Voimakas ilman suurta massaa tai lihaksia. Miten se on mahdollista? Hulmi ja Rytkönen

On tietysti mukava olla sekä tosi lihaksikas että vahva, mutta monissa lajeissa tämä ei ole kovin tarkoituksenmukaista. Onkin lohduttavaa tietää, että ei tarvitse olla massiivisen kokoinen ollakseen vahva. Me kerromme nyt yhdessä Tuomas Rytkösen kanssa, että miten se on mahdollista. Tuomas tutkii valmennus- ja testausopin gradussaan hermolihasjärjestelmää ja on leuanvedon suomenennätysmies ja Athletican fysiikkavalmentaja.

Kuva 1. Kaksi erilaista erityisen vahvaa miestä. Kaikkien aikojen ehkä kovin painonnostaja Jurik Vardanjan (ks. lisää alla) ja häntä 3 kertaa painavampi voimanostaja Jeff Lewis. Jeffin pitää pitää kyykätä ulkoisen kuorman eli tangon ja levypainojen (>500 kg) lisäksi reilu 200 kg omaa ruhoaan ylös.

Lihasten koko selittää vain osan lihasvoimasta. Aloitetaan lyhyellä teoriapläjäyksellä. Nuorilla ja terveillä ihmisillä lihasten anatomisen poikkipinta-alan (eli käytännössä lihaspaksuuden) ja  maksimivoiman (isometrinen tai dynaaminen) välinen korrelaatio on yleensä vain n. 0,25-0,7 (Hoffman & Escolar 2006). Esimerkiksi eräissä tutkimuksessa jalkalihasten poikkipinta-alan ja maksimivoiman välinen korrelaatio on ollut noin 0,5-0,7 (Masuda ym. 2003, Trappe ym. 2001, Aagaard ym. 2001). Hubalin ym. (2005) tutkimuksessa käsilihasten maksimivoiman ja lihasten koon välinen korrelaatio oli vain 0,23 (Hubal ym. 2005). Lihaskoko selittääkin alaraajojen voimaa vain maksimissaan n. 50 % (selitysaste eli korrelaatio potenssiin 2, r²) ja yläraajoissa  jopa alle 20 %. Alaraajojen koko näyttäisi siis olevan paremmin yhteydessä maksimivoimaan kuin yläraajojen vastaava. Monet ”rinta-hauispellet” ovatkin yllättävän heikkoja, koska heidän lihaksiaan ei ole jalostettu maksimaaliseen lyhythetkiseen voimantuottoon.

Kuva 2. Käsilihasten tilavuuden ja isometrisen maksimivoiman välinen korrelaatio Hubalin ym. (2005) tutkimuksessa. Tästä voi huomata helposti, että monella tosi isot käsilihakset omaavalla maksimivoima näiden lihasten tuottamissa liikkeissä on yllättävän heikko. Ja toisinpäin, moni narukäsi voi olla yllättävän vahva.

Ensimmäinen esimerkki supervahvasta, mutta ei niin lihaksikkaasta kaverista. Etkö vieläkään usko, että voimaa voi tuottaa pienehkölläkin massalla käsittämättömän paljon. Katsopa vaikka videosta alla, kun normaalipituinen ja painoinen (n.178 cm ja 83 kg) mies tekee maastavedon 360 kilolla. Monesti tuollaisia maastavetorautoja näkee liikuttelevan n. 140 kg painavien voimamiesten ja voimanostajien.

