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The role of surface condition in athletic performance

Die Bedeutung des Untergrundes für die sportmotorische Leistung

  • During the last two decades, instability training devices have become a popular means in athletic training and rehabilitation of mimicking unstable surfaces during movements like vertical jumps. Of note, under unstable conditions, trunk muscles seem to have a stabilizing function during exercise to facilitate the transfer of torques and angular momentum between the lower and upper extremities. The present thesis addresses the acute effects of surface instability on performance during jump-landing tasks. Additionally, the long-term effects (i.e., training) of surface instability were examined with a focus on the role of the trunk in athletic performance/physical fitness. Healthy adolescent, and young adult subjects participated in three cross-sectional and one longitudinal study, respectively. Performance in jump-landing tasks on stable and unstable surfaces was assessed by means of a ground reaction force plate. Trunk muscle strength (TMS) was determined using an isokinetic device or the Bourban TMS test. Physical fitness wasDuring the last two decades, instability training devices have become a popular means in athletic training and rehabilitation of mimicking unstable surfaces during movements like vertical jumps. Of note, under unstable conditions, trunk muscles seem to have a stabilizing function during exercise to facilitate the transfer of torques and angular momentum between the lower and upper extremities. The present thesis addresses the acute effects of surface instability on performance during jump-landing tasks. Additionally, the long-term effects (i.e., training) of surface instability were examined with a focus on the role of the trunk in athletic performance/physical fitness. Healthy adolescent, and young adult subjects participated in three cross-sectional and one longitudinal study, respectively. Performance in jump-landing tasks on stable and unstable surfaces was assessed by means of a ground reaction force plate. Trunk muscle strength (TMS) was determined using an isokinetic device or the Bourban TMS test. Physical fitness was quantified by standing long jump, sprint, stand-and-reach, jumping sideways, Emery balance, and Y balance test on stable surfaces. In addition, activity of selected trunk and leg muscles and lower limb kinematics were recorded during jump-landing tasks. When performing jump-landing tasks on unstable compared to stable surfaces, jump performance and leg muscle activity were significantly lower. Moreover, significantly smaller knee flexion angles and higher knee valgus angles were observed when jumping and landing on unstable compared to stable conditions and in women compared to men. Significant but small associations were found between behavioral and neuromuscular data, irrespective of surface condition. Core strength training on stable as well as on unstable surfaces significantly improved TMS, balance and coordination. The findings of the present thesis imply that stable rather than unstable surfaces provide sufficient training stimuli during jump exercises (i.e., plyometrics). Additionally, knee motion strategy during plyometrics appears to be modified by surface instability and sex. Of note, irrespective of surface condition, trunk muscles only play a minor role for leg muscle performance/activity during jump exercises. Moreover, when implemented in strength training programs (i.e., core strength training), there is no advantage in using instability training devices compared to stable surfaces in terms of enhancement of athletic performance.show moreshow less
