Studie analysert: Plotkin et al. (2023) Hip thrust and back squat training elicit similar gluteus muscle hypertrophy and transfer similarly to the deadlift.
Nøkkelpunkter
- 34 utrente studenter ble rekruttert til å trene enten knebøy eller hip thrust i 9 uker. Muskelvekst ble målt før og etter treningsperioden i øvre, midtre, og nedre del av gluteus maximus, gluteus medius/minimus, quadriceps, adduktorene, og hamstring.
- Ingen forskjeller ble funnet mellom gruppene når det kom til muskelvekst i noen av delene av gluteus maximus. Knebøy-gruppen fikk mer muskelvekst i adduktorene og quadriceps enn hip thrust gruppen. Begge gruppene fikk lite muskelvekst i hamstring- og gluteus medius/minimus-muskulaturen
- Derfor vil hip thrust være et godt treningsvalg når målet er å isolere setemuskulaturen blant nybegynnere, mens knebøy ser ut å være gunstig når målet er mer helhetlig muskelvekst i underkroppen.
Introduksjon
Det har i mange år vært sterkt debattert og spekulert i treningsverden hvilken øvelse som gir mest muskelvekst i setemuskulaturen av hip thrust og knebøy.
Spekulasjonene som har blitt argumentert for at knebøy kan være mer effektivt er at belastningsprofilen er størst hvor setemuskulaturen er forlenget1. Øvelser som gir en ytre belastning hvor muskelen er strukket har i oversiktsstudier vist seg å være gunstig for å optimalisere muskelvekst 2. Blant annet undersøkte Kubo et al. 3 hva som var mest effektivt av 140 grader knefleksjon og 90 grader knefleksjon (dermed ulike knebøydybder) for å utvikle muskelmasse i quadriceps, gluteus maximus, og adduktor magnus. Funnene var at begge knebøydybder var like effektive for muskelvekst i quadriceps, men at gruppen som utførte dype knebøy fikk mer muskelvekst i setemuskulaturen og adduktor-muskulaturen. Dermed skulle man tro at øvelser som belaster setemuskulaturen i en mer forlenget posisjon ville være gunstig. En viktig merknad her er likevel at knebøy har liten belastning på hoften og dermed setemuskulaturen i øvre del av knebøy 4-7. Derfor viser studien bare at dype knebøy er mer gunstig enn grunne knebøy for muskelvekst i gluteus maximus og adduktor magnus, noe som ikke er overførbart til knebøy vs. hip thrust, siden hip thrust har en annen belastningsprofil 1.
Noe av argumentasjonen som har blitt spekulert i for at hip thrust kan være mer effektivt for muskelvekst i gluteus maximus er at belastningsprofilen til hip thrust er størst der den indre momentarmen til muskelen er størst. Det er rapportert i studier på mennesker, at momentarmen til gluteus maximus er minst i dyp hoftefleksjon (bunnen i knebøy), og at den gradvis øker når hoften rettes ut 8. Samtidig har studier vist at hip thrust er tyngst i topp-posisjonen 1,9, og at gluteus maximus ikke når den stigende delen av lengde-spenningsforholdet 1. som gjør at muskelen er i en sterk posisjon der hip thrust er på sitt sterkeste. Noe jeg skrev dyptgående i forrige utgave av AFPT+. Når vi ser dette opp mot prinsippet om nevromuskulær matching, som hevder at muskler som har størst indre momentarm rekrutteres i størst grad 10, er det logisk at hip thrust er en god øvelse når muskelvekst i gluteus maximus er målet.
Studien jeg gikk gjennom i forrige måned av AFPT+, viste også at muskelkrefter i gluteus maximus var omtrentlig likt mellom en splittbøy og ett-bens hip thrust, men som nevnt tidligere, at motstandsprofilene var ulike. Dermed er det nærliggende å tro at det mekaniske draget er relativt likt mellom øvelsene, og at man kan forvente relativt lik muskelvekst, siden mekanisk drag er hovedmekanismen for muskelvekst 11. Samtidig er det mye man ikke vet om mekanismene for muskelvekst, så en treningsstudie som direkte sammenligner effekten av hip thrust og knebøy på muskelvekst har vært nødvendig for å kartlegge dette. Derfor utførte Plotkin et al. 12 en studie som undersøkte dette som vil bli analysert i månedens utgave av AFPT+.
