Voima – miksi se on niin tärkeää urheilussa ja liikunnassa? Rytkönen, Hulmi ja Haikarainen

Halusitpa olla nopea tai kestävä, niin voimasta on sinulle hyötyä. Yhdessä lajissa nopea voimantuotto korostuu, toisessa täytyy kyetä tuottamaan peräkkäin lukuisia submaksimaalisia lihassupistuksi, kolmannessa täytyy pystyä tuottamaan voimaa mahdollisimman paljon rajoittamattomassa ajassa ja neljännessä tarvitaan jonkinlaista yhdistelmää edellisistä. Niin maksimi-, nopeus kuin kestovoimaa voi kehittää omien tavoitteiden mukaisesti onnistuneesti toteutetun yksilön tavoitteisiin räätälöidyn voimaharjoittelun avulla. Tässä artikkelissa kerromme voiman merkityksestä urheilussa ja liikunnassa.

Kuva 1. Maksimaalista voimaa voidaan mitata monella tavalla. Tunnistatteko kuvien urheilijat?

Mitä voima on?

Voima on vuorovaikutuksen voimakkuutta kuvaava suure, jolla on sekä suuruus että suunta. Voima on urheilussa kykyä liikuttaa itseä suhteessa ympäristöön tai kykyä liikuttaa ulkoista kuormaa. Tämän dynaamisen voimantuoton lisäksi myös isometrinen eli staattinen voima voidaan laskea tärkeäksi voimantuotoksi urheilussa. Ilman voimaa ei tapahdu ensimmäistäkään liikettä tai pystytä ylläpitämään tasapainoa. Ihmiskehossa liikkeeseen tarvittavan voiman tuottavat lihakset, joita käskyttää liikehermosto. Tähän kuuluu osia aivoista sekä selkäytimestä ja selkäytimestä lihaksiin menevät liikehermot ovat viimeinen ”viestipiuha” ennen lihaksia. Supistuessaan nivelien yli kiinnittyvät lihakset saavat aikaan liikettä ihmiskehon luiden, jänteiden ja nivelsiteiden muodostamassa vipuvarsikoneistossa.

Ilman voimantuottoa pituushyppääjä ei hyppää mihinkään, painonnostaja ei tempaa kiloakaan, maratoonari ei liiku metriäkään tai toimistotyöntekijä ei pääse ylös penkistä. Ilman lihaksien voimantuottoa ei ole elämää!

Kaikessa urheilussa ja liikkumisessa tarvitaan voimaa, muodossa tai toisessa. Esimerkiksi Mansonin ym. (2014) tutkimuksessa jalkojen voimatasojen havaittiin olevan yksi tekijä, joka erotti huippunaisjalkapalloilijat keskitasoisista naisjalkapalloilijoista. Lisäksi voimaharjoittelu voi parantaa itsetuntoa (Ramirez & Kravitz 2010), mistä saattaa olla apua urheilijan psyykkisten vahvuuksien kehittämisessä. Tämän tuoreen tutkimuskoonnin eli tutkimuksia yhdistäneen meta-analyysin mukaan kehonhallintaa parantava monipuolinen voimaharjoittelu on myös tehokkain tapa vähentää urheiluvammojen riskiä. Jyväskylän yliopistossa tehdyn laajan tutkimuskoonnin perusteella (Leppänen ym. 2014) erityisesti eksentrinen voimaharjoittelu vähentää vammariskiä.

Kuva 2. Vuoden pelaajaksi valittu jalkapalloilija Christiano Ronaldon kovan suorituskyvyn takana on lukemattomien peli- ja tekniikkaharjoittelutuntien lisäksi voimaharjoittelua osana fysiikkatreeniä. Muutakin on siis tehty kuin vain peilin edessä meikkausta, tuomareille tuittuilua ja opeteltu filmaamista ilman kameraa.

 

Urheilulajin ominaispiirteet määräävät voiman eri osa-alueiden tarpeellisuuden lajissa

Esimerkiksi voimanostaja tarvitsee ennen kaikkea maksimivoimaa, korkeushyppääjää nopeusvoimaa ja soutaja kestovoimaa. Tarkoittaako tämä, että esimerkiksi korkeushyppääjän ja soutajan ei tarvitse treenata maksimivoimaa tai nopeusvoimaharjoittelu on voimanostajalle täysin turhaa? Riittääkö, että pituushyppääjä keskittyy vain nopeusvoimaharjoitteluun ja soutaja kestovoimaharjoitteluun?

Ei. Maksimivoima on nimittäin tärkeä pohjaominaisuus sekä nopeusvoimaurheilijalle että kestovoimaurheilijalle. Lisäksi maksimivoimalajeissa on hyötyä nopeusvoiman avulla saavutetusta inertiasta (hitaus, kappaleen kyky vastustaa liiketilan muutosta). Esimerkiksi voimanostajan penkkipunnerrustanko tulee räjähtävässä nostossa ”kuolonkohdan” yli juuri inertian avulla, vaikka ”kuolonkohdassa” punnertaja tuottaa tankoon vähemmän voimaa kuin tanko painaa.

Kestävyysurheilijoilla maksimi- ja nopeusvoimaharjoittelu parantaa liikkumisen taloudellisuutta. KIHU:n ja Liikuntabiologian laitoksen yhteistyönä tehdyssä Paavolaisen ym. (1999) tutkimuksessa kestävyysharjoitteluohjelmaan lisätyn nopeusvoimaharjoittelun havaittiin parantavan kestävyysjuoksijoiden suorituskykyä 5km juoksussa enemmän kuin pelkän kestävyysharjoittelun. Tämä siitäkin huolimatta, että aerobista kapasiteettia määrittävässä maksimaalisessa hapenotossa ei ollut eroja. Mekanismina nopeusvoimaharjoittelun hyödyille arveltiin olevan juoksun taloudellisuuden parantuminen. Eli joka askeleella juoksija pystyy tuottamaan enemmän voimaa samalla tai vähäisemmällä hapenkulutuksella.

Kestävyyslajeissakin ensimmäinen maalissa eli nopein voittaa, ei se, joka juoksee kauimmin.

Voimantuottonopeus vs. lajin voimantuottovaatimukset

Ihmisellä kestää lihasryhmästä, harjoitustaustasta, liikkeestä ja perimästä riippuen noin 0,4 – 3,0 s maksimaalisen voiman tuottamiseen. Monet nopeusvoimasuoritukset, kuten hypyt, heitot, lyönnit ja potkut kestävät vain 0,1–0,3 s ja juoksuaskelkontakti jopa alle 0,1 s. Tällaisissa suorituksissa olennaiseksi muodostuu se, kuinka paljon pystyy tuottamaan voimaa tuossa rajoitetussa ajassa. Kun vaikkapa hypätessä jalka tai jalat irtoaa maasta, niin sen jälkeen on jo liian myöhäistä. Ihminen ei osaa lentää. Voimantuotto alustaa kohti siis ratkaisee yleensä yli 90 % suorituksesta, ei räpiköinti ilmassa.

Voimantuottonopeutta voi kehittää nopeusvoima- ja nopeusharjoittelulla. Mihin nopeusvoimalajeissa sitten tarvitaan maksimivoimaharjoittelua? Voimantuottonopeuden kehittymisellä on rajansa. Kun urheilija kehittyy nopeusvoimaharjoittelun avulla tuottamaan esimerkiksi kahdessa kymmenyksessä tietyssä liikkeessä 90 % maksimivoimastaan entisen 70 % sijaan, niin hän ei enää pysty kehittymään paljoa suorituksessa pelkän nopeusvoimaharjoittelun avulla. Mutta lisäämällä maksimivoimatasojaan maksimivoimaharjoittelun avulla ja pitämällä voimantuottonopeutensa yllä nopeusvoimaharjoittelun avulla, hän voi kehittyä suorituksessa huomattavasti.

Tämä siis yksinkertaisesti siitä syystä, että maksimivoimaharjoittelun seurauksena nousseiden maksimivoimatasojen takia tuo 90 % suhteellinen voimataso otetaan paljon suuremmasta määrästä absoluuttista voimaa kuin ennen maksimivoimaharjoittelujaksoa. Vielä konkreettisempana esimerkkinä: henkilön maksimivoima liikkeessä on 1000 N (eli n. 100) kg, ja hän pystyy tuottamaan vaadittavassa 0,2 sekunnissa 700 N voiman. Nopeusvoimaharjoittelun jälkeen hän pystyy tuottamaan 900 N voiman samassa ajassa, jonka jälkeen kehitys tyssää. Tämän jälkeen hän kuitenkin kehittää maksimivoimaansa tähän yhdistetyn nopeusvoima- ja nopeusharjoittelun avulla 1200 N lukemiin. Tällöin hän pystyisi tuottamaan 0,2 sekunnissa 90 %:n suhteelliseen voimatasoon pystyen peräti 1080 N voiman.