Lihasten koon näkee ihmisestä ulospäin, muttei ihmisen voimakkuutta. Miksi? Koska ihminen voi lisätä voimiaan sekä lisäämällä lihastensa voimantuottopotentiaalia 1) kasvattamalla lihasten supistuvien komponenttien poikkipinta-alaa eli käytännössä lihaspaksuutta että 2) parantamalla hermostonsa käskytys- ja tehtävienorganisointikapasiteettia. Jälkimmäinen parantunut ”lihasten hermotus” tarkoittaa tieteellisemmin neuraalisen ohjauksen lisääntymistä. Tällöin liikkeessä hyödyllisten lihasten rekrytointi ja niissä lihassyiden työ tehostuu ja liikkeen kannalta estävät lihakset kytketään oikea-aikaisesti pois päältä. Etenkin dynaamisissa liikkeissä, kuten nostoissa se, että oikeat lihakset (ja jopa samojen lihasten eri kohdat eli eri motoriset yksiköt) ovat aktiivisena ja inaktiivisena juuri oikeaan aikaan on mielettömän olennaista kehon kokonaisvoimantuoton kannalta. Tätä kutsutaan lihasten väliseksi ja sisäiseksi koordinaatioksi. Lisäksi pienestäkin lihaksesta voidaan saada ulos todella suuria voimia, jos hermosto kykenee rekrytoimaan lihaksen kaikki lihassolut suurella impulssitiheydellä. Tällöin syntyy tetaanisia lihassupistuksia, joissa yksittäiset lihasnykäykset summautuvat tuottaen paljon yksittäistä lihasnykäystä suuremman kokonaisvoiman.

Maksimivoimaa saa hermostollispainotteisesti treenaten ilman merkittävää lihasten kasvua (Häkkinen ym. 1985). Voimaharjoittelu voi aiheuttaa adaptaatiota eli positiivisia muutoksia myös motorisella aivokuorella, joka johtaa parantuneeseen suorituskykyyn. Toistuvat lihastoiminnat suurta kuormaa vastaan vaikuttavatkin motorisen eli liikeaivokuoren yhteyksiin vahvistaen tiettyjen lihasten aktivointimallien toimintaa. Erilaisia lihasten aktivointimalleja tarvitaan erilaisissa motorisissa tehtävissä maksimaalisen voiman tuottamiseen (Carroll 2012). Tehostunut hermotus ei toki ole ainut  tekijä lihaskasvun lisäksi, jonka ansiosta voima voi kasvaa tai olla erilainen kahden ihmisen välillä. Esimerkkejä tällaisista mekanismeista ovat laadulliset muutokset lihassyiden sisällä ja lihasarkkitehtuurissa ja jänteisten kudosten vahvuus. Lisäksi mm. jänteen kiinnittymiskohdat voivat olla toisilla ihmisillä optimaalisemmat kuin toisilla. Kerromme näistä hieman lisää jutun lopussa.

Absoluuttista voimaa. Absoluuttisesti mahdollisimman vahva tarkoittaa yleensä sitä, että pystyy joko kannattelemaan tai liikuttelemaan mahdollisimman raskaita objekteja paikasta A paikkaan B välittämättä kehonpainostaan. Jos tämä on tavoitteena, kannattaa periodisoidusti eli jaksotetusti panostaa molempiin maksimivoiman komponentteihin eli lihasmassaan ja maksimaalisen lihasten käskytykseen (hermotukseen / neuraaliseen ohjaukseen). Toisin sanoen kannattaa kasvattaa sekä mahdollisimman suuret lihakset että mahdollisimman suuresti, taloudellisesti ja kehosta ulos tuotetun voiman kannalta älykkäästi lihaksia käskyttävä hermosto. Esimerkkejä tällaisista lajeista ovat voimamiesurheilu (Maailman vahvin mies -kisat yms.) ja raskaan sarjan voimanosto. Maailman vahvin mies -kisan 2013 voittanut Brian Shaw on yli 2 metrisenä ja 200 kiloisena hyvä esimerkki absoluuttisesti supervahvasta kaverista. Toisin kuin vahvamieskisoissa, joissa pitkistä vipuvarsista on monissa lajeissa hyötyä, pitkä kaveri ei voi nousta voimanoston kuumimpaan kärkeen kuin painavissa painoluokissa. Poikkeuksena ehkä  maastaveto, jossa pitkä kaveri voi pärjätä kevyemmässäkin sarjassa hyvin, jos suhteelliset välitykset ovat kohdallaan. Lihasmassassa ei ole kuitenkaan varaa antaa niin paljoa tasoitusta lyhyemmille kavereille, vaikka olisi millainen hermostotykki.