Hensikten med studien: Undersøke hvordan volum-matchet styrketrening mellom knebøy- og hip thrust påvirket muskelvekst gluteus maximus, adduktor-gruppen, hamstring, og quadriceps, ulike styrketester, og om overflate-elektromyografi kunne predikere muskelvekst 12.
Hypotese: Ingen hypotese ble rapportert i studien.
Metode
Deltakere:
34 utrente studenter deltok i studien. 18 av deltakerne ble randomisert i hip thrust-gruppen, mens 16 deltakere ble randomisert inn i knebøy-gruppen.
Øvelser og treningsplan:
Deltakerne trente samme treningsplan 2 dager per uke. Treningsplan besto av 3-6 sett per treningsøkt med enten knebøy eller hip thrust til utmattelse (definert i studien som å ikke være i stand til å utføre en ekstra repetisjon. I uke 1 utførte deltakerne 3 sett, uke 2 utførte de 4 sett, uke 3-6 utførte de 5 sett, og uke 7-9 utførte de 6 sett. Repetisjons-range var 8-12 repetisjoner hvor de benyttet en dobbel progresjons-strategi for å sikre progressiv overbelastning. Deltakerne hadde 2,5 minutt pause mellom alle sett. Løftetempo var standardisert med kontrollert eksentrisk fase og intensjon om maksimal innsats i konsentrisk fase. Alle treningsøkter ble gjennomført med studieansvarlig for å sikre at treningene ble gjennomført. Knebøydybde var ikke standardisert, men instruert om og at den skulle bli gjennomført så dypt som mulig. Deltakerne ble oppfordret til å ikke delta på styrketrening utenfor studien. Deltakerne kunne ikke ha fravær på mer enn 2 av treningene for å bli inkludert i de statistiske analysene.
Målinger:
Muskelvekst ble målt som muskeltverrsnitt for øvre, midtre, og nedre del av gluteus maximus. I tillegg ble tverrsnitt målt og rapportert for quadriceps, adduktor-gruppen, og hamstring som vist på figur 1.
Figur 1. Viser hvordan muskelvekst ble målt i pre- og post-test. Tre øverste bilder viser tverrsnitt av øvre, midtre, og nedre del av gluteus maximus. Nederste bilde viser tverrsnitt av hele quadriceps, adduktor-gruppen og hamstring.
Hovedfunn
1) Størst muskelvekst fra pre-test til post-test for nedre del av gluteus maximus for både knebøy og hip-thrust gruppen.
2) Ingen signifikante forskjeller mellom gruppene for hverken øvre, midtre, eller nedre del av gluteus maximus.
3) Større muskelvekst i quadriceps og adduktor-muskulaturen for knebøy-gruppen enn hip thrust-gruppen (Se figur 2).
Figur 2. Viser gjennomsnittlig (og standardavvik) økning fra pre- til post-test i muskeltversnitt for øvre, midtre, og nedre del av gluteus maximus, gluteus medius og minimus, quadriceps, adduktorer, og hamstring.
Diskusjon
Hovedfunnene i studien var at knebøy og hip thrust var like effektivt for muskelvekst i gluteus maximus etter 9 uker styrketrening blant utrente. I tillegg førte begge øvelsene til mest muskelvekst i nedre del av gluteus maximus, og noe mindre muskelvekst i midtre og øvre del av setemuskulaturen. Knebøy var mest effektivt for å øke muskelvekst i quadriceps og adduktor magnus, mens ingen av øvelsene førte til nevneverdig muskelvekst på hamstring- eller gluteus medius-muskulaturen. Praktisk betyr dette at hip thrust er en fin øvelse når målet er å isolere muskelvekst på setemuskulaturen, mens knebøy er et fint valg når man ønsker mer vekst på flere muskelgrupper i en og samme øvelse.
At knebøy førte til mer muskelvekst i quadriceps er ikke overraskende siden knebøy har stor belastning og ROM over kneleddet, mens hip thrust ikke har det. Derfor vil diskusjonen i hovedsak dreie seg om funnene relatert til muskelvekst i setemuskulaturen. Funnene er ikke i samsvar med mye av den nåværende forskningslitteraturen som har rapportert at å belaste muskelen i strekt posisjon i snitt ser ut å føre til mer muskelvekst enn å belaste muskelen mer i nøytral og forkortet posisjon 2. Likