Postactivation Potentiation

Geschatte leestijd: 8 minuten

Postactivation Potentiation is, vrij vertaald, “het principe van acute verbetering van explosief gegenereerde krachten door spieren volgend op zware weerstandstraining” (1). Anders gesteld: “De na activatie verkregen potentie”. Bijvoorbeeld betere prestaties tijdens ver- of hoogspringen door voorafgaand hieraan te squaten, legpresses of andere zware oefeningen voor de benen te doen. Het principe van Postactivation Potentiation is vooral de laatste tien jaar in meerdere onderzoeken aan bod gekomen, maar wordt al sinds 1996 beschreven (1 t/m 8). Bewegingswetenschappers doen vooral onderzoek om te bepalen of en hoe ze met dit principe atleten beter kunnen laten presteren.

Postactivation Potentiation getest op spiervezels

Postactivation Potentiation is succesvol aangetoond door te kijken naar het effect op spiervezels (13 tm 18). In deze onderzoeken kwam o.a. naar voren dat na “activatie” er “potentiatie” optrad door een toename in de spanning op vezels en de snelheid waarmee deze spanning tot stand kwam. In een onderzoek uit 1989 bleek ook dat er na activatie sprake is van verbeterdefosforylering, een manier om energie te leveren aan de spieren die wordt beschreven in het derde deel over energiesystemen.

Postactivation Potentiation: Anders dan een warming up

Postactivation Potentiation moet niet worden verward met een warming-up. Een (algemene) warming-up is vooral gericht op het gereed maken van het lichaam op de activiteiten die zullen volgen. Dit gebeurt vooral door het verhogen van de lichaamstemperatuur waardoor het zogenaamde orthosympathisch zenuwstelsel wordt geactiveerd (9). Dit kan je zien als de “actiestand” van het lichaam in tegenstelling tot het parasympathisch zenuwstelsel dat het lichaam in rust stand brengt. In de “actiestand” worden bijvoorbeeld de hartslag en zuurstofopname verhoogd. Hiervoor worden meestal oefeningen gedaan van matige intensiteit. Daarnaast  heb je de specifieke warming up die meer gericht is op de specifieke soort bewegingen van de sport waarvoor men traint. Denk bijvoorbeeld aan het scherpstellen van de hand-oog-coördinatie van balsporters. Een warming up is normaal gesproken niet zeer intensief om vermoeiing voorafgaand aan het moment dat prestaties moeten worden geleverd, te voorkomen.

Bij Postactivation Potentiation worden juist zware krachtoefeningen verricht. Weerstandstraining van hoge intensiteit om de spieren als het ware in een “opgewonden” of “gevoelige” staat te brengen waardoor prestaties verbeterd worden:

“Loading of the neuromuscular system elicits an ‘‘excited’’ or ‘‘sensitive’’ state in which performance is enhanced”

D. Robbins, University of Victoria

Postactivation Potentiation in praktijk

Bovenstaande onderscheid is van belang omdat het in praktijk moeilijker is gebleken de meerwaarde van Postactivation Potentiation aan te tonen door verbeterde prestaties vast te leggen na activatie. Meerdere onderzoeken hebben dit in praktijk proberen aan te tonen. Sommigen waren daarin succesvoller dan anderen. Dit kan onder andere afhangen van het gevolgde protocol. Denk hierbij aan zaken als de uitvoering van de weerstandsoefening (bijv. halve of hele squats), de benodigde rust na de activatie-oefening, aantal herhalingen, hoogte van de weerstand etc.

Eén van de onderzoeken die de meerwaarde van Postactivation Potentiation aantoonde, was één van de eerdere onderzoeken uit 1996 (6). De onderzoekers lieten hun proefpersonen 3 tot 5 keer de legpres (isometrisch) uitvoeren gevolgd door zogenaamde “counter movement jumps” (vanuit stilstaande positie recht omhoog springen). Ze zagen een toename van 3,3% in spronghoogte na het doen van de legpress. Ook zagen ze een toename in kracht van het bovenlichaam na het doen van benchpresses (bankdrukken), maar de opzet van deze test was onduidelijk.

In een ander onderzoek werden hoogtesprongen gemaakt, voor én na het doen van vijf halve squats. De sprongen na de squats waren 2,8% hoger terwijl er dus vooraf ook al gesprongen was waardoor de factor vermoeidheid zwaarder woog dan normaal.

Er zijn echter ook meerdere onderzoeken die geen verbeterde prestaties zagen na diverse Postactivation Potentiation protocollen.

Potentiatie vs vermoeidheid

Hier ligt de eerste uitdaging van Postactivation Potentiation. De zware training die voor “potentiatie” zorgt, resulteert ook in vermoeidheid die juist ten koste gaat van prestaties. Het is dan ook de balans tussen deze beiden die bepaalt of de inspanningen vooraf zorgen voor verbeterde of juist verslechterde prestaties (10). Er wordt dan ook wel gesproken over “netto potentiatie” wat het resultaat is van de meerwaarde van potentiatie minus de negatieve invloed van vermoeiing (1). De vraag die veel onderzoekers proberen te beantwoorden, is dan ook hoe lang je moet trainen, hoe intensief en hoeveel herhalingen en sets je moet doen. Ook zaken als hoe lang je moet rusten na activatie, welke oefening je vooraf moet doen en hoe je deze moet uitvoeren, zijn van invloed. 

In 2000 lieten onderzoekers hun proefpersonen eerst 10 seconden lang een isometrische oefening doen waarbij dus de spieren vanuit één en dezelfde positie op spanning worden gehouden (11). Denk hierbij aan de armen gestrekt, horizontaal houden. Vijftien seconden later lieten ze hen dynamische contracties doen, dus zowel concentrisch (denk aan armen omhoog brengen) als excentrisch (armen omlaag brengen). Toen ze later de maximale kracht maten (in het onderzoek werden oefeningen voor de bovenbenen gedaan), zagen ze geen toename, maar een afname in kracht. Zij oordeelden dan ook dat 15 seconden te kort was. De effecten van de vermoeidheid waren dan groter dan die van de potentiatie.

Andere onderzoekers zagen geen verschil in de uitvoering van counter movement jumps wanneer deze 1-4 minuten na een 5 herhalingen squats werden gedaan (12)

Individuele verschillen

Ik zal niet ingaan op alle verschillende onderzoeken met verschillende uitgeprobeerde protocollen, maar verwijzen naar één van de belangrijkste uitkomsten. Er blijken namelijke grote persoonlijke verschillen te zijn in de toegevoegde waarde van Postactivation Potentiation. Sommigen reageren hier erg goed op, anderen zien onder dezelfde omstandigheden geen verschil of juist verslechtering van de prestaties (6,19). Zo bestaat onder andere het vermoeden dat sterkere mensen meer profiteren van Postactivation Potentiation (8,20).

Dit verklaart mogelijk waarom de onderzoeken zulke verschillende resultaten tonen. Dit kan immers sterk afhangen van de proefpersonen. Als de helft goed reageert en de andere helft niet, kan dit doen lijken alsof er geen beter resultaat te boeken is met Postactivation Potentiation terwijl dit voor sommigen wel het geval is. Er lijkt daarom geen algemene standaard gevonden te kunnen worden die voor een ieder het beste resultaat oplevert. Er moet dan ook rekening gehouden worden met diverse persoonlijke factoren in beantwoording op de vraag of en hoe Postactivation Potentiation prestaties kan verbeteren.

“Assuming interindividual variability does exist, a multitude of categorical variables would also need to be
considered. These include training status, training age, chronological age, genetics (e.g., fiber-type composition),
anthropometrics, gender, relative strength, and absolute strength. Before any conclusions can be made as to the
efficacy of exploiting PAP in a warm-up protocol designed to enhance performance, further scientific research is required”

D. Robbins, University of Victoria

Conclusie: Alleen voor de pro’s?

Vooralsnog denk ik dat de gemiddelde sporter weinig heeft aan deze kennis tenzij hij/zij bereid is zelf de toegevoegde waarde uit te testen. Als individuele basketballer bijvoorbeeld, kan je kijken of je hoger kan springen na het doen van squats. Twee tot drie procent lijkt niet veel, maar kan net het verschil zijn tussen kunnen dunken of niet. Dit vergt echter basiskennis van bewegingswetenschappen om goed in te kunnen schatten welke “activatie-oefeningen” zouden passen bij de activiteiten van de sport in kwestie. Bovendien moet er dan de tijd genomen worden om verschillende protocollen uit te testen qua intensiteit en duur van de activatie-oefening (aantal sets en reps) en rust tot aan het moment van presteren. De coach van een gemiddeld Pupillen-D-team zal niet over de mogelijkheden beschikken om alle spelers dermate uitgebreid te testen. 

Belangrijker nog, zelfs al zou een coach voor iedere speler exact het geschikte protocol weten, dan nog zou hij dit waarschijnlijk niet in praktijk kunnen brengen. Niet iedere locatie beschikt immers over de benodigde middelen voor Postactivation Potentiation. Om hoger te springen door eerste te squaten, moet je wel de gelegenheid hebben om te squaten. Faciliteiten die in de meeste sportscholen voorkomen, ontbreken nou juist weer op de meeste sportvelden. Zoek maar eens een squatrek op een voetbalveld. In de Amsterdam Arena zal die ongetwijveld staan, maar bij SV Ilpendam is de kans klein. Improvisorisch squaten met ballen-zakken of bankjes langs het veld zal ook niet altijd uitkomst bieden aangezien het verschil tussen succesvolle of juist prestatie-verslechterende Postactivation Potentiation zeer nauw luistert.

Samenvatting

Postactivation Potentiation (PAP) is het principe van acute verbetering van explosief gegenereerde krachten door spieren volgend op zware weerstandstraining en moet niet worden verward met een warming-up. Postactivation Potentiation is succesvol aangetoond door te kijken naar het effect op spiervezels, maar heeft in praktijk tegenstrijdige resultaten getoond. Dit kan onder andere afhangen van het gevolgde protocol gericht op het verkrijgen van een zo hoog mogelijke “netto potentiatie” wat het resultaat is van de meerwaarde van potentiatie minus de negatieve invloed van vermoeiing.

Er blijken bovendien grote persoonlijke verschillen te zijn in de toegevoegde waarde van Postactivation Potentiation. Sommigen reageren hier erg goed op, anderen zien onder dezelfde omstandigheden geen verschil of juist verslechtering van de prestaties. Er lijkt daarom geen algemene standaard gevonden te kunnen worden die voor een ieder het beste resultaat oplevert. Er is dan ook de noodzaak om individueel te achterhalen of een protocol voor  Postactivation Potentiation voor iemand werkt en, zo ja, welk protocol. Dit in combinatie met de noodzakelijke middelen om het vervolgens in praktijk toe te passen, zorgt ervoor dat  Postactivation Potentiation mogelijk alleen voor professionals van meerwaarde kan zijn.

Update 05-03-2014 (k.nwosu): Nieuw onderzoek naar PAP: Wielrenners verbeteren tijd op 20 kilometer na activatie door legpresses.

Kort na het plaatsen van dit artikel zijn de uitkomsten van een binnenkort te publiceren onderzoek verschenen (21).

Onderzoekers lieten hun proefpersonen twee keer de 20 kilometer fietsen. De eerste keer als nul-meting. De tweede keer werd 10 minuten voor het fietsen de legpres gedaan. Ze deden 4 sets van 5RM (het maximale gewicht waarmee ze 5 herhalingen kunnen doen). De onderzoekers zagen vervolgens dat ze voor het fietsen van de 20 kilometer 6,1% minder tijd nodig hadden:

Results were a 6.1% reduction (p < 0.05) in the time to complete the TT20km, a greater cycling economy (p < 0.01) and power output in the first 10% of the TT20km (i.e. trend; p= 0.06) in the potentiation condition. However, no differences were observed in pacing strategy, physiological parameters and RPE between the conditions. These results suggest that 5RM strength exercise bouts improve the performance in a subsequent TT20km.

R.A.S. Silva, Catholic University of Brasilia

Referenties

1. Robbins, D.W. (2005). Postactivation potentiation and its practical applicability: a brief review. Journal of Strength and Conditioning Research, 19(2), 453-458.
2. BAKER, D. Acute effect of alternating heavy and light resistances on power output during upper-body complex power training. J. Strength Cond. Res. 17:493–497. 2003.
3. CHIU, L.Z.F., A.C. FRY, L.W. WEISS, B.K. SCHILLING, L.E. BROWN, AND S.L. SMITH. Postactivation potentiation responses in athletic and recreationally trained individuals. J. Strength Cond. Res. 17:671–677. 2003.
4. FRENCH, D.N., W.J. KRAEMER, AND C.B. COOKE. Changes in dynamic exercise performance following a sequence of preconditioning isometric muscle actions. J. Strength Cond. Res. 17:678–685. 2003
5. GOURGOULIS, V., N. AGGELOUSSIS, P. KASIMATIS, G. MAVROMATIS, AND A. GARAS. Effect of submaximal half-squats warmup program on vertical jumping ability. J. Strength Cond. Res.17:342–344. 2003.
6. GÜILLICH, A., AND D. SCHMIDTBLEICHER. MVC-induced shortterm potentiation of explosive force. N. Stud. Athletics 11(4):67–81. 1996
7. RADCLIFFE, J.C. AND J.L. RADCLIFFE. Effects of different warmup protocols on peak power output during a single response jump task [Abstract]. Med. Sci. Sports Exerc. 28:S189. 1996.
8. YOUNG, W.B., A. JENNER, AND K. GRIFFITHS. Acute enhancement of power performance from heavy load squats. J. Strength Cond. Res. 12:82–84. 1998.
9. http://www.buildmybody.nl/de-werking-van-spieren-en-spiergroei-a-z-deel-iv-warming-up/#Warming+up%2C+het+hart+en+het+autonome+zenuwstelsel
10. MACINTOSH, B.R. AND D.E. RASSIER, D.E. What is fatigue. Can. J Appl. Physiol. 27(1):42–55. 2002.
11. GOSSEN, E.R. AND D.G. SALE. Effect of postactivation potentiation on dynamic knee extension performance. Eur. J. Appl. Physiol. 83:524–530. 2000.
12. HRYSOMALLIS, C. AND D. KIDGELL. Effect of heavy dynamic resistive exercise on acute upper-body power. J. Strength Cond.Res. 15:426–430. 2001.
13. METZGER, J.M., M.L. GREASER, R.L. MOSS. Variations in crossbridge attachment rate and tension with phosphorylation of myosin in mammalian skinned skeletal muscle. J. Gen. Physiol. 93:855–883. 1989.
14. ALWAY, S.E., H.J. HUGHSON, H.J. GREEN, A.E. PATLA, AND J.S. FRANK. Twitch potentiation after fatiguing exercise in man. Eur. J. Appl. Physiol. 56:461–466. 1987.
15. HAMADA, T., D.G. SALE, AND J.D. MACDOUGALL. Postactivation potentiation in endurance-trained male athletes. Med. Sci.
    Sports Exerc. 32(3):403–411. 2000.
16. HAMADA, T., D.G. SALE, J.D. MACDOUGALL, AND M.A. TARNOPOLSKY. Postactivation potentiation, fiber type, and twitch contraction time in human knee extensor muscles. J. Appl. Physiol. 88(6):2131–2144. 2000.
17. PAASUKE, M., J. ERELINE, AND H. GAPEYEVA. Changes in twitch contractile characteristics of plantarflexor muscles during repeated fatiguing submaximal static contractions. Biol. Sport 17(3):169–177. 2000.
18. PETRELLA, R.J., D.A. CUNNINGHAM, A.A. VANDERVOORT, AND D.H. PATERSON. Comparison of twitch potentiation in the gastrocnemius in young and elderly men. Euro. J. Appl. Physiol. 58:395–399. 1989.
19. SCOTT, S., AND D. DOCHERTY. Acute effects of heavy pre-loading on vertical and horizontal jump performance. J. Strength Cond. Res. 18:201–205. 2004.
20. YOUNG, W.B., A. JENNER, AND K. GRIFFITHS. Acute enhancement of power performance from heavy load squats. J. Strength Cond. Res. 12:82–84. 1998.
21. Renato A. S.; Silva-Júnior, Fernando L.; Pinheiro, Fabiano A.; Souza, Patrícia F. M.; Boullosa, Daniel A.; Pires, Flávio OAcute Prior Heavy Strength Exercise Bouts Improve the 20-Km Cycling Time Trial Performance. Journal of Strength & Conditioning Research:POST ACCEPTANCE, 26 February 2014 doi: 10.1519/JSC.0000000000000442