Abstrakt

  Úvod

  1 Anatomie a důležitost zkoumaných svalů ve svalových řetězcích

  1.1  Anatomie m. Vastus medialis oblique

1.2 Anatomie m. Gluteus medius

2 Měření síly a aktivity Gmed a VMO

2.1 Elektromyografie

2.2 Měření aktivity a síly u m. Gluteus medius

2.3 Měření aktivity a síly u m. Vastus medialis oblique

3 Vyhodnocení aktivity Gmed a VMO

4 Výběr cviků se vzájemnou aktivitou obou svalů. 21

5 Tréninkový protokol pro posílení oslabených svalů. 22

5.1 Rehabilitační protokol zaměřený na společné oslabení Gmed a VMO.. 22

5.2 Rehabilitační protokol zaměřený na oslabení VMO.. 25

5.3 Rehabilitační protokol zaměřený na oslabení Gmed se zohledněním TFL. 28

5.4 Posilovací protokol zaměřený na společné oslabení Gmed a VMO.. 31

5.5 Posilovací protokol zaměřený na posílení oslabeného VMO.. 33

Tabulka 5.5.1 – Posilovací protokol se zaměřením na posílení VMO - klient fitness. 33

Tabulka 5.5.2 – Posilovací protokol se zaměřením na posílení VMO - klient sportovec. 35

5.6 Posilovací protokol zaměřený na posílení oslabeného Gmed. 36

Tabulka 5.6.1 – Posilovací protokol se zaměřením posílení Gmed - klient fitness. 36

Tabulka 5.6.2 – Posilovací protokol se zaměřením na posílení Gmed - klient sportovec. 37

6 Tréninkový protokol pro konkrétní typy klientů. 38

Závěr 46

Seznam použitých zdrojů a literatury. 47

Svaly m. Gluteus medius (Gmed) a m. Vastus medialis oblique (VMO) jsou bezesporu významné nejen v kontextu svalových řetězců dolních končetin, ale hrají důležitou roli také v celotělovém pojetí aktivace svalů. Pokud je jeden ze svalů oslabený, může tento fakt způsobit řetězící se problémy pohybového aparátu. Hlavním cílem závěrečné práce je posoudit a vyhodnotit aktivitu obou svalů z pohledu elektromyografie (EMG). Data, která budou využita, byla shromážděna z odborných studií pro VMO v rozmezí let 2007 až do současnosti a pro Gmed od roku 2005 – 2015. Sekundárním cílem pak bude sestavit tréninkové protokoly pro různé typy klientů s ohledem na konkrétní problém a úroveň výkonnosti.

V posledních letech se stále častěji objevuje fenomén individualizace tréninkové jednotky v různorodých sportech založené na výzkumem podložených faktech. Celý proces je bezesporu účinný v kontextu tvorby tréninkového plánu pro konkrétního jedince. Z pohledu autora závěrečné práce je však stěžejní i zakomponování vstupní diagnostiky – kineziologického rozboru, testování pohybových vzorů, vyšetření dechového stereotypu do procesu tvorby, ať už silového či korektivního/rehabilitačního tréninku. Výsledný produkt v podobě vědou a výzkumem podložených informací s individuálními požadavky dává předpoklad k nastavení té nejlepší možné péče.

Jestliže se zaměříme na další faktory jako je počet sérií, počet opakování, rychlost a délka kontrakce svalů, délka odpočinku mezi sériemi, objem tréninku, intenzita, regenerace a mnohé další, dospějeme k výsledku, kterým je organizovaný tréninkový plán. Takový plán by měl zahrnovat vše výše uvedené.

Zde se dostáváme hlouběji k podstatě věci. Tou je vhodný výběr cviků pro daného jedince/konkrétní problém. Jednotlivé cviky by měly být koncipovány s ohledem na zapojení v pohybových vzorech a svalových řetězcích. Výběr by měl korelovat s výsledky diagnostiky a brát v potaz oslabené či přetížené svaly. V neposlední řadě musí být zmíněn i význam elektromyografie dále jen „EMG“. EMG studuje funkci kosterního svalstva tím, že vyšetřuje elektrické biosignály vycházející ze svalů.

Závěrečná práce má za cíl hodnotit svalovou aktivitu m. Gluteus medius a m. Vastus medialis oblique. Oba svaly jsou významnými hráči v zapojení do svalových řetězců a následného přenesení do sportovního/rehabilitačního procesu. Oslabení Gmed způsobuje dle French a kol. (2010) narušení procesu zapojení do posteriorního svalového řetězce, jehož hlavními svaly jsou lýtkové svaly, hamstringy, m. Gluteus maximus, m. Latissimus dorsi a m. Erector spinae (Myers, 2013). Oslabení může například dle Leetun (2004), vyústit v pokles výkonnosti nebo až ve zranění u sportovců. Barnes (2017) uvádí, že oslabení VMO má za následek časté problémy v oblasti kolene. VMO je stabilizátorem kolene a pomáhá předcházet laterální odchylce pately (Kang et al., 2017). Zranění kolen patří mezi velice běžná a studie provedená v USA z roku 2010 ukazuje na počet 10 milionů pacientů léčících se s kolenním kloubem (Fletcher, 2017).

Práce je podložena výsledky z mnohých odborných studií, které byly provedeny v posledních letech. Informace týkající se EMG aktivity jsou rozděleny do tabulek a následně tříděny podle aktivity do tréninkových protokolů.

První kapitola popisuje anatomii zkoumaných svalů a také jejich důležitost v pohybovém vzoru. Obsahem druhé kapitoly jsou pak teoretické informace věnované problematice měřené síly a aktivity obou svalů. Kapitola třetí obsahuje celkem 4 tabulky pro testované svaly s výsledky naměřených hodnot. Ve čtvrté kapitole se autor závěrečné práce snažil o sumarizaci informací a výsledkem jsou 2 tabulky zaměřené na společnou aktivitu svalů během cvičení. Pátá kapitola pak zahrnuje tréninkové plány sestavené z tabulek. Šestá kapitola obsahuje tréninkové plány zaměřené pro klienty bez specifického omezení a tréninkové protokoly tak mohou být více specializované.

Musculus Vastus medialis obliquus (VMO) tvoří část vnitřní hlavy čtyřhlavého svalu stehenního, tedy m. Vastus medialis. Vastus medialis anatomicky začíná na labium mediale lineae asperae a upíná se na tuberostias tibiae přes ligamentum patellae. Inervován je kořenovou inervací L2 - L4 odpovídající nervus femoralis (Čihák, 2016).

Vastus medialis je anatomicky rozdělen na dvě funkčně odlišné části. Proximální část tvořená více svislými vlákny se nazývá musculus Vastus medialis longus a jeho funkcí je extenze kolene (Belli et al., 2015). Distální částí je jmenovaný Vastus medialis oblique. Ten stabilizuje polohu čéšky a zabraňuje jejímu laterálnímu posunu (Bartoníček et al, 1991, Kang et al., 2017).  

Je to sval s vlákny svírajícími úhel s osou femuru v rozsahu 50-55° (Stacho et al., 2012). Vlákna jsou více sešikmená a pocházejí převážně z m. Adduktor magnus (Belli et al., 2015). VMO je tak bezesporu velice důležitá složka kolenního kloubu, která udržuje správné postavení pately při pohybu jak ve flexi nebo v extenzi. Tento sval aktivně a dynamicky stabilizuje čéšku.

Oslabení některé části čtyřhlavého svalu stehenního znamená dysbalanci svalů, a tudíž funkce jednoho svalu převažuje nad druhým. V případě oslabení VMO je patela přetahována silnějšími skupinami svalů. To zapříčiní nesprávné postavení a poměry v patelofemorálním skloubení. Drobná poranění měkkých tkání a samozřejmě i fascií, která tímto nepřiměřeným postavením vzniknou, mohou způsobit bolesti v přední části kolene. Význam fascií nabírá na významu hlavně díky výzkumu Dr. Roberta Schleipa a Toma Myerse. Problémy se mohou šířit ve tkáni dál a postupovat buďto do kotníku či chodidla nebo naopak směrem nahoru do oblasti kyčlí, bederní oblasti. Zde můžeme jednoznačně vidět funkční souvislost mezi oběma zkoumanými svaly v kontextu svalového řetězení (Myers, 2013, Schleip, 2017).