Toinen vaihtoehto on käyttää voimantuottoon lyhyempi aika. Tämä kyseinen henkilö pysyisi nyt myös ainakin teoriassa tuottamaan alkuperäisen 700 N voiman paljon nopeammin kuin 0,2 sekunnissa. Esimerkiksi kovan nopeusvoiman omaava pikajuoksija pystyy tuottamaan heikkoa juoksijaa huomattavasti enemmän voimaa ja myös lyhyemmässä ajassa. Lopputuloksena on se, että vahvempi juoksija tulee maaliin huomattavasti heikompaa juoksijaa nopeammin olettaen, että kaikki tekniikkatekijät ja muut suoritukseen vaikuttavat komponentit ovat kunnossa. Monty Pythonin sketsi muistuttaa meitä siitä, että kovaa ja nopeaa voimantuottoakin olennaisinta juoksukisassa on toki juosta oikeaan suuntaan.

 

Juoksunopeutta ja ponnistusvoimaa vaativissa lajeissa maksimivoiman on todettu olevan erittäin voimakkaasti yhteydessä erityisesti kiihdytyksen alkuvaiheeseen esimerkiksi jalkapalloilijoilla (Wisloff ym. 2004). Juoksuaskeleen tärkeät muuttujat, askelkontaktin kesto ja askelpituus on myös havaittu olevan vahvoilla urheilijoilla nopeammat ja pidemmät (Barry m. 2014). No, ei mennä juoksun biomekaniikkaan nyt sen syvemmälle. Se on toki hieman monimutkaisempaa kuin tässä esitimme.

Kuva 3. Esimerkki voima-aikakäyrästä ennen ja jälkeen onnistuneen yhdistetyn nopeus- ja maksimivoimaharjoittelun. Kuvan voima-aikakäyrä on isometrisestä jalkadynamometristä pikajuoksijanaisella ennen ja jälkeen yhdistetyn nopeus- ja maksimivoimaharjoittelujakson. Huomatkaa, että harjoittelujakson jälkeen juoksija pystyy tuottamaan pikajuoksun kontaktiajassa eli n. 0,1 sekunnissa peräti 40 % enemmän voimaa. Tämä näkyy myös radalla nopeampana juoksunopeutena. Valmentajana toimi Tuomas Rytkönen.

 

Voiman rooli kuntoilijalla

Maratonjuoksu, triathlon ja vaikkapa veteraaniyleisurheilu kasvattavat nopeasti suosiotaan. Kuntourheilussa voima nousee monesti vielä ratkaisevampaan asemaan. Voiman lisäämisen rooli korostuu ihmisen harjoitustaustan mukaan. Suurimmat hyödyt voiman lisäämisestä saadaan, jos voimataso on matala. Koska maksimivoima toimii reservinä kestovoimalle sekä nopeusvoimalle, puutteelliset maksimivoimatasot ovat usein kuntoilijalla erittäin suuri rajoittava tekijä suorituskyvyn kohottamiselle.

Voiman puute todellisena suorituskykytulppana: Suorituskykytulppa tulee usein esiin vaikkapa juoksussa. Askel pettää ja vuotaa sivulle, eikä se pysy päkiällä, vaikka ”tosi hyviä ja hyödyllisiä” koordinaatioharjoitteita hinkataan 5 kertaa viikossa. Juoksussa jalka joutuu kannattelemaan hetkellisesti jopa 5-10 kertaa kehonpainoa vastaavia törmäysvoimia. Jos jalat ovat heikot, tämä vaan ei onnistu – ainakaan hyvän lajitekniikan mahdollistavalla tavalla. Nyt maksimivoiman lisäämisestä on todella suurta hyötyä, jotta askelkontaktia aikana tuotettua voimaa voidaan lisätä.

Kuntojuoksijoilla voimaharjoittelu puree juoksuharjoitteluun yhdistettynä. Juoksun taloudellisuus ja maksimaalinen hapenottokyky paranevat molemmat tehokkaasti, kun juoksija harjoittelee maksimi- tai räjähtävää voimaa sopivasti lajiharjoittelun kanssa jaksotettuna. Vaikutukset ovat voimakkaampia kuin kuntopiireillä ja lihaskestävyysharjoittelulla (Taipale ym. 2010), joihin kuntourheilijat liian usein tyytyvät.

Nopea kehittyminen palkitsee: Mikä parasta, kuntoilijalla voimanharjoittelun adaptaatioikkuna on suuri. Laadukkaasti toteutettuun ja ohjelmoituun voimaharjoitteluun tottumattomalla kuntoilijalla 2–3 kuukauden voimaharjoittelusyklin lopputulos voi olla voiman kaksinkertaistuminen liikespesifisti mitaten, vain kaksi kertaa viikossa harjoittelemalla. Tämä tapahtuu ilman tarpeettomia riskejä, ilman ryöstöviljelyä. Voimatasot siis menevät niin sanotusti katosta läpi.

Harjoittelun edetessä kehitysvauhti toki hidastuu, eikä lajiharjoittelua saa uhrata voimaharjoittelun alttarille. Kärjistäen voi todeta, että mitä heikompi ihminen on, sitä suurempi ja tärkeämpi rooli voiman kehittämisellä on kuntourheilusuoritusten kehittämisessä. Siksi heikolta tasolta lähtevillä harjoittelijoilla pelkkä voimaharjoittelu ilman samanaikaista lajiharjoittelua parantaa lajisuoritusta. Tällaista parannusta ei toki ole luvassa jo 200 kg kyykkäävälle pikajuoksijalle, jolla 220 kyykyn hankkiminen 3 kuukautta pelkkää voimatreeniä tekemällä heikentää lajisuorituskykyä.

Toivottavasti olette nyt viimeistään vakuuttuneita siitä, että nopeusvoimalajeissa tarvitaan sekä nopeusvoimaa että maksimivoimaa. Riippuu oman lajin erityispiirteistä, kumpi ominaisuus korostuu enempi. Esimerkiksi seuraavissa nopeusvoimaa vaativissa lajeissa maksimivoiman tarve menee nousevassa järjestyksessä: pöytätennis – tennis – keihäänheitto – kuulantyöntö – painonnosto – maastaveto.

Pelkästään pitkät sarjat eivät kehitä toistokestävyyttä, mutta pelkkä maksimivoiman harjoittelukaan ei ole kestovoiman kannalta optimaalista. Saako vain pitkiä penkkipunnerrussarjoja pienillä painoilla treenaamalla kehitettyä optimaalisimmin toistokestävyyttä pitkiin sarjoihin, esimerkiksi leuanvetoon? Näinhän voisi ajatella, koska lajinomaisuus ja spesifisyyshän ovat harjoittelun ydin. Vastaus on kuitenkin, että ei.

Tuomas Rytkönen, Juha Hulmi, Timo Haikarainen

 

Tuomas Rytkönen on valmennus- ja testausopin maisterivaiheen opiskelija, fysiikkavalmentaja (www.athletica.fi), toistoleuanvedon 3x Suomen mestari ja SE-mies (-100 kg sarja) sekä lisäpainoleuanvedon Suomen mestari ja SE-mies (-90 kg sarja). Tuomaksen blogi löytyy täältä.

Juha Hulmi (LitT) on liikuntafysiologian dosentti ja tämän blogin pitäjä. Lisätietoa mm. täältä.

Timo Haikarainen (LitM) on Suomen kokeneimpia personal trainereita, jolla takanaan yli 18 000 käytännön valmennustuntia asiakasryhmän kanssa, joka vaihtelee kilpaurheilijoista kuntoutujiin. Toiminnassaan hän vie liikuntabiologian opintojen ja tutkimustyöskentelyn tuoman teorianäkemyksen käytäntöön. Timon blogi löytyy täältä.

 

Tässä artikkelissa olevien täsmälähteiden lisäksi artikkelin tieteellisen tiedon epäsuorina lähteinä on käytetty mm. seuraavia teoksia:

-Designing Resistance Training Programs (Fleck & Kraemer, 2004)
-Essentials of Strength Training and Conditioning (Beachle & Earle, 2008)
-Exercise Physiology (McArdle, I. Katch & L. Katch, 2010)
-Neuromechanics of Human Movement (Enoka, 2008)
-Neuromuscular aspects of physical activity (Gardiner, 2011)
-Periodization (Bompa & Haff, 2009)
-Physiology of Sport and Exercise (Wilmore, Costill & Kenney, 2008)
-Science and Practice of Strength Training (Zatsiorsky & Kraemer, 2006)
-The Biochemical Basis of Sports Performance (Maughan & Gleeson, 2004)

Lisäksi olemme käyneet läpi satoja vertaisarvioituja tieteellisiä julkaisuja voima- ja nopeusharjoittelusta ja ihan perus fysiologian ja biomekaniikan opuksia.