Muscle damage, repeated bout effect and training induced changes by different eccentric training modalities

Abstract1 È provato che la contrazione eccentrica induca danno muscolare e successivo adattamento, il repeated bout effect. Essa può essere eseguita in modalità isotonica o isocinetica. Scopo dello studio è misurare e confrontare il danno muscolare e il successivo adattamento nelle 2 modalità. 30 maschi sono stati assegnati alla modalià isocinetica (IK) o isotonica (IT). Le misure sono state eseguite prima, immediatamente dopo e fino a 4 giorni dopo 60 contrazioni eccentriche sovra massimali. Concentrazione di CK, perdita di forza e dolore sono stati utilizzati come markers di danno. Lo stesso protocollo è stato ripetuto dopo 4 settimane. Rispetto al basale, sia IK che IT hanno aumentato i markers di danno dopo il primo allenamento, mostrando significativi miglioramenti dopo il secondo allenamento. Dopo il primo allenamento, rispetto a IK, IT mostrava valori più alti di CK (+30±13%), maggiore perdita di forza(+40±14%) e dolore(+34±8%), p<0,05 per tutti i parametri. Dopo il second allentamento, rispetto a IK, IT mostrava simile CK (+12±4%, n.s.), maggior perdita di forza(+24±4%, p<0,05) e simile dolore (+10%±5%, n.s.). Dopo il primo allenamento sia IK che IT hanno mostrato sintomi di danno, che in entrambi sono diminuiti dopo il secondo. IT ha causato un danno maggiore, portando comunque ad una maggiore protezione. Questo può essere dovuto a fattori neurali o meccanici. Abstract2 L’allenamento eccentric (ECC) risulta avere migliori risultati rispetto al concentrico su forza, massa muscolare ed effetto crociato. In letteratura si trova maggiormente allenamento isocinetico (IK), mentre di solito in campo o palestra si usa un movimento di tipo isotonico (IT). Scopo dello studio è confrontare gli effetti di IK e IT dopo allenamento eccentrico su forza e massa muscolare. 49 maschi sani sono stati divisi in IK, IT e gruppo di controllo(CG). Entrambi i gruppi di allenamento hanno eseguito 50 ripetizioni eccentriche unilaterali di estensione del ginocchio al 120% isocinetico o isotonico, per un totale di 14 sedute in 6 settimane. Forza, massa e architettura muscolare sono state misurate prima e dopo l’allenamento. Rispetto CG, IK ha mostrato ha aumentato 1RM (12%, CI95% 6 to 19%), picco concentrico (15%, 8 to 22%), eccentrico (35%, 25 to 45%) ed isometrico (25%, 18 to 34%) (P<0.001). Rispetto a CG, IT ha aumentato 1RM (14%, 9 to 20%),picco concentrico (17%, 11 to 24%), eccentrico (25%, 16 to 34%) ed isometrico (22%, 15 to 29%) (P<0.001). Nessuna differenza tra IK e IT in 1RM (2%, -3 to 7%), picco concentrico (-2%, -4 to 8%) ed isometrico (-3%, -8 to 3%). Solo il picco eccentrico era maggiore in IK rispetto a IT (8%, 1 to 14%). Nessuna differenza nella massa muscolare.(0.419<P<0.769). L’arto non allenato ha migliorato la forza in entrambi i gruppi. L’allenamento eccentrico ha migliorato la forza, senza cambiamenti di massa muscolare, portando a pensare che gli adattamenti siano stati di tipo neurali. IK e IT hanno mostrato effetti simili, mostrando che l’allenamento eccentrico porta effetti rapidi sulla forza. Abstract3 L’allenamento eccentrico provoca danno muscolare, che però viene ridotto dopo una seconda sessione, on, i.e.: repeated bout effect. Lo scopo dello studio è valutare il danno muscolare e successive adattamento prodotto da allenamento eccentrico con tecnologia inerziale. 12 uomini hanno eseguito 100 ripetizioni di squat inerziale.Prima, immediatamente dopo e fino a 4 giorni dopo l’allenamento sono stati misurati la concentrazione ematica di CK, forza del quadricipite, dolore muscolare e performance di salto. Lo stesso protocollo è stato ripetuto dopo 3 settimane. Rispetto al basale,dopo la prima sessione, CK e dolore sono aumentati rispettivamente fino a 3 e 4 giorni, mentre la forza ed il salto sono peggiorati solo immediatamente dopo l’allenamento. Tuttavia, dopo il secondo allenamento tutti i sintomi di danno erano significativamente inferiori. Si può concludere che l’allenamento inerziale riflette le caratteristiche dell’allenamento eccentrico, provocando danno muscolare e protezione dopo 3 settimane. Fattori neurali possono aver influenzato la forza e la performance di salto, facendo in modo che non fossero eccessivamente intaccati dal danno. Abstract4 L’allenamento con squat eseguito con modalità inerziale è abbinato ad aumenti di forza e massa muscolare. Lo scopo dello studio è verificare se esistono transfer nella performance sportiva, confrontandolo con un classico allenamento da campo. 