Pliometrik, kuvvetli kas kasılmasına cevap olarak, hızlı, dinamik yüklenme veya içerilen kasta gerilim egzersizleri olarak nitelendirilir. Pliometrik hareketler, kuvvetin kullanıldığı sporlarda geniş bir şekilde yer almaktadır. (6)
Pliometrik çalışmaları ilk önceleri sıçrama antrenmanı olarak biliniyordu. 1970’li yıllarda özellikle batı Avrupa sporcularının bu sıçrama antrenmanlarına ilgisi giderek artmıştır. (6)
İlk larak “Pliometrik” teriminin bugünkü anlamda kullanımı 1975 yılında Fred WILT tarafından gerçekleştirilmiştir. Pliometrik egzersizler, kasın kısa bir süre içerisinde kasın maksimum kuvvete erişmesini sağlamaktadır. Pliometrik araştırmalar; koordinasyon, sıçrama, patlayıcı kuvvet ve kas hipertrofisi gelişimi amaçlanma ile çok yaygın biçimde kullanılmaktadır.
Elastik kuvvet oluşmasında eksentrik ve konsentrik bölümler kassal işin bir parçası olup birbirini takip ederler ve eksentrik faz sırasındaki kasın performansı konsentrik kasılma fazını etkilemektedir. Bu etkilerin kasın elastik bileşeninden olduğu kadar sinirsel girdiden de etkilenmesi beklenir (9). Pliometrik çalışmaların özelliklerini incelemeye başlarken öncelikle, hareketin temelinde yatan kas kasılma tiplerinin incelenmesi yararlı olacaktır.
KASILMA TİPLERİ
İzometrik Kasılma
Uzunluğu sabit kalan fakat tonusu (gerilimi) artan, statik bir kasılma şeklidir. İzometrik kasılmanın yerine kullanılan diğer bir terimde “statik” kasılmadır. İzometrik kas kasılmasında, dış direnç kasın ürettiği iç gerilimden fazla olduğu için kas boyunda ve eklem açısında değişiklik olmadan kasın gerilimi artar (1).
İzotonik (Konsentrik) Kasılma
Konsentrik kasılma basit olarak, kasılma esnasında kas kısalması olarak tanımlanır (1,8). Dinamik kasılma terimi daha doğrudur, çünkü izotoniğin kelime anlamı aynı yana sabit gerilimdir. Çok yaygın bir kasılma tipidir. Konsentrik kasılmada kas kuvvet üretirken eklem açısı küçülür, kasın boyu kısalır.
Bazen insan kas aktiviteleri izometrik ve konsentrik kasılmanın birbiri ardına yapılmasından veya her iki kasılmanın kombinasyonundan oluşur. Bu şekilde kasın hem boyunun hem de tonusunun değişmesi “okzotonik kasılma” olarak adlandırılır (1,8). Bu tip kasılmada yapılan iş yer çekimine karşı olduğundan dolayı pozitiftir.
Eksentrik Kasılma
Eksentrik kasılma dinamik bir kasılma olup (1,8), kasılma esnasında eklem açısı büyürken kasın boyu uzar. Bu tip kasılmada kasta oluşan net gerilim kuvveti, kasın kendi olağan kasılma mekanizması ile oluşturulan kuvvetten daha fazladır (1). İnsan kas aktiviteleri esnasında genellikle eksentrik kasılmayı konsentrik kasılma takip eder. Kasılmanın bu tipinde yapılan mekanik iş yerçekimi doğrultusunda olduğundan negatiftir. Birçok spor dalında sıklıkla rastlanan bir kasılma tipidir (1,8).
İzokinetik Kasılma
Bu tip kasılmada bütün eklem hareketi boyunca kas, sabit hızla maksimum oranda kasılır. Bu kasılmaya pratikte en yakın örnek serbest stilde yüzmedir (8). Gerek izokinetik, gerek izotonik kasılmaların her ikisi de konsantrik bir kasılmadır, yani kas kısalmaktadır. Fakat aynı değildir. İzokinetik kasılmada bütün hareket boyunca maksimal bir gerilim sabit (aynı açı ile) şekilde devam ettirilir. Fakat izokinetikte böyle bir durum yoktur. İzotonik kasılmada hareket nispeten daha yavaştır (farlı açılardaki hareket hızı) (1).
Salt izotonik (eksentrik veya konsentrik) veya izometrik kasılma çok ender meydana gelir. Koşma, yürüme ve sıçrama gibi hareketler esnasında vücut segmentleri periyodik olarak kuvvet üretirken kaslar her üç tipte de kasılırlar. Bu kasılma fazlarında genellikle eksentrik kasılmayı konsentrik kasılma takip eder. Kasın bu doğal kasılma kombinasyonu “Stretch-Shortening Cycle” (Gerilme kısalma döngüsü –GKD-) olarak isimlendirilir (5,7). Bu tipten bir kasılmaya da “Ekzokinetik” (Eksentrik kasılmayı konsentrik kasılmanın izlediği durum alarak) denilebilir. Bu şekilde bir tanımlamaya gerek duymamızın nedeni olarak literatür incelendiği zaman GKD içeren hareketlere bu anlamda herhangi bir tanımlama yapılmadığı görülmektedir. Bu bağlamda GKD hareket sırasında kas ilk olarak eksentrik bir kasılmayı (Ekzo) ve bunun arkasından konsentrik (kinetik) kasılmayı sergilediği için bu türden bir tanımlamaya uygun görülmüştür.
Kasın bu tip davranışında konsentrik evre, salt konsentrik kasılma ile karşılaştırıldığında daha fazla kuvvet ve güç üretilir (5,7). Uzayarak hareketlenen kaslar hemen sonrasında konsentrik olarak kasıldığında kuvvet oluşumu artar. Bu fenomen Cavagna ve ark. (1,8) tarafından izole edilmiş kurbağa sartorius kasında ve insanda el bileğinin fleksör kaslarında incelenmiş, kasın eksentrik kasılmasından sonra performansın artışından sorumlu mekanizmalar saptanmıştır. Araştırmacılar kasın bu davranışının tümüyle elastik karakterli olduğu, aktif kas eksntrik olarak kasıldığında veya pasif olarak gerildikten sonra aktive edildiğinde kasta gerilimin ve elastik elementlerde potansiyel enerjinin arttığı sonucuna varılmıştır (2). Eğer eksentrik kasılmanın süresi çok uzun olursa depolanan elastik potansiyel enerjinin çoğu ısı olarak kasta kaybolur (4). Hareketin eksentrik fazından hemen sonra konsentrik kasılma takip ederse (Ekzokinetik) depolanan elastik enerjinin büyük bir kısmı dış iş olarak kullanılır (1,8).
Kasın elastik davranışı onun mekanik yapısı ile ilişkilidir. Bütünlülüğü bozulmamış kas iki esas eleman içerir. Kontraktil ve Visko-elastik eleman iki bileşenden meydana gelir: Paralel Elastik (PEC) ve Seri Elastik Elemanlar (SEC). Bunlardan birincisi kasın kasılgan elemanlarına paralel, diğeri ise bir yapı oluşturur. PEC, sarkolemma ve bağ doku elemanları olan endomisyon, perimisyum ve epimisyum’dan oluşur.
Hill (1949) de aynı zamanda buna benzer bir model öne sürmüştür. Önerdiği modelde, kasın mekanik özellikleri açısından 3 elemana ayrılabileceğini belirtmiştir. Bunlar: kontraktil eleman ve iki pasif elastik eleman: Seri ve paralel elastik elemanlar. Burada Hill (1950) “serilerin” kontraktil bileşenin içerisinde yer aldığından bahsetmektedir. A.F. Huxley’in 1957 yılında geliştirilmiş olduğu kayan filamentler teorisine göre elastik özelliğin büyük bir kısmının aktin ve myozin arasında yer alan çapraz köprülerde yerleşmiş olduğu belirtmektedir (3).
SEC, tendonları içerir, ancak yeni yapılan çalışmalar SEC’in elastik özelliklerinin önemli bir bölümünün aktin-myozin arasındaki çapraz köprülerden kaynaklandığı ortaya koymuştur (10).
Aktin ve myozin arasında kurulan çapraz köprülerin bağlanma süresi 15-120 ms ile sınırlıdır (10). Bu nedenle eksentrik evre ile konsentrik evre arasındaki geni zamanın (Coupling Time –CT-) kısa olması elastik enerjinin kullanılmasında avantaj sağlar (8). Kasın kuvvetli bir şekilde gerilmesi sonucunda myozin ve çapraz köprülerin doğal pozisyonları daha yüksek düzeyde bir potansiyel enerji verecek şekle döneceklerdir. Mekanik enerjinin depolanması (kasın iç yapısında), onu izleyen konsentrik evre sırasında yeniden toparlanacaktır (3).
Uzun süreli kassal aktivite gösterebilme yeteneği, yüksek hızda ve patlayıcı bir şekilde “süratte dayanıklılık” olarak isimlendirir. Buradaki fizyolojik performansın temelini oluşturan biyolojik özellikler, metabolik ve nöromüsküler özelliklerde bulunmaktadır. (1,4).
Nöral kontrol ve metabolik sistemler mekanik gücün analizi sırasında dikkate alınmalıdır. Metabolik sistemin özelliği metabolik enerjinin mekanik enerjiye dönüşümü ve nöral sistemin etkinliğinde bu enerjinin kontrolunda önemlidir (5).
Yapılan gözlemler GKD’ünü içeren dikey sıçrama egzersizlerinde (Aktif sıçrma –AS-) ST fibril yüzdesi yüksek olan kişiler yavaş eksentrik kas hızında, kas hızında, büyük açılı ve uzun CT içeren sıçramalarda elastik potansiyel enerjiden daha iyi faydalandıkları göstermiştir (8).
FT fibrili içeren kaslar ile küçük açılı hızlı eksentrik fazda oluşan elastik potansiyel enerjinin miktarı arasında ise pozitif bir ilişki bulunmuştur. AS ve salt konsentrik kasılma içeren SS egzersizi sırasında benzer diz açılarında ortaya konulan pozitif iş farklıdır (8). Elastik potansiyel enerjinin bir göstergesi olan bu fark, küçük diz açısında FT fibril yüzdesi ile pozitif, büyük diz açısında negatif ilişki bulunmuştur.
KAS LİFİ TİPLERİ
İnsanlarda bütün kaslarda değişik oranlarda hızlı ve yavaş kasılan lifler bulunur. Örneğin Gastrocnemius kasında hızlı kasılan liflerin (FT) oranı baskındır ve bu lifler ona sıçrama hareketinde hızlı ve güçlü kasılma yeteneği kazandırır.
Öte yandan Soleus kasında yavaş kasılan lifler (ST) daha çok olduğundan, bu kasın bacak kaslarının uzun süreli aktivitelerinde daha büyük ölçüde kullanıldığı belirtildi.
Farklı sportif aktivite içerisinde bulunan sporcuların iskelet kası lif tiplerinin karşılaştırılması, yapılan spor türü ile ilgili olarak ST yada FT fibrillerinden birinin diğerine göre daha ağırlıklı olarak bulunduğu ortaya konmaktadır (1). ST lifleri dayanıklılık FT lifleri ise güçle ilgili aktivitelerde uygunluk gösterir. Elit uzun mesafe koşucuların bacak kasları %80 ST liflerini içerirken spor yapmayanlarda be değer %50, sprinterlerde ise %25 civarındadır.
Pilometrik Egzersizlerin Çalışma
Mekanizması
İstemli ve istemsiz motor süreçleri içeren pliometrik “gerilim (stretch) refleksi veya kas inceliği refleksi veya myotatik refleks olarak adlandırılır. Patlayıcı (tepkili) bir hareket öncesinde kas, üzerine binen bir yük ile hızlı bir gerilmeye uğrar. Bu hızlı gerilme kasta bulunan kas iğciği refleksi uyarır (bu iğcik, omurilik yolu ile kasa kuvvetli uyarılar gönderir), buda kasın kuvvetli bir şekilde kasılmasına neden olur (6).
Chu, “eksentrik evre” olarak kas kasılması öncesinde kas fibrinin hızlı yüklenmesini, eksentrik evre (negatif iş) ve kas kasılması refleksi arasındaki başlama zamanı “Amortizasyon evresi” ve kasılmasını kendisini konsentrik evre (pozitif iş) olarak belirtir. Amortizasyon evresinin kısalması (süre olarak) öğrenmeyle ilgilidir (6). Kuvvet hızın önemli olduğu branşlarda, sporcu beceri öğrenimi antrenmanı ile amortizasyon fazını kısaltabilmekte, buda kuvvetin artmasını olumlu yönde etkilemektedir (6).
Pliometrik ile ilgili çalışmalar artmaya başladığı zaman (Fizyolojik olarak), araştırmacılar bu şekildeki bir çalışmaya farklı isimler vermeye başlamışlardır. Fakat bu konu üzerinde daha yoğun bir şekilde duran İtalyan, İsveç ve Ruslar, bu tip kas hareketine GKD adını vermişlerdir (6).
Pliometrik veya GKD üzerindeki fizyolojik araştırmalar, birçok araştırmacı tarafından yapılmıştır (6). Tüm sonuç şu iki önemli faktör üzerinde yoğunlaşmaktadır;
a) SEC b) Kas iğcikleri.
Yapılan araştırmalardan çıkan sonuca göre, pliometrik egzersizlerin, sinir-kas sisteminde çeşitli değişiklikler yarattığı sonucu ortaya konmaktadır (6).
Sinir Kas Yapısı
Bir hareketin oluşmasında kasın kasılabilmesi bu kasın antogonisti olan diğer bir kasın gevşemesiyle meydana gelir. Kas kasılırken gerilme reseptörünün uyarılması ile oluşan refleks (gerilme refleksi), bir taraftan kasın amaca uygun olarak kasılmasına olanak sağlarken diğer taraftan da antagonist kasın gevşemesini sağlar. Bu olay resiprokal innervasyon tarafından gerçekleştirilmektedir. Kas liflerinde meydana gelen değişiklikleri ve değişikliklerin hızını kas iğcikleri tespit eder (8).
Kas Reseptörleri:
Kasın gerilmesine duyarlı iki reseptör vardır: Bunlar; Kas iğciği ve Golgi Tendon Organıdır (GTO) (8).
Kas İğciği:
Kas iğciklerinin reseptör parçası, intrafüsal (Kas lifi), liflerin kontraktil element taşımayan orta bölümüdür. Duysal lifler bu bölümden başlar ve bunlar iğciğin orta bölümünün gerilmesiyle yarılır. Kas iğciğinin kas fibrilindeki büyüme ve uzunluk değişikliğine cevap verme yeteneği vardır (8).
GTO: Lokal motor kontrol mekanizmasının ikincisi, iskelet kası tendon fibrilindeki fiziksel sonlanmalar olan GTO’dır. Kas lifleri kontrakte olduklarında tendonu çekerek bu reseptörlerde tetiklenme oluştururlar. GTO’nın uyarılma eşiği yüksek olduğu için yalnız ve çok yüksek gerilim olduğunda uyarılır. Bu reseptörler bir güvenlik vanası gibi işlev görürler ve kas kemiği yada tendona zarar verecek derecede büyük kuvvet oluşturduğunda bunu engellemek için devreye girerler.
Bu her iki reseptör de incelendiği zaman kas iğciği pliometrik çalışmalar açısından daha çok önem taşıdığı görülmektedir. Her ikisi de gerilme refleksi esnasında fonksiyondadırlar. Fakat kas iğciğinin uyarılma eşiği daha küçük olduğundan dolayı birincil derecede etkili olmaktadır (8).
Pliometrik egzersizler, kas kasılmasının (konsantrik) hemen öncesinde hızlı ve ters yönde bir etkiyle karşılaştığı zaman, örneğin derinlik sıçraması (DS); ayaklar yere değer deymez, bacaklar bükülmeye başlar, düşüş sırasında artan yer çekimi ile kinetik enerji oluşur. Bacakların bükülme dercesi kas iğciğinin ve GTO aktive olma derecesi ile belirlenir (8).
Pliometrik çalışmalar, zor ve karmaşık sinirsel mekanizmalar içerisinde işlemektedir. Pliometrik çalışmalarla sonuç olarak değişme, kassal ve sinirel düzeyde oluşur. Performansta kolay ve verimli, hızlı ve kuvvetli hareket becerilerinin yer almasını sağlar (8).