Kontextem oblasti čtyřhlavého svalu stehenního se ve své studii zabýval například  Peeler (2005), který vyhodnocoval muskuloskeletální anatomii oblasti čtyřhlavého svalu vzhledem k patellofemorálnímu skloubení. Z klinických předpokladů, kdy je Rehabilitace zaměřena na normální mechaniku kloubu právě v závislosti na VMO, zjišťoval přítomnost šikmo orientovaných vláken tohoto svalu. Dalším předpokladem byla nezávislá funkce VMO jako aktivní mediální stabilizátor pately.

Zkoumáním 32 končetin došel k závěru, že vlákna šikmé a dlouhé hlavy jsou přítomná. Avšak nebyla anatomicky prokázána přítomnost fibrofasciální roviny a odlišná inervace těchto svalů. Dle Smithe (2009) zůstává otázka, zda Vastus medialis (VM) je jediná anatomická struktura nebo zda je složena ze dvou oddělených částí, m. Vastus medialis longus (VML) proximálně a m. Vastus medialis obliquus distálně. V jeho studii bylo cílem posoudit přítomnost fibrofasciální roviny, inervaci VM a zkoumání orientace svalových vláken na vzorku lidských mrtvol.

Zhodnocením prací, ve kterých bylo zkoumáno 699 zdravých kolen a 591 vzorků s patelofemorálním postižením bylo dosáhnuto závěru, že většina patologických i nepatologických případů vykazovala změnu v uspořádání vláken mezi proximálními a distálními svalovými částmi VM. Tyto části byly inervovány jednou nebo dvěma nervovými větvemi. Avšak přítomnost fibrofasciální roviny nebyla zcela prokázána.

Travnik a kol. (2013) ve své studii pomocí metody neinvazivní tenziomyografie (TMG) a histochemického vyšetření zjišťoval souvislosti mezi strukturou a funkcí VMO a VML. Metodu TMG použili ke stanovení kontraktilních složek svalu, kdy byla meřena rychlost kontrakce v poměru pomalých a rychlých vláken. Bylo zjištěno, že VML se skládá z dvojnásobně více vláken pomalého typu 1 oproti rychlým vláknům 2a. Vlákna 2b nebyla téměř vůbec nalezena. Tento výsledek poukazuje na to, že VML je odolnější vůči únavě oproti VMO. Tyto výsledky o nehomogenitě částí svalů VM potvrzují i výsledky histochemické. Tato studie tedy prokázala, že VML a VMO nejsou jen anatomicky a histochemicky odlišné, ale jsou to i funkčně odlišné biologické struktury. Tedy, že VML je extenzorem kolene a VMO udržuje patelu ve stabilní poloze.

Musculus gluteus medius je plochý sval trojúhelníkovitého tvaru, zčásti překrytý velkým hýžďovým svalem. Začíná na zevní ploše lopaty kosti kyčelní v prostoru mezi crista iliaca, linea glutea posterior a linea glutea anterior. Upíná se na přední, horní a zadní okraj velkého trochanteru. Pod úponovou šlachou se nachází burza. Inervován je z nervus gluteus superior (Čihák, 2016). Oslabení nebo potlačení m. Gluteus medius narušuje stabilitu kotníku, kolene a celé dolní končetiny podobně jako tomu bylo u VMO.

Přední snopce provádí vnitřní rotaci, střední snopce abdukci a zadní snopce zevní rotaci kyčelního kloubu. Je to jeden z nejdůležitějších svalů při chůzi a stoji na jedné noze, tím že stabilizuje pánev ve frontální rovině a zabraňuje poklesu pánve na straně švihové končetiny (Véle, 2006).

Funkcemi svalu jsou vnitřní rotace (přední snopce), vnější rotace (zadní snopce), abdukce (střední snopce) v kyčelním kloubu. Pomocnými svaly během abdukce jsou m. Gluteus minimus, m. Tensor fasciae latae a m. Piriformis. Neutralizační jsou gluteální svaly.

M. Gluteus medius podporuje stabilitu dolní končetiny, na příslušné straně ji vytahuje vzhůru. Při narušení funkce může dojít jak k propadu dané části, ale např. i ke kompenzaci strany kontralaterální. Tato nestabilita vede k velmi častému jevu – zvýšenému napětí m. Quadratus lumborum a m. Piriformis. M. Quadratus lumborum pak ovlivňuje napětí v oblasti bederní části páteře a způsobuje její bolest/omezenou hybnost. Autor závěrečné práce poukazuje na tento jev z vlastní praxe, kde se již mnohokrát přesvědčil o tom, jak uvolnění právě m. Quadratus lumborum pomáhá v úlevě od bolestí zad. V závažnějších případech může dojít i k dlouhodobě trvajícím problémům s pánví nebo páteří.

Za zmínku zde jistě stojí m. Tensor fasciae latae (TFL), který v případě dysbalance působí nemalé obtíže a přebírá aktivitu oslabeného m. Gluteus medius (Fredericson and Wolf, 2000). Jeho přetížení je velice časté a prevence v podobě fasciálního ošetření jak manuálního, tak například cvičení s pěnovým válcem by měla být součástí tréninkového programu. Kontextu m. Gluteus medius a m. Tensor fasciae latae bude věnován prostor v kapitole 6, kde v rámci tréninkového plánu bude zohledněn případ převládající aktivity TFL.

Měření aktivity u obou svalů probíhalo v mnoha výzkumných laboratořích po celém světě. Závěrečná práce sumarizuje veškerá nashromážděná data do tabulek, které jsou dostupné v kapitole 3 a 4. Použitou výzkumnou metodou bylo měření pomocí elektromyografie.

Elektromyografie je diagnostický postup pro posouzení zdraví svalů a nervových buněk, jež ovládají motorické neurony. EMG je také jedinou spolehlivou metodou pro měření síly svalů. I přes to se najdou jedinci, kteří tvrdí, že aktivita svalu se dá identifikovat během cvičení z důvodu anatomické polohy, pozorovaní zpětné vazby svalu, zpožděného nástupu nebo zvýšeného objemu svalů (Geraci, 2005; Page, 2005). Motorické neurony přenášejí elektrické signály a ty způsobují stahy svalů. EMG převádí tyto signály do grafů, zvuků nebo numerických hodnot. Daný specialista pak hodnoty interpretuje hlavně pomocí maximální volní izometrické kontrakce svalu dále jen „MVIC“.

„MVIC“ je taková kontrakce svalu, při které dochází volním úsilím k největší možné aktivaci svalu a produkci maximálního silového momentu. Výstupní svalová síla tak závisí na množství aktivovaných motorických jednotek, síle záškubu motorických jednotek a na vzájemné interakci svalových vláken (Dylevský, 2015). Test MVIC je realizován proti statickému odporu v přesně definované poloze, s pevnou fixací jednotlivých segmentů. Délka svalu se tedy nemění. Mění se pouze nábor aktivovaných motorických jednotek svalu a tím roste výstupní svalová síla. Hodnota bude v závěrečné práci udávaná v procentech.

Další proměnnou musí být směrodatná odchylka dále jen „SO“. Směrodatná odchylka měří rozptyl datových hodnot vzhledem k jejím průměrům a je vypočtena jako druhá odmocnina rozptylu.

Kvůli rozdílům ve svalové aktivitě mezi jednotlivci povrchová elektromyografie musí být normalizována podle maximálního standardu jednotlivce „MVIC“ jak autor závěrečné práce uvedl v kapitole 2.1.

Obvyklý způsob měření aktivity m. Gluteus medius je v poloze na boku a abdukcí končetiny v rozmezí 10 – 30 stupňů z neutrální anatomické pozice (Bolgla, 2007; Distefano, 2009). Některé další studie pracují s jinými metodami hodnotící „MVIC“ a dynamická cvičení pak mají rozdílný vzorec aktivace „MVIC“ (Bolgla, 2007). Takovéto výsledky pak nabývají rozdílných hodnot a těžko se srovnávají s ostatními.

Ačkoli mnoho odborníků spojuje zvýšení svalové aktivity se zvýšením svalové síly, měření množství svalové aktivace samo o sobě nestačí k vytvoření tréninkového programu. Je důležité si uvědomit, že variace poměru síly mezi skupinami svalů může ovlivňovat svalovou aktivitu během cvičení.

Individualizace tréninku je tak žádoucí, protože konzistentnost svalového zapojení není vždy stejná u všech cvičících a výsledky z „EMG“ je vhodné brát jako výchozí bod pro výběr cvičení (Šťastný et al., 2015).

Navzdory vztahu mezi „EMG“ aktivitou a silou jak definují (Hakkinen et al., 1998; Higbie t al., 1996) je objem dat odhalujících aktivitu m. Gluteus medius během komplexních a zatížených cvičení na dolní končetiny překvapivě nízký. Je tomu tak dokonce i u cviků jako je dřep.

Souhrn relevantního výzkumu dokazující toto tvrzení je dostupný v kapitole 3, tabulka č. 2. Tabulka číslo 2 obsahuje více kloubové cviky, zatímco tabulka č. 1 naskýtá pohled na doplňkové a převážně rehabilitační cvičení s vlastní vahou. Společně tabulky tvoří přehled cviků s aktivitou m. Gluteus medius. Aktivita je brána jako vysoká v procentním rozmezí (41 – 60% MVIC) a jako velmi vysoká (˃60%, MVIC).

 Prezentované cviky budou následně využity k tvorbě tréninkového protokolu viz kapitola 5 a 6.

Způsob měření svalové aktivity u m. Vastus medialis oblique probíhal obdobně jako u m. Gluteus medius. Bolgla a Malone (2008) během testování aktivity svalu u 7 cviků viz tabulky 3 a 4 využili taktéž metodu EMG s následným převedením hodnot do podoby MVIC. Autoři se zaměřili na cviky jak komplexní v zatížení, tak i na ty s rehabilitačním podtextem.

Také Kushion et al., (2012), testovala se svým týmem aktivaci m. Vastus medialis oblique pomocí „EMG“. Výzkumný tým se na rozdíl od Bolgla a Malone zaměřovali pouze na rehabilitační cvičení. Konkrétně na 4 cviky s využitím pouze vlastní váhy. Jejich cílem bylo srovnání zapojení m. Vastus medialis oblique a m. Vastus lateralis. Nevyváženost obou svalů často způsobuje bolesti v oblasti pately, jak bylo popsáno dříve v textu.  Výsledky měření jsou dostupné v tabulce č. 3.

Naopak čistě silový výzkum zaměřený na m. Vastus medialis proved Hasan Ulas Yavuz et al., (2015). Progresivní trénink se zátěží je ideální na rozvoj svalové síly a je také vhodný jako preventivní nástroj pro eliminaci zranění (American College of Sports Medicine, 1998). Autor se zaměřil na čelní a zadní dřep. Skupina jedinců byla podrobena dokonce dvojímu testování. Během prvního testovaní stanovili maximální váhu na jedno opakování dále jen „1 RM“ a o týden později realizovali celé měření s hmotností rovnající se 50 % 1 RM, 75 % 1 RM a 90 % 1 RM. Naměřené hodnoty jsou dostupné v tabulce č. 4. Svalová aktivita byla měřena u několika svalů. Autor závěrečné práce však v tabulkách využívá pouze relevantní informace týkající se tématu práce.

Z výše uvedeného je patrné, že autoři hojně využívají „EMG“ k hodnocení svalové aktivity nejčastěji pak v kombinaci se statistickou metodou ANOVA. Jedná se o metodou matematické statistiky, která umožňuje ověřit, zda na hodnotu náhodné veličiny pro určitého jedince má statisticky významný vliv hodnota některého znaku, který se u jedince dá pozorovat.

Souhrn relevantního výzkumu dokazující komentované tvrzení je dostupný v kapitole 3, tabulka č. 3 a 4. Tabulka číslo 3 obsahuje více kloubové cviky, zatímco tabulka č. 4 naskýtá pohled na doplňkové a převážně rehabilitační cvičení s vlastní vahou. Společně tabulky tvoří přehled cviků s aktivitou m. Vastus medialis oblique. Aktivita je brána stejně jako u m. Gluteus medius. Za vysokou aktivitu je považováno rozmezí v procentech (41 – 60% MVIC) a jako velmi vysoká aktivita je brána (˃60%, MVIC).

Jak bylo naznačeno v minulé kapitole, kapitola 3 primárně obsahuje souhrnné tabulky obsahující data z odborných studií, která budou využita při tvorbě tréninkových protokolů. Autor závěrečné práce bude srovnávat uvedené svaly a jejich aktivitu během různých cviků. Primárními skupinami jsou cviky zaměřené na posilovací a rehabilitační trénink.