meer specifiek dan excentrieke oefeningen, waardoor ze potentieel zeer effectief zijn voor blessurepreventie en prestatieverbetering (Van Hooren & Bosch, 2017b).

Functioneren hamstrings tijdens hardlopen
Verschillende modelleringstudies hebben de veranderingen in knie- en heupgewrichthoek tijdens het hardlopen onderzocht en hebben dit gerelateerd aan de spier-peeseenheid lengte van de hamstrings (zie voor referenties, Van Hooren & Bosch, 2017a). Uit deze studies bleek dat de lengte van het spierpees complex van de hamstrings tijdens de zwaaifase toeneemt. Omdat de hamstrings in deze periode ook sterk worden geactiveerd concludeerden deze studies dat er tijdens de zwaaifase van hardlopen een excentrische hamstringwerking is. Het is echter algemeen bekend dat het gedrag van het spierpees complex niet noodzakelijk overeenkomst met het functioneren van de spiervezels. Tijdens de landfase van een drop-jump blijven de spiervezels van de gastrocnemius bijvoorbeeld isometrisch of ze verkorten zelfs, terwijl het spierpees complex in lengte toeneemt (voor referenties, zie Van Hooren & Bosch, 2017a). Een vergelijkbaar gedrag kan aanwezig zijn voor de hamstrings tijdens de zwaaifase van hardlopen. Daarom kan het concluderen dat er een excentrische hamstringsbundelactie is op basis van metingen van de lengte van spierpees complex tot onjuiste conclusies leiden.

Directe metingen van de lengte van de spiervezels zijn nodig om te weten of er inderdaad een excentrische of isometrische hamstring-spiervezel actie is tijdens het hardlopen. Helaas is het tot op heden niet mogelijk geweest om direct het gedrag van de hamstring te meten tijdens het hardlopen met echografie zoals gedaan in andere menselijke spieren als gevolg van de rotatie van de hamstring tijdens het hardlopen. Conclusies over het functioneren van de hamstring spiervezels moeten daarom worden gedaan aan de hand van 1) dierstudies waarbij het mogelijk is om direct de lengte van de spiervezels te onderzoeken met behulp van een invasieve techniek genaamd sonomicrometry (ultrasone kristallen geïmplanteerd aan de uiteinden van de spiervezels) of 2) modelleerstudies bij mensen.

Bewijs van dierenstudies

Dierstudies tonen aan dat er geen excentrische, maar voornamelijk een isometrische hamstringsspiervezel actie is tijdens de zwaaifase van het hardlopen (Van Hooren & Bosch, 2017, 2018), (Figuur 1). De vraag die hier moet worden beantwoord, is of de bevindingen van dierstudies gegeneraliseerd kunnen worden naar mensen. Of met andere woorden: is spiervezel functioneren van de hamstring vergelijkbaar bij dieren en mensen? We hebben de bevindingen van menselijke studies en dierstudies voor het functioneren van de spiervezels in de kuitspieren en vastus lateralis vergeleken en deze bevindingen komen het over het algemeen zeer goed overeen (Van Hooren & Bosch, 2018), wat suggereert dat dierstudies valide inzichten in het functioneren van menselijke spiervezels kunnen verschaffen. Daarom zijn wij van mening dat de voornamelijk isometrische spiervezel actie die wordt gevonden tijdens de late zwaaifase bij dieren ook van toepassing is op de menselijke hamstrings.

Figuur. 1. Biceps femoris spiervezel lengte en spieractiviteit tijdens drie stappen draven op 2,0 m / s in een individuele geit. Eerst is er passieve verlenging (groene cirkel), en wanneer de spier wordt geactiveerd, blijft de spiervezel isometrisch (gele cirkel) en verkort zelfs iets (rode cirkel) voor grondcontact. Deze bevindingen tonen aan dat er geen actieve spiervezelverlenging (d.w.z. excentrische actie) is tijdens de zwaaifase. Aangepaste afbeelding overgenomen van Van Hooren en Bosch (2018). Originele afbeelding van Gillis, Flynn, McGuigan en Biewener (2005).

Bewijs van modeleringsstudies

Twee modelstudies bij mensen hebben tijdens het hardlopen onderscheid gemaakt tussen het functioneren van de hamstringspiervezels (contractiele element) en het functioneren van de pees (serie elastisch element) en deze bevindingen kunnen daarom ook worden gebruikt om een conclusies te maken over het functioneren van de hamstringspiervezels. In (gedeeltelijke) tegenstelling tot de dierstudies vonden deze modelstudies een gedeeltelijk excentrisch functioneren van de spiervezels tijdens de zwaaifase van hardlopen met hoge snelheid (Van Hooren & Bosch, 2017a) (Figuur 2).

