Vibrasjonstrening

Av Roland Van den Tillaar

I denne artikkelen skal det handle om en ny utvikling i vibrasjonstrening. Det skal beskrives fordeler av den type trening rettet mot friidrett og litt om teorien bak bruk av vibrasjon som treningsmetode.

Vibrasjon er allerede godt kjent i fysioterapi. Man kan også kjøpe utstyr hos elektroforhandleren som masserer (vibrerer) deler av kroppen. Da blir vibrasjon brukt som restitusjon. I de siste fem årene har man forsket på bruken av vibrasjon i styrketrening (Issurin, 1994), som en del av oppvarmingen og som en egen treningsmetode for å forbedre allmenn kondisjon.

Man har utviklet "whole body vibration" utstyr som kan stimulere hele kroppen samtidig, istedenfor utstyret som er brukt ved fysioterapi, som bare stimulerer deler av, og på tvers av kroppen. Andre termer som er brukt i litteraturen er Biomekanisk stimulasjonsterapi (BMS), vibratorisk stimulasjon (VS) og Nazarov-stimulasjon etter oppfinneren av rytmisk nevro- muskulær stimulasjon. Prinsippet er veldig enkelt og målrettet. Personen står med bøyde knær på en plattform som vipper opp og ned rundt egen akse (Se bilde 1). Man kan kontinuerlig stille inn frekvens for hvor raskt planken skal vibrere fra 0 til 28 Hz. for Galileo serien og opp til 100 Hz. for den nyere versjon av "whole body vibration" utstyr, Nemes. Belastningen man kan tilføre kroppen med dette utstyret, kan sammenlignes med belastningen ved løp.

Bilde 1. "Whole body vibration" utstyr, Galileo 2000.

Biomekanisk vibrasjonsteknikk

Biomekaniske vibrasjonsteknikker blir mye brukt i fysioterapi (ultralyd). Det enestående med det nye vibrasjonsutstyret (Galileo, Nemes) er at en person kan stå på den med hele kroppen at hele kroppen berøres av vibrasjon. Annet utstyr jobber bare på deler av kroppen. I tillegg blir vibrasjonen gitt vertikalt fra plattformen. Retningen av belastningen kan sammenlignes med en naturlig belastning på kroppen. Annet utstyr virker som oftest på tvers på deler av kroppen.

Effektene av biomekanisk vibrasjonsteknikk

Beintetthet

Det er målt en vesentlig stigning i beintetthet ved ’stress-strainindex (SSI) etter vibrasjonstrening. Det gjelder spesielt for mennesker (og dyr) med minkende beintetthet, som for eksempel kvinner i overgangsalder (Flieger,1998). Det antas at de negative effektene av aerob trening uten hurtighetstrening på beintetthet herved kan bli unngått. I forskning er de samme negative følgene blitt funnet, som følge av styrketrening. SSI kan gå fra minsking til stigning på grunn av vibrasjonstrening. Se figuren nedenfor.

Hormonelle innflytelser

Det er funnet en veldig høy korrelasjon (r=.96) mellom styrke og beintetthet. Det antas at det har med forandringen i hormonkonsentrasjoner å gjøre, som stimulerer framstilling av nytt vev. Testosteronkonsentrasjonen stiger hos menn og østrogenkonsentrasjonen hos kvinner, veksthormon- og IGF-I konsentrasjon. Kortisol konsentrasjonen minker. Testosteron: kortisol ratio blir (hos mannen) sett som oppbyggende : nedbruttende status hvor kroppen befinner seg i. 

Styrke

Issurin (1994, 1999), Nazarov (1987), Weber (1997) og Bosco (1999a) har i forskjellige eksperimenter funnet en stigning i maksimal styrke. Det mest oppsiktsvekkende er at stigningen er også funnet ved dynamiske styrketester, mens treningen ser statisk ut. Ikke bare maksimal styrke øker, gjennomsnittlig kraft-hastighetskurven og effektkurver skyves i helhet opp (se figur 2).

Figur 2. Power og krafthastighetskurve før og etter trening med vibrasjon (bearbeidet fra Bosco et al, 1999b).

Issurin et. al. (1994) har funnet en gjennomsnittlig økning på 49.8 % i maksimal styrke (1RM) ved bruk av vibrasjonstrening 3 ganger i uka for en periode på 3 uker. Sammenliknet hadde en gruppe som trente styrke på en konvensjonell måte, økning på 16 %,  mens kontrollgruppe ikke hadde noen økning i maksimal styrke. Han brukte ikke ”whole body vibration” (Galileo, Nemes) før styrketrening, men hadde bygget det inn i utstyret (se figur 3). Det gav den samme frekvens (44 Hz.) som er brukt i de fleste andre forskningsarbeid.    

Figur 3. bilateral biceps curl med vibrasjonsutstyr (tatt fra Issurin, 1999).

Issurin et. al. (1999) har også funnet ut at bruk av vibrasjon i styrketrening gir en akutt positiv effekt for gjennomsnittlig og maksimal power for eliteutøvere og mosjonister (se figur 4 og 5). I dette eksperimentet  tok eliteutøvere og mosjonister to separate serier av biceps curl. Hver serie  inneholder 3 sett av 3 repetisjoner (65-70 % av 1 RM). I første serie var det andre settet gjort med VS. I andre serie var alle settene uten VS.

Figur 4. Maksimal (n) og gjennomsnittlig (?) power i to serier (hver 3 sett) av en eksplosiv styrke øvelse for elite utøvere og mosjonister.

Figur 5. akutt effekt av vibrasjons stimulasjon (VS). Maksimal (n) og gjennomsnittlig (?) power forskjell mellom andre og første serie, med og uten vibrasjon stimulasjon for eliteutøver og mosjonister.

* significant forskjell mellom VS og uten VS (P<0.001).  (tatt fra Issurin, 1999).

De har også funnet en iboende kortvarig effekt ved bruk av vibrasjon i styrketrening Se figur 6.

Figur 6. Kortvarig effekt av VS. Maksimal (n) og gjennomsnittlig (?) power forskjell mellom tredje og første serie, med og uten vibrasjon stimulasjon for eliteutøver og mosjonister  (tatt fra Issurin, 1999).

Økningen i styrke gjennom vibrasjonstrening kan forklares med en nevromotorisk effekt. Vibrasjon stimulerer muskelreseptorer og spesielt endene av muskelspolene (Eklund og Hagbarth, 1966). Stimulering av muskelspoler resulterer i at en større andel av inaktive motoriske enheter blir brukt i kontraksjon av muskelen. Som følge av vibrasjon blir motoriske nerver synkronisert og dette resulterer i en mer effektiv bruk av det kraftproduserende potensialet til de involverte muskelene. Til slutt gjelder det at muskelspenningen øker gjennom at nervene gir flere signaler (pulser) til muskelen. Maksimale pulser per sekund fra nervene for isometriske og konsentriske kontraksjoner av muskeler er rundt 40 - 50 Hz. (Bjork, og Kugelberg, 1953) som er liknende med den frekvens som er brukt i eksperimentene av Issurin (1994, 1999).  

Restitusjon

Som allerede beskrevet finnes det en forandring i hormonkonsentrasjonene med fordeler for den anabole status som kroppen befinner seg i. Den restituerende virkningen er ikke bare å se på lengre perspektiv, men også på veldig kort perspektiv. Den gangen da, det ble utført en serie med maksimale tester med 15 minutters mellomrom, viste det seg at vibrasjonstrening i pausene førte til en økning i maksimal kraft istedenfor en minskning (se figur under).

Figur 7. Prosentuelle forandring mellom de første og siste øyeblikkene målt ved maksimal isometriske strekningen av kneen (venstre) og bøyingen av albuen (høyre) uten (a) og med vibrasjonstrening i mellom (b) (bearbeidet fra Huizing, 1999).

Blodsirkulasjon

Det ser ut som at man gjennom statiske holdninger hele tiden spenner og dermed hemmer blodsirkulasjonen, mens som følge av vibrasjon er det en enorm økning av blodsirkulasjonen. Forklaringen kan være gjennom skiftende belastning på senene. Golgi-senene skal bli intermitterende stimulert og derfor også forårsake en intermitterende reaksjonsspenning av de raske muskelfibrene. Økningen i blodsirkulasjonen sørger for en økt tilførsel av byggestoffer og fjerning av avfallsstoffer. Særlig vev som har en dårlig blodsirkulasjon (særlig de som ligger distalt) som akillessenene og ankelbånd blir mye bedre ”ernært”. Som det senere skal bli beskrevet vil venenes tilbakestrømning gjennom muskelpumpen bli forbedret. Hos mennesker med en middels blodsirkulasjon kan økende blodsirkulasjon bidra til en kløende følelse. Mennesker med en høy muskelspenning, som kroppsbyggere, kan gjennom rask gjenfordeling av blodet svimle og eventuell kvalme.    

Balanse

Trening med "whole body vibration" har en umiddelbar effekt på nesten alle muskler. Nettopp de svakere muskelene blir trent. Som en følge av dette føler man ofte stivhet eller lette muskelsmerter dagen etter. Følgen er at etter kort tid vil den svake muskelen bli kraftigere. Hos mennesker med akillesplager (eller hadde) kan det hende at disse plagene har økt litt den første dagen etter vibrasjon. Disse plagene vil likevel straks bli mye mindre ( 2. dag)  enn før vibrasjon. Faktisk er det å sammenlikne med effektene fra andre fysioterapeutiske teknikker, som friksjoner. Effektene av trening med Galileo hos eldre var at de eldre på 2 måneder hadde 18 til 36 prosent forbedret ”chair-rising-test” (en test som måler balanse hos eldre) (Runge, 1997)   

Beveglighet / smerteerfaring / sår

Mangel på balanse er en indikator for skader. Særlig den nedre delen av kroppen blir ofte overbelastet ved dårlig balanse. Mennesker med akillesplager signalisere direkte etter vibrasjon at leggmusklene blir belastet særlig på de delene som en føler er svake. Etter litt stivhet dagen etter vibrasjon, kan mennesker andre dagen etter vibrasjon gå med mye mindre smerter enn vanlig. Særlig er det iøynefallende at morgenstivheten bli borte allerede etter 2 behandlinger. Denne positive effekten vil vare lengre (Huizing, 1999).

Stivheten om morgenen er muligens et resultat av forklebelser rundt sener, i seneskjeden. Gjennom vibrasjonstrening blir ikke bare muskler, sener og bein stimulert, men også leddbånd og andre strukturer blir ”ristet løs”. Man forutsetter, for eksempel, at bevegelseshemninger i ankelledd er en følge av forkortet akillessene (Klyscz et. al., 1997). Samtidig er det funnet en høy korrelasjon mellom ankelstivhet og en reduksjon i venøse tilbakestrømningen (Schmeller et. al.,1989). Vibrasjonstrening kan da hjelpe til med å øke bevegeligheten i ankelledet (Klyscz et. al., 1997).  

Issurin et. al. (1994) har funnet ut at bevegeligheten etter 3 uker med trening (3 ganger per uke) har økt mer ved bruk av vibrasjonstrening enn ved konvensjonell bevegelighetstrening (8.7% mot 2.4%).Beveglighetstreningen består av at forsøkspersonene står på et bein med det andre beinet i en ring (se figur 8). I bevegelighetsøvelsen må man bevege beinet  i ringen forover og / eller bøye det andre beinet.

Figur 8. Utstyr for beveglighetstrening (Tatt fra Issurin, 1994). 

Resultatene til Issurin et. al. (1994) viser at bevegeligheten økes i større grad ved bruk av VS i forhold til kontrollgruppe eller hvis man bruker konvensjonell beveglighetstrening (se figur 9).

Figur 9. Gjennomsnittlig økning i beveglighet i de 3 forskjellige grupper (bearbeidet fra Issurin, 1994) 

Økningen i bevegeligheten etter vibrasjon forklarte Issurin (1994) som følge av økningen av smerteterskelen, økningen av den lokale blodsirkulasjonen og økningen i temperaturen. Nevrofysiologisk sett var effektene av vibrasjonstrening i beveglighetstrening fremkalt av stimulering av golgi-senenereseptorer. Stimulering av Golgi-senereseptorer resulterer i en hemning av kontraksjon av muskelen og gir signal om at muskelen må slappe av (Fox and Matthews, 1987). Denne reaksjonen er framkalt av bevegelighetstrening med vibrasjon (Issurin, 1994). Norevik og Lütcherath (2002) fant at bruk av vibrasjonstrening i tillegg til bevegelighetstrening gav en signifikant forbedring i bevegelighet i hamstringen i forhold til bare bruke bevegelighetstrening. Framgangen skylder sannsynligvis nevrofysiologiske forandringer.  

Kontra indikasjoner

Selv om det ikke er erfart noen store skadelige effekter, må man ta noen forholdsregler. Kontra indikasjoner for ikke å bruke vibrasjonsteknikken er:

·        pacemaker

·        endoprotesen

·        problemmer med blodsirkulasjon

·        graviditet

·        migrene, store hodepine (hjernerørelse)

Ved andre patologier eller tvil bør man på forhand kontakte en  person med kunnskap.

Videre må man være forsiktig ved:

·        skader, som muskelstrekk (noen vibrerer allerede 4 dager etter muskelstrekk)

·        beinbrudd (minimalt 3 uker)

·        overtrening (vibrasjon er en slags form for trening)

Bivirkninger

Som allerede nevnt erfarte noen personer kløe. Noen få får blemmer og kan bli svimmel eller kvalm. Til slutt er også overtrening mulig med dette utstyret. Ensformige belastninger kan forårsake ryggplager. Ved feil posisjoner (totale strekningen av kroppen) blir kroppen "stiv" og vibrasjonene kan ledes helt til hodet, som kan resultere i hodepine.

Treningsformer

Holdning

Avhengig av holdningen blir vibrasjon mer eller mindre ledet til høyere kroppsdeler. Avhengig av stand kan hvert ledd hemme ristninger. Tenk for eksempel at man har et rolig bilde når man sitter i en bil. Men hvis man legger hodet til vinduet, rister bildet. Fra bunnen har man fotbue, ankel, kne, hofte, bekken, og ryggsøyle som sørger for at hodet ikke rister for mye. Gjennom å sette fast eller løsne noen ledd kan ristingen for eksempel forflyttes til ankelen. Når man står på tærne skal trillingen hemme leggmusklene. Når man står på hælen vil man føle mye mer risting til høyere kroppsdeler. Gjennom å sette en muskel i anspent posisjon kan man også øke passive spenninger. For eksempel når man tar knærne mer fram blir Quadriceps mer brukt, mens hamstring er mer aktiv når man fører knærne mer bak. Bredden mellom føttene på utstyret bestemmer bevegelsesutslaget og derfor belastningen på de forskjellige deler (Huizing, 1999). Når man holder hendene fritt kan man trene motorikken bedre. Faren ved å holde fast kan være at man ikke utvikler en vertikal kraft på plattformen og at man kan riste fra plattformen eller få blemmer. Posisjonen hvor man står på et bein på plattformen er høyeste belastning, hvor man ved siden av styrke også trener balanse. En annen styrkeform er å stå på utstyret med vektvest på seg eller bruke håndvekter samtidig (Huizing, 1999). Det er også mulig å utføre rolige dynamiske bevegelser som for eksempel sit-ups på plattformen.

Frekvens og varighet

Andre faktorer som spiller en viktig rolle er vibrasjonsfrekvens og lengde på seriene, pause og antall serier. Nazarov (1987) hevder at ulike frekvenser har ulik effekt. Han har også funnet at 18 Hz er veldig godt egnet for å stimulere blodsirkulasjon, varme opp muskler og anti-ødem virkning. 23 Hz og mer skulle vært optimalt for funksjonen til muskel og leddstrukturer. Ved 33 Hz. finner man en smertedøyende effekt.

Huizing (1999) har noen empiriske erfaringer med Galileo 2000 som har en maksimal frekvens på 28 Hz. De jobber bare på høyeste frekvens og erfarer samme effekter som Narazov har funnet ved 18 Hz.  

Optimal varighet av en serie er 45 sekunder. Deretter begynner de fleste å føle en lett form for trøtthet (som er over rett etter at vibrasjon har stoppet). Det er veldig viktig å jobbe konservativt, for å unngå at passive strukturer får for mye belastning.

Huizing jobber med lettere holdninger og 2 til 3 serier som restitusjon (eller oppvarming) og maksimalt 5 til 6 serier med tyngre holdninger som trening.

Som pause bruker man minimalt 1 minutt.

En vurdert og testet treningsform med Galileoen er å bruke den som oppvarming (2 – 3 ganger). Særlig for utøver med akillesplager, som umiddelbart går lettere, og som cooling down anneks restitusjon (igjen 2-3 ganger). Etter massasje gir lett vibrasjon en svært bedret og lettet følelse.   

De første empiriske erfaringer fra Huizing (1999) (en 400m løper) er en letthetsfølelse i beina, også etter intensive vibrasjoner. Hos mellomdistanseløpere blir den restituerende kapasiteten særlig vurdert 

Whole body vibrasjon utstyr (Galileo, Nemes og Powerplate) har akkurat kommet på markedet, så man har ikke gjort mye forskning med dette utstyret. Men jeg håper å ha gitt dere et innblikk i de muligheter og fordeler vibrasjonstrening har som restitusjons-, oppvarming og styrketrening. 

Lykke til med vibrasjonstreningen

Roland van den Tillaar

 Tilbake

Referanser

Bjork, A. Kugelberg, E. (1953). Motor unit activity in the human extraocural muscles. Electronical Neurophysiology, 5, 271-278.

Bosco, C. (1999a) Influence of vibration on mechanical power and EMG activity in human arm flexor muscles. Eur. J. Appl. Physiol. 79: 306-311.

Bosco, C., Cardinale, M., Tsarpela, O., Locatelli, E. (1999b). New trends in training science: The use of vibrations for enhancing performance. New studies in Athletics, 14:4; 55-62.

Eklund, G. Hagbarth, K.E. (1966). Normal variability of tonic vibration reflexes in man. Experimental Neurology, 16, 80-92.

Flieger, J.(1998). Mechanical Stimulation in the form of vibration prevents postmenopausal bone loss in ovariectomized rats. Calcif. Tissue Int. 63: 510 – 514.

Fox, E.L. and Mattews, D.K. (1987). Fysiologie van lichamelijke opvoeding en sport. Translated by de Bruijne, J. and Kemper, H.C.G. Translated from The physiologicaal basis of physical education and athletics. 3^rd ed. Phyladelphia: Saunders College, 1981.

Huizing, M. (1999) Verslag Galileo 2000. http://www.geocities.com/Colosseum/Track/6629/.

Issurin, V.B. Tenenbaum, G. (1994). Effect of vibratory stimulation training on maximal force and flexibility. J. of Sports Sciences (1994) 12: 561 – 566

Issurin, V.B.,Tenenbaum, G. (1999). Acute and residual effects of vibratory stimulation on explosive strength in elite and amateur athletes. J Sports Sci 17, 177-182.

Klyscz, T., Ritter-Schempp, C., Jünger, M.,Rassner, G. (1997) Biomechanische Stimulationstherapie (BMS) zur physikalischen Behandlung des arthrogenen Stauungssyndroms. Hautarzt 48, 318-322.

Nazarov, V and Spivak, G. (1987). Development of athlete's strength abilities by means of biomechanical stimulation method. Theory Pract. Phys. Culture 12: 37 - 39

Norevik, B. og Lütcherath, K. (2002). Vil tilleggbruk av vibrasjonstrening ved tøyning av hamstringsmuskulatur i en fire ukers periode gi økt bevegelighet i forhold til bare CR-tøyning? Mellomfagoppgave i idrett, Høgskole i Sogn og Fjordane.

Runge, M. (1997). Die multifaktorielle Pathogenese von Gehstörungen, Stürzen, und Hüftfrakturen im Alter. Zeitschrift fuer Gerontologie und Geriatrie (1997) 30.4: 267 – 273

Schmeller, W. Rosenthal, N. Gmelin, E. Tichy, P. Busch, D. (1989). Computeromographische untersuchungen der unterschenkel bei patienten mit chronischeer veneninsuffizienz und arthrogenenem stauungssyndrom. Hautartz 40: 281-289.

Weber, R. (1997) Muskelstimulation durch Vibration. Leistungssport 1.