Maksimal dinamik kuvvet ve patlayıcı kuvvetin gelişmesini etkileyen faktörleri değerlendirmek kolay değildir (5). Bu yüzden aşağıda verilen bacak ekstansör kaslarının sinir-kas ve metabolik karakterleri incelenmelidir (5,6).
Patlayıcı kuvvet: Birçok araştırmanın da belirttiği gibi patlayıcı kuvvetin gelişimini etkileyen en önemli faktörler sinir-kas özelliklerinde bulunmaktadır. Bunlar; a) Beyinden kasa giden uyan oranı, b) Uyarının gönderildiği kas fibrili sayısı, c) İlk reseptörlerin feedback etkisi (GTO, kas iğciği), d) Kas fibrilinin tipi (ST veya FT), e) Her kas fibrilinin büyüklüğü ve kuvveti, f) Elastik enerjinin kullanımını gerektirmektir (6).
Patlayıcı kuvveti test etmede birçok test bulunmaktadır. Eğer sadece kasılabilir bileşenin etkisini görmek istiyorsak SS hareketini, eğer hem kasılabilir bileşenin hem de Visko-elastik bileşenin etkisinin görülmesi isteniyorsa AS hareketi kullanabilir (6).
Kas esnekliği: İskelet kasının kendine has en önemli özelliklerinden biriside Visko-elastik kapasitesidir. Bu özellik kasın düzgün hareket yapmasına ve metabolik enerjiyi biriktirmesine neden olur (6). Konsentrik kas kasılmasının öncesinde meydana gelen bir eksentrik kasılma ile kuvvet; güç ve iş ön gerilme (pre-stretch) olmayan bir kasılmaya göre daha büyük olacaktır. Hızlı ön gerilme sırasında gerilme refleksi oluşabilir. Bu sinir potansiyelinin elektriklenerek motor ünitelerin aktivasyonunu arttırmaktadır. Kas elastikiyetinin değerlendirilmesi amacıyla birçok sıçrama hareketleri ve alıştırmaları kullanılmaktadır. Bunların arasında en çok kullanılan ve popüler olanlar RS ve AS’dır (4).
Sertlik: Kas sertliği aşağıda belirtilmiş olan biyolojik yapıların yardımı ile fizyolojik bir özellik olarak meydana gelmektedir. Bunlar; Sinir sisteminin aktivasyonu, GTO ve gerilme refleksinin etkileri, kas fibril tipi, kasın topografik yapısı, bacakların ve vücudun antropometrik yapısı, kas kuvvet, kas fibrillerinin enine kesit alan, yaş ve cinsiyettir (5).
Kas sertliği pliometrik veya DS ile değerlendirilebilir. Hareket sırasında harekete katılan kasların en kısa zamanda maksimum kuvvete erişmeleri (GKD) o kas grubunun sertliğini göstermektedir. Kas grubunun sertliğini gösteren en alışılmış metod; kasın hareketi, eksentrikten konsentriğe çevirmesidir. Kas sertliği, kas elastikiyeti ile yakından ilişkilidir. GKD’lü aktivasyonlar sırasında elastik özellikler ve sinir potansiyelleri birbirine bağlantılı bir ilişki göstermektedir. Yüksek derecede kas sertliğine sahip olmak, pratikte başarılı ve hızlı bir hareket gerçekleştirilmeye yardımcı olmaktadır ve iyi bir kriterdir (5).
Süratte Devamlılık: Uzun süreli yüksek hızda ve patlayıcı bir şekilde kassal aktivite gösterebilme yeteneği “süratte devamlılık” olarak isimlendirilir. Buradaki biyolojik özellikler; ki bunlar fizyolojik performansın temelini oluşturmaktadırlar, metabolik ve sinir-kas özelliklerde bulunmaktadır. RS testi ile kassal gücün metabolik ve sinir-kas özelliklerinden nasıl etkilendiğini görebilme olasılığı vardır (5).
Hız ve kuvvetteki kas içi denge: Patlayıcı kuvvet ve kuvvet antrenmanın hangi şekilde uygulayacağı çözülmesi gereken en önemli problemlerden birini oluşturmaktadır (5).