45 maschi sani attivi sono stati divisi in chi si allenava con squat inerziale (IS), squat jump con sovraccarico (WSJ) o controllo (CG). Prima e dopo 16 sessioni in 8 settimane, ognuna delle quail consistava in 60 ripetizioni massimali, sono stati misurati la forza degli estensori e flessori del ginocchio, la massa muscolare degli arti inferiori, l’architettura del quadricipite, altezza di salto, tempo su 30 metri, 20m navetta e du un test di cambio di direzione. Rispetto a CG, la forza degli estensori del ginocchio è aumentata in misura simile in IS e WSJ, mentre solo il primo ha aumentato la forza dei flessori. La massa muscolare e la lunghezza del fascicolo sono aumentati più in IS che in WSJ, così come l’altezza di salto. Miglioramenti simili si sono avuti nei 20m navetta e 30m , mentre il test di cambio direzione è migliorato solo in WSJ. Questi dati suggeriscono che l’allenamento inerziale può essere usato con successo per aumenti di performance, confermando la letteratura sugli aumenti di forza e massa muscolare. Inoltre, esso si può alternare con un allenamento tradizionale. Abstract5 L’allenamento con sovraccarichi è classicamente eseguito usando sia la contrazione concentrica(CONC) che eccentrica(ECC) , ossia (i.e.: CONC+ECC). Tuttavia, ECC consente di avere miglioramenti maggiori di forza e struttura muscolare. Inoltre, eseguita unilateralmente, si hanno miglioramenti di forza sull’arto non allenato.Infine, dopo un periodo di de allenamento, in letteratura si hanno prove di mantenimento dei valori di forza ottenuti dopo un allenamento. Scopo dello studio è confrontare diverse metodiche di allenamento misurando cambiamenti di forza, massa ed architettura muscolare dopo un period di allenamento e di deallenamento. In aggiunta, si vuole definire le stesse misure sull’arto non allenato. 60 donne sono state divise in CONC, ECC, CONC+ECC or control group (CONTR). L’allenamento è stato equivolumetrico, consistito in 7 settimane allenamento unilaterale del muscolo quadricipite, seguite da 4 settimane di deallenamento. Prima dell’inizio, dopo la fine e dopo 4 settimane dalla fine dell’allenamento sono state misurate la forza del quadricipite, la sua massa muscolare e la sua architettura. Le misure sono state eseguite su entrambe le gambe. Dopo il periodo di allenamento, tutti i gruppi hanno aumentato la forza del quadricipite, mentre solo ECC ha aumentato il picco eccentrico. La massa muscolare non è cambiata in nessun gruppo, mentre varie modifiche ci sono state nella lunghezza del fascicolo, nel suo spessore e nell’angolo di pennazione. Della gamba allenata. L’arto non allenato(UT) ha mostrato miglioramenti di forza specifici con la contrazione eseguita, senza aumenti di massa muscolare, ma con piccolo modifiche di architettura. Dopo 4 settimane, la forza ha continuato ad aumentare sia nell’arto allenato che in UT, la massa magra è aumentata solo in ECC nell’arto allenato, mentre l’architettura muscolare ha subito ulteriori modifiche, soprattutto nell’arto allenato. Si può concludere che quando il volume di allenamento è simile, gli aumenti di forza sono simili, pur rispettando la specificità del tipo di contrazione eseguita. Nell’arto allenato le modifiche architettoniche hanno contribuito ad aumentare la forza, mentre nell’arto non allenato si può parlare di effetti neurali. Il periodo di inattività, volutamente breve, va inteso come continuazione del processo di supercompensazione.

Eccentric contraction has been proved to be different from concentric contraction. Lengthening contraction can be performed using isotonic , isokinetic or inertial devices. Aim of the thesis is to describe different eccentric contraction modalities studying main phenomenon related to them. Five studies will be presented to analyze muscle damage, repeated bout effect, training and detraining induced changes. Abstract1 Lengthening contraction is well known to induce muscle injury and it confers protection to a subsequent eccentric session, i.e. repeated bout effect. Dynamic negative action can be performed resisting to an external load (e.g.: isotonic) or using isokinetic device. Aim of the study is to measure muscle damage and repeated bout effect induced by both lengthening exercise modalities. Thirty males were randomly assigned to isokinetic(IK) or isotonic(IT) group and they tested at baseline, immediately after and up to 4 days after 60 supra maximal eccentric contractions. CK activity, strength loss and muscle soreness were taken as indirect markers of muscle damage. Same protocol was repeated after 4 weeks. Compared to baseline, IK and IT resulted in augmented injury symptoms after first bout. Compared to first bout, second bout resulted in significantly lower muscle damage both in IK and IT. After first bout, compared to IK, IT showed increased CK activity (+30±13%), higher strength loss(+40±14%) and greater soreness (+34±8%), p<0,05 for all parameters. After second bout, compared to IK, IT showed similar CK activity (+12±4%, n.s.), higher strength loss (+24±4%, p<0,05) and similar soreness (+10%±5%, n.s.). Both IK and IT induced muscle damage after first bout. Second bout resulted in less damage for both IK and IT. IT induced significantly greater damage compared to IK, but it confers more protection after second bout. It is concluded that neural and mechanical factor influenced difference between IK and IT eccentric induce damage. Abstract2 Eccentric (ECC) training has been shown to induce greater effect than concentric training on strength, muscle mass and contra lateral adaptations. The majority of the studies have used isokinetic (IK) devices for investigating the acute and chronic effects of ECC training. However, isotonic (IT) apparatuses are more commonly available in sport setting. Aim of the study was to compare ISOK to ISOT ECC training by assessing the