  • Instabile Trainingsgeräte sind etablierte Bestandteile im sportlichen Training und in der Rehabilitation, um instabile Untergründe während verschiedener alltags- und sportartspezifischer Bewegungen zu simulieren. Dabei scheint der Rumpfmuskulatur insbesondere unter instabilen Bedingungen eine wichtige Rolle zur Stabilisierung zu zukommen. Die vorliegende Arbeit widmet sich den Akuteffekten von Untergrundinstabilität auf die Leistung bei Sprüngen und Landungen. Zudem wurden Langzeiteffekte von Untergrundinstabilität auf die Bedeutung des Rumpfes für die sportliche/sportmotorische Leistung untersucht. Gesunde Jugendliche und junge Erwachsene nahmen an drei Quer- bzw. einer Längsschnittstudie teil. Die Leistung der Sprung-Lande-Aufgaben auf stabilen und instabilen Untergründen wurde mittels Kraftmessplatte erfasst. Die Rumpfkraft wurde mit einem Isokineten oder dem Bourban-Rumpfkraft-Test gemessen. Die Ermittlung sportmotorischer Leistungen erfolgte durch Standweitsprung-, Sprint-, Rumvorbeuge-, Seitsprung-, Emery- und Y-Balance-TestInstabile Trainingsgeräte sind etablierte Bestandteile im sportlichen Training und in der Rehabilitation, um instabile Untergründe während verschiedener alltags- und sportartspezifischer Bewegungen zu simulieren. Dabei scheint der Rumpfmuskulatur insbesondere unter instabilen Bedingungen eine wichtige Rolle zur Stabilisierung zu zukommen. Die vorliegende Arbeit widmet sich den Akuteffekten von Untergrundinstabilität auf die Leistung bei Sprüngen und Landungen. Zudem wurden Langzeiteffekte von Untergrundinstabilität auf die Bedeutung des Rumpfes für die sportliche/sportmotorische Leistung untersucht. Gesunde Jugendliche und junge Erwachsene nahmen an drei Quer- bzw. einer Längsschnittstudie teil. Die Leistung der Sprung-Lande-Aufgaben auf stabilen und instabilen Untergründen wurde mittels Kraftmessplatte erfasst. Die Rumpfkraft wurde mit einem Isokineten oder dem Bourban-Rumpfkraft-Test gemessen. Die Ermittlung sportmotorischer Leistungen erfolgte durch Standweitsprung-, Sprint-, Rumvorbeuge-, Seitsprung-, Emery- und Y-Balance-Test auf stabilen Untergründen. Zudem wurde die Aktivität ausgewählter Rumpf- und Beinmuskeln und Beinkinematik während der Sprung-Lande-Aufgaben erfasst. Sprung-Lande-Aufgaben auf instabilen im Vergleich zu stabilen Unterlagen führten zu signifikant geringeren Sprungleistungen und Beinmuskelaktivitäten. Dabei wurden die Kniegelenke unter instabilen im Vergleich zu stabilen Bedingungen stärker extendiert und valgisiert. Dies gilt auch für Frauen im Vergleich zu Männern während des Springens und Landens. Zusammenhänge zwischen den Verhaltens- und neuromuskulären Daten unabhängig vom Untergrund sind als gering einzuschätzen sind. Ein Rumpfkrafttraining auf stabilen sowie auf instabilen Untergründen verbesserte die Rumpfkraft, das Gleichgewicht und die Koordination. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse, dass stabile gegenüber instabilen Unterlagen bessere Voraussetzungen bei Sprungübungen zur Steigerung der Sprungleistung im Training schaffen. Zudem scheint die biomechanische Kontrollstrategie des Kniegelenks bei Sprüngen durch den Untergrund und das Geschlecht modifiziert. Dabei ist zu erwähnen, dass für den Leistungsvollzug der unteren Extremitäten beim Springen der Rumpf unabhängig von den Untergrundbedingungen nur eine kleine Rolle zu spielen scheint. Darüber hinaus zeigen instabile gegenüber stabilen Untergründen in einem Rumpfkrafttraining keinen Vorteil hinsichtlich der Steigerung sportlicher Leistungen.show moreshow less

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Metadaten
Author:Olaf PrieskeORCiDGND
URN:urn:nbn:de:kobv:517-opus4-80503
Advisor:Urs Granacher
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Year of Completion:2015
Publishing Institution:Universität Potsdam
Granting Institution:Universität Potsdam
Date of final exam:2015/09/02
Release Date:2015/09/09
Tag:Biomechanik; Instabilität; Rumpfmuskelkraft; Sprung-Lande-Aufgaben; Verletzungsprävention
biomechanics; injury prevention; instability; jump-landing tasks; trunk muscle strength
Pagenumber:viii, 118, ix
RVK - Regensburg Classification:ZX 7980
Organizational units:Humanwissenschaftliche Fakultät / Institut für Sportwissenschaft
Licence (German):License LogoKeine Nutzungslizenz vergeben - es gilt das deutsche Urheberrecht