Figuur 2. A) Biceps femoris spierpees complex, contractiele element en serie elastische element lengteveranderingen tijdens de zwaaifase van hardlopen op hoge snelheid (9,3 m / s) . B) gemiddelde ± 1SD gemeten (grijs) en gesimuleerde (zwarte lijn) spieractiviteit. De gestreepte rode lijn geeft actieve verlenging (excentrische actie) van het contractiele (spier) element aan. Aangepast van Thelen, Chumanov, Best, Swanson en Heiderscheit (2005).
Bewijs voor excentrische versus isometrische hamstringfunctie
Welk bewijs moeten we geloven? De overwegend isometrische spiervezel actie gevonden in dierenstudies of het deels excentrische, deels quasi-isometrische gedrag gevonden in modelstudies?
Modelleringstudies vereisen veel aannames waardoor ze vatbaar zijn voor fouten. We hebben eerder verschillende mogelijke fouten besproken, zoals 1) de simulatie van 2-dimensionaal spiergedrag waarvan is aangetoond dat het de verlenging van de spiervezels overschat in vergelijking met een 3-dimensionale simulatie, 2) de invloed van stijgtijd, die niet correct was gesimuleerd omdat de spieren niet ‘slack’konden worden, omdat de modellen een minimale activering vereisten en 3) verschillen in echte en geschatte peesstijfheid, waarbij een te hoge peesstijfheid leid tot een overschatting van de rek van de spiervezel (Van Hooren & Bosch, 2017, 2018). Met betrekking tot dit laatste punt is recent ontdekt dat de vastus lateralis quasi-isometrisch blijft tijdens de stand fase van hardlopen (Bohm, Marzilger, Mersmann, Santuz en Arampatzis, 2018), terwijl een computermodel een aanzienlijke actieve verlenging voorspelde, waarschijnlijk als gevolg van een te hoge stijfheid van de pees. Deze bevindingen versterken onze suggesties dat modellen de lengten van de spiervezels niet altijd nauwkeurig voorspellen. Op basis van de beperkingen van modelstudies en de over het algemeen goede overeenkomst tussen het gedrag van spiervezels bij mensen en dieren, hebben we meer vertrouwen in het overwegend isometrische spiervezel functioneren van dierstudies dan het gedeeltelijk excentrische gedrag dat is gevonden in modelstudies (Van Hooren & Bosch, 2018).
Betekent dit dat er nooit excentrisch spiervezel functioneren gedrag zal zijn tijdens het hardlopen? Zo ja, hoe ontstaat blessures als er geen excentrieke siervezel actie plaatsvindt? En wat betekent dit allemaal voor training? Lees onze recente artikelen over het hamstring-functioneren tijdens het hardlopen en de implicaties voor training (Van Hooren & Bosch, 2017, 2017b, 2018).
Figuur 3. Mogelijk hamstring functioneren tijdens de zwaaifase van hardlopen. Overgenomen van Van Hooren en Bosch (2017a)

Conclusie en praktische aanbevelingen

Er is momenteel geen sterk bewijs voor een excentrische spiervezelwerking tijdens het hardlopen en het bewijs uit dierstudies suggereert dat er sprake is van een voornamelijk isometrische spiervezelactie. Op basis hiervan kan gesteld worden dat isometrische oefeningen met hoge intensiteit (zie Figuur 4 voor een voorbeeldoefening) het hamstring functioneren meer specifiek nabootsen dan excentrieke oefeningen. Er is echter meer onderzoek nodig om de effectiviteit van deze isometrische oefeningen te onderzoeken.

Voor mijn doctoraat wil ik de effectiviteit van deze isometrische oefeningen en de effectiviteit van excentrieke oefeningen onderzoeken. Ik ben echter nog steeds op zoek naar financiering, dus laat me alsjeblieft weten wat je financieringsmiddelen zijn door mij een bericht te sturen.

Figure 4. Single-leg Roman chair hold. Overgenomen van Van Hooren, Bosch [2].

 

 

Referenties

Bahr, R., Clarsen, B., & Ekstrand, J. (2017). Why we should focus on the burden of injuries and illnesses, not just their incidence. British Journal of Sports Medicine. doi:10.1136/bjsports-2017-098160

Bohm, S., Marzilger, R., Mersmann, F., Santuz, A., & Arampatzis, A. (2018). Operating length and velocity of human vastus lateralis muscle during walking and running. Scientific Reports, 8(1), 5066. doi:10.1038/s41598-018-23376-5

Higashihara, A., Nagano, Y., Ono, T., & Fukubayashi, T. (2016). Relationship between the peak time of hamstring stretch and activation during sprinting. European Journal of Sport Science, 16(1), 36-41. doi:10.1080/17461391.2014.973913

Thelen, D. G., Chumanov, E. S., Best, T. M., Swanson, S. C., & Heiderscheit, B. C. (2005). Simulation of biceps femoris musculotendon mechanics during the swing phase of sprinting. Medicine and Science in Sports and Exercise, 37(11), 1931-1938.

Van Hooren, B., & Bosch, F. (2017a). Is there really an eccentric action of the hamstrings during the swing phase of high-speed running? part I: A critical review of the literature. Journal of Sports Sciences, 35(23), 2313-2321. doi:10.1080/02640414.2016.1266018

Van Hooren, B., & Bosch, F. (2017b). Is there really an eccentric action of the hamstrings during the swing phase of high-speed running? Part II: Implications for exercise. Journal of Sports Sciences, 35(23), 2322-2333. doi:10.1080/02640414.2016.1266019

Van Hooren, B., & Bosch, F. (2018). Preventing hamstring injuries – Part 2: There is possibly an isometric action of the hamstrings in high-speed running and it does matter. Sport Performance & Science Reports.

Share this post
Facebook
Google
http://www.basvanhooren.com/geen-excentrische-hamstring-actie-tijdens-het-hardlopen/
LinkedIn
Geen excentrische hamstring actie tijdens het hardlopen?
Getagd op:                    

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.