Burada dikkat edilmesi gereken nokta; maksimum kuvvet ve maksimum hızın aynı kas ile gerçekleştirildiğidir. Bilindiği gibi ağırlık çalışmalarına ilk adaptasyon nörolojik olandır ve bunu miyojenik adaptasyon izlemektedir (5).
Kuvvet antrenmanından sonra olan sinirsel olan sinirler adaptasyon patlayıcı kuvvete aktarılabilir. Diğer tarafta ise ağır direnç antrenmanlarını uzatmakta (3 aydan fazla), miyojenik adaptasyona yol açacaktır ki bu aynı zamanda ST fibrillerinde de meydana gelecektir. Bu biyolojik adaptasyon sadece atıcılar için olumlu yönde olacaktır, fakat atlama ve sprint branşları için ST fibrillerinin büyümesi olumsuz bir etki yaratacak ve patlayıcı kuvvet gelişimlerini sınırlayıcı bir faktör oluşturacaktır (5).
Başlangıçta, sinirsel adaptasyon patlayıcı kuvveti ve dinamik kuvveti birlikte etkilenmektedir, fakat ilerleyen zamanda dinamik kuvveti sadece miyojenik cevap. Bu da bize kuvvet antrenmanı ve patlayıcı kuvvet için bir adaptasyonun meydana geldiğini göstermektedir (5).
Elit sporcularda performansın önemli bileşenlerinden olan patlayıcı kuvvetin geliştirilmesi amacıyla kullanılan ve kazanılan kuvvetin güce dönüştürülmesinde büyük rol oynayan pliometrik çalışmaların, organizma üzerindeki farklı etkileri göz önüne alınarak uygulanması yararlı olacaktır.
Pliometrik çalışmalar mekanik ve fizyolojik yapısı değerlendirildiğinde, sporcunun ve branşın özelliğine göre uygulanması gerektirmektedir. Pliometrik çalışmaların uygulanabilmesi için bazı özelliklere sahip olunması gerekliliği, çalışmalardan üst düzeyde fayda sağlanması ve sakatlıkların önüne geçilmesi için önem taşımaktadır. Bir antrenman programına pliometrik çalışmaları yerleştirirken, sporcunun yaşı, antrenman yaşı fiziksel kapasitesi, genel kuvvet düzeyi değerlendirilmelidir. Bunun yanında pliometrik çalışmalarda yıllık plan içersindeki yerleştirilmesi, antrenman hacmi ve sıklığının uygun biçimde ayarlanabilmesi diğer bir önemli konudur.
KAYNAKLAR
1) Akgün, N. (1992). Egzersiz Fizyolojisi. 4. baskı. İzmir. GSGM No: 113.
2) Aura, O., Komi, P.V. (1986). “ The mechanical efficiency of locomotion in men and women with special emphasis on SSC exercises”. Eur. J. Appl. Physiol. 55; 37-43.
3) Bosco, C.(1982). SSC in Skeletal Muscle Function. Jyvaskyla. Studies in Sport, Physical Education and Health No:15. 5-9-38.
4) Bosco, C. (1990). New test for training control of athletes. Techniques in Athletics Conterence Proceedings. Köln. Vol 1: 264-295.
5) Bosco, C. (1992). “Evalution and Control of Basic and Specific Muscle Behaviour”. Spor Bilimleri II. Ulusal Sempozyumu Bildirileri. Ankara: Hacettepe Üniversitesi
6) Chu, D.A. (1992). Jumping into Plyometrics. London. Prentice Hall Pub.
7) Hartmann, J., Tünnemann, H. (1989). Fitness and Strength Training. Germany.
8) Hazır, T. Ve arkadaşları (1994). “Eksentrik ve konsentrik kas kasılmasında oksijen tüketimi”. (Yayınlanmamış bilim uzmanlığı tezi). Ankara: H.Ü Sağlık Bilimleri Enstitüsü.
9) Hortobagyi, T. Ve arkadaşları (1991). “Effects of targeted skill development, and plyometric conditioning on long jump performance in 16 years old boys”. J. of Hum. Mov. Stu. 21, 1-17.
10) Shorten, M.R. (1987). “Muscle elasticity and human performance”. Med. Sport Sci. 25, 1-18.
Yayına Hazırlayan :
Banu BOYTÜZÜN