Suhteellista voimaa. Jos tavoitteena on pelkästään liikutella omaa kehoa mahdollisimman tehokkaasti paikasta toiseen eli esimerkiksi haluaa huippupikajuoksijaksi tai mahdollisimman sulavasti liikkuvaksi jalkapalloilijaksi tai parkouraajaksi, kannattaa treenata hermostokomponentti huipputikkiin, mutta hankkia lihasmassaa vain vähän ja harkitusti oman lajin kannalta olennaisimpiin lihasryhmiin. Esimerkiksi pikajuoksija pakaroihin ja takareisiin jne. Tällöin tehontuoton voimakomponentti on optimoitu. Siihen kun lisätään nopeusvoimaharjoittelulla optimoitu nopeuskomponentti ja lisäksi lajiharjoittelulla ja lajivoimaharjoittelulla siirretään yleisvoima lajivoimaksi, niin hyvä tulee. Monissa lajeissa on siis kyse voima/massa- tai teho/massa-suhteesta, jolloin on hyvä olla vahva kuin karhu, mutta kevyt kuin höyhen. Tämä tietysti vaatii myös melko alhaisen rasvaprosentin, koska läski ei tuota voimaa. Esimerkkejä tällaisista lajeista ovat seiväshyppy ja painoluokkavoimailulajit. Aika pienistäkin kehoista voidaan tuottaa ulos mielettömiä voimia. Muistuttaisimme kaikkia, että koskaan ei voi olla liian vahva… paitsi ehkä vastustajien mielestä tai kuntosalilla, joka ei tarjoa riittävän kovaa kuormitusta tavoitteelliseen maksimivoimaharjoitteluun!

Nopeus ja maksimivoima. Kun saa raudan liikkumaan nopeasti, niin fysiikkaa kaikki lukeneet tietävät, että massa jatkaa liikettään vauhdin avulla ilman, että kuormaan pitää koko ajan tuottaa maksimaalista voimaa. Tälle ilmiölle on fysiikassa käsitteet inertia (hitaus) ja liikemäärä (p=mv). Yurik Vardanjan on yksi hämmästyttävimmistä esimerkeistä. Hänelle on aikanaan raportoitu jopa n. 3,8-3,9 m vauhditon pituus eli kovin koskaan. Hänen painonnostotuloksensa ovat myös joltain muulta planeetalta. Yli 400 kilon yhteistulos painonnostossa vain 82-kiloisena on yksi hurjimmista ellei hurjin suoritus voimalajien maailmasta… koskaan.

Painonnoston kaltaisissa erittäin suurella liikenopeudella tehtävissä liikkeissä, joissa käytetään juuri liikemäärää hyväksi, lihasmassalla onkin pienempi rooli kuin raakaa voimaa mittaavissa hitaammissa suorituksissa. Jälkimmäisistä esimerkkinä vaikkapa pystypunnerrus tai maastaveto. Pystypunnerruksessa myös ylimääräisestä kehon massasta ei ole haittaa, koska omasta kehosta vain yläraajojen massaa joudutaan nostamaan ulkoisen kuorman eli tangon lisäksi. Penkkipunnerruksessa pompauttamalla myös räjähtävän voimantuoton rooli on suuri. Bodarien mielestä kukkakepin näköinen Andreas Thorkildsen näyttää, että voimaa kuitenkin löytyy tässä 200 kg penkissä. Näin pitkän kaverin pitääkin olla räjähtävä, jos meinaa saada noin isot raudat ylös ja tietysti ojentajissa hirvittävästi jerkkua. Räjähtävää voimaa mittaavissa suorituksissa olennaista on myös kehon tila. Jumissa ei saa olla ja herkkyyttä pitää löytyä. Jos voima ei kehity, niin joskus auttaa treenin koventamisen sijaan treenin keventäminen. Tämä on joskus yllättävän vaikea tajuta. Nopeus on voimaa! Jos Vardanjan on painonnoston elävä legenda, niin ei huono ole myöskään Naim Suleymanoglun 188,5 kilon rinnalleveto + työntö 59,7 kilon elopainolla. Mies nostaa maasta suorille käsille 3,2 kertaa oman painonsa verran rautaa:

Hermostollinen maksimivoima ja useat lahjakkuustekijät ovat syy myös sille, miksi monet hoikat naiset ovat paljon vahvempia kuin isotkin miehet tietyissä liikkeissä. Vai mille kuulostaa esimerkiksi 48-kiloisten naisten sarjan painonnoston maailmanennätykset: tempaus 98 kg (Yang Lian) ja rinnalleveto + työntö 121 kg (Nurcan Taylan).

Biomekaniikka, elastiset rakenteet ja venytysrefleksi. On tärkeää myös muistaa elastisen komponentin mahdollistama voimantuotto. Joillain ihmisillä elastiset rakenteet ovat todella vahvat, pääosin ilmeisesti luontaisesti, mutta myös vuosien harjoittelun aikaansaannoksen kautta. Voimantuotto tapahtuu dynaamisessakin liikkeessä niin, että lihas ensin venyttää jännettä ja tämän jälkeen lihasjännekompleksi tuottaa ulkoisesti havaittavaa voimaa ja liikettä. Esimerkkinä toimii vaikkapa maastaveto. Alussa liike tuntuu ulkopuolelta katsottuna sellaiselta, että lihaspituus ei muutu. Todellisuudessa kuitenkin lihakset jännittyvät ja lyhenevät venyttäen jännettä ja jänteisiä kudoksia. Kun näiden lihas-jännerakenteiden voima (tai vääntömomentti nivelelessä) ylittää kuorman liikuttamiseen vaadittavan voiman, niin kuorma (tanko) liikkuu. Mieti vaikkapa jäykkää jousta tai katapulttia. Lihaksilla venytät jäykkää ja vahvaa jousta (jänteisiä rakenteita), ja lopulta, pam, voima aktualisoituu! Joskus kannattaa treenata maksimaalista voimaa hakiessa myös näitä elastisia rakenteita sekä venytysrefleksiä. Venytysrefleksi perustuu lihaksissa lihaspituutta aistivien lihasspindelien aiheuttamaan voimantuottoa lisäävään selkäydinrefleksiin. Tämä toteutuu nopeassa liikkeessä, jossa venytetty lihas supistuu nopeasti heti venytyksen jälkeen. Pommikyykky painonnostossa on hyvä esimerkki elastisen energian ja venytysrefleksin hyödyntämisestä voimantuotossa, mutta tähän toki vaaditaan sitten jo ehjät ja kestävät polvet sekä selkä. Plyometrinen harjoittelu eli käytännössä hyppely- ja iskutusharjoittelu on myös hyödyllistä. Sitä voi tehdä myös yläkropalle. Jos plyometrisestä harjoittelusta ei ole aiempaa kokemusta, se pitää aloittaa maltillisilla harjoitusmäärillä tehoja ja määrää hiljalleen nostaen.

Muita tekijöitä, jotka voivat kasvattaa hermolihasjärjestelmän voimantuottoa ilman lihasmassan kasvua. Myös lihaksissa voi tapahtua monenlaista harjoitusadaptaatiota, jotka voivat johtaa voiman kasvuun ilman lihasten poikkipinta-alan kasvua, esimerkiksi lihassolutyypin muutokset ja myofilamenttien (aktiinin ja myosiinin eli supistuvien proteiinien) tiheyden muutokset ovat esimerkkejä tällaisista (Folland & Williams 2007). Toisaalta kääntäen, lihaksen kasvu johtaa lihassyiden pennaatiokulman kasvuun ns. pennatoituneissa lihaksissa (lihassyiden kulma suhteessa jänteeseen / aponeuroosiin). Tämä on tärkeä tapahtuma, mutta se kuitenkin geometrisesti pahimmillaan jopa heikentää voimaa, koska lihassyyt tuottavat voimaa enemmän voimantuottosuunnan ohi. Tämä  ilmiö selittääkin ilmeisesti hieman myös sitä, miksi lihasmassan kasvu ei täysimääräisesti siirry vättämättä aina voiman kasvuksi varsinkin jos ei samaan aikaan tai omina maksimivoimajaksoina panosta myös muihin mainitsemiimme voiman komponentteihin.

Geenit. Tullakseen käsittämättömän vahvaksi täytyy omistaa toki voimaharjoitteluun erityisen hyvin vastaava keho eli myös lahjakkuustekijät, jotka ovat jemmassa geeneissä.  Tämä 17-vuotias kiinalainen Tian Tao, joka kyykkää alle 80-kiloisena 2 x 280 kg on esimerkki superlahjakkaasta voimalajin urhelijasta (Facebook-linkki). Monet tekijät, joita olemme esitelleet, ovat paljolti siis myös genetiikan sanelemia. Esimerkiksi lyhyemmillä kavereilla myös biomekaniikka ylöspäin suuntautuviin nostoihin on yleensä parempi varsinkin, jos mittasuhteet ovat hyvät. Esimerkiksi pitkät sääret ja lyhyet reidet on hyvä yhdistelmä kyykkyyn, pitkät kädet maastavetoon, mutta lyhyet kädet penkkipunnerrukseen jne… Todettakoon kuitenkin, että nykyistä vahvemmaksi meistä pystyy tulemaan lähes jokainen eli ei muuta kuin voimailemaan salille! Ja kukaan meistä ei tiedä omia rajojaan, joten itselleen on turha luoda kehitysesteitä ajattelemalla, että en pysty varmasti ikinä nostamaan kuin X-määrän rautaa tietyssä liikkeessä. Positiivinen itsepuhelu ja usko uusiin ennätyksiin on tärkeää tavoitteellisesti treenaavilla. Kunto- ja terveysliikuntamielessä liikkuville on jo hyvä tavoite hankkiutua terveyden ja toimintakyvyn kannalta hyvään lihas- ja kestävyyskuntoon ja sen jälkeen ylläpitää saavutettua kuntotasoa. Kaikkien ei ole pakko janota ikuista kehitystä, kuten voimailuun vinksahtaneiden. Me allekirjoittaneet taidamme kuulua aika pahasti tähän vinksahteiden joukkoon.

Eläinkunnan vahvimmat eivät näytä bodareille. Me ihmiset olemme todella heikkoja suhteellisessa voimassa verrattuna moniin eläinkunnan edustajiin. Toki pienemmät eläimet pystyvät kovempiin suhteellisen voiman suorituksiin kuin isommat, mutta kuitenkin…

Kuva 3. Muurahainen voi nostaa yli 50 kertaa oman painonsa verran painavia kappaleita.

Kevyemmillä urheilijoilla on potentiaalia suurempaan suhteelliseen voimaan ja raskaammilla urheilijoilla suurempaan absoluuttiseen voimaan. Joka tapauksessa voimantuoton hermostokomponentin optimoinnista on hyötyä kaikkien lajien harrastajille. Ilman maksimivoimaharjoittelua, et saa läheskään kaikkea kehosi voimantuottopotentiaalia irti urheilusuorituksissasi. Kestävyysurheilijatkin hyötyvät (maksimi)voimaharjoittelusta (Rönnestad & Mujika 2013). Muistutamme myös lihasten kasvattajia siitä, että maksimivoimaharjoittelua on hyvä olla myös heillä aika ajoin ohjelmassa mukana. Pelkkä pumppailu ilman voiman kasvua ei loputtomiin kasvata lihasta.

 Juha Hulmi ja Tuomas Rytkönen

Täsmälähteiden lisäksi artikkelin lähteenä mm.

Science and Practice of Strength Training – Zatsiorsky & Kraemer. 2006.

Neuromechanics of Human Movement – Enoka. 2008.