effects on muscle strength and mass. Forty-nine healthy sport science students have been randomly divided in 3 groups: IK, IT, and control group (CG). Both training groups performed 50 ECC repetitions of knee extension at 120% of their maximal strength measured in concentric modality (1RM for IT and peak concentric torque for IK), for a total of 14 times in 7 weeks. Isometric maximal voluntary contraction (MVC), concentric and eccentric strength, 1RM, muscle mass and architectural alterations have been measured pre and post training. Compare to CG, the IK group showed higher 1RM (12%, CI95% 6 to 19%), concentric (15%, 8 to 22%), eccentric (35%, 25 to 45%) and isometric (25%, 18 to 34%) maximal strength (P<0.001). Compare to CG, IT showed higher 1RM (14%, 9 to 20%), concentric (17%, 11 to 24%), eccentric (25%, 16 to 34%) and isometric (22%, 15 to 29%) maximal strength (P<0.001). No differences between ISOK and ISOT were found in 1RM (2%, -3 to 7%), concentric (-2%, -4 to 8%) and isometric (-3%, -8 to 3%) maximal strength. Only eccentric strength was higher in the IK compare to the IT group (8%, 1 to 14%). No differences between groups were found in muscle mass (0.419<P<0.769). Untrained limb improve strength in both training groups. Eccentric training improved muscle peak torque and 1RM in physically active people. Data showed that neural adaptation is the main factor increasing muscle strength, while muscle mass apparently was not strictly related to it. IK and IT showed similar training effects. This study displayed that ECC training induced early strength adaptations. Abstract3 Muscle damage is proved to occur after eccentric training. Moreover, it confers protection to a subsequent session, i.e.: repeated bout effect. Aim of the study is evaluate if lengthening contraction enhanced by inertial flywheel squat will cause symptoms of muscle injury and following protection. Twelve healthy amateurs males performed 100 maximal squat repetitions using inertial device. At baseline, after training and up to 4 days after CK blood concentration, Knee extensors strength, muscle soreness and jump performance were measured as markers of muscle damage. Same protocol was repeated after 3 weeks. Compare to baseline, CK and muscle soreness increase respectively up to 3 and 4 days, while strength loss and jump height were affected only post training. The second bout revealed significant markers decrement. Inertial flywheel squat induce classical symptoms of muscle injury, even if strength loss and performance could be positively influenced by neural patterns. Eccentric overload does protect muscle at least up to 3 weeks. Abstract4 Inertial flywheel squat has been proved to increment strength and muscle mass. Aim of the study is to measure transfer in performance, comparing it with a traditional field training. Forty five healthy males underwent to inertial squat (IS) or weighted squat jump (WSJ) or control group. (CG) Before and after 16 sessions of 60 repetition knee extensors and flexors torque, lower limbs lean mass, quadriceps architecture, jump height, 30m dash, 20m shuttle and changing direction ability were tested. Compare to CG, Knee extensors torque increased similarly in IS and WSJ, while only former improved knee flexors strength. Muscle muscle mass and fascicle length augmented more in IS than WSJ, as well as jump. Similar improvements occurred in 20m shuttle and 30m dash, while changing direction ability improved only in WSJ. These data showed that both IS and WSJ are adequate stimuli to improve strength, and they should be used in sport with a great power development Abstract5 Resistance training is classically performed dynamically using both concentric(CONC) and eccentric(ECC) phases (i.e.: CONC+ECC). However, muscle strength and structure gain has been proved superior when E was enhanced. In addition, when performed unilaterally, force has been shown to improve also in untrained limb. Finally after detraining period, adaptations are often retained. Therefore aim of the study is to compare different exercise methods measuring strength, mass and architecture after training and a short detraining. In addition we want to evaluate contra lateral effect and its time course. Sixty women have been randomly divided in CONC, ECC, CONC+ECC or control group (CONTR). Training groups performed 7 weeks of equivolumetric unilateral knee extension, followed by 4 weeks of detraining. Maximal voluntary concentric, eccentric and isometric contraction, 1RM, muscle mass and muscle architecture were measured at baseline, after training and after detraining period. Measurements were performed on both legs. After training, all groups improved concentric, isometric and 1RM compared to baseline, while eccentric torque was greater only in ECC. Muscle mass showed no increment, while fascicle length, fascicle thickness and pennation angle changed dissimilarly in each group. Untrained leg (UT) showed task related strength improvement, without affecting muscle mass, but with changes in muscle architecture. After 4 weeks, strength continued to increase in both in trained and UT, muscle mass was higher only in ECC, while muscle architecture showed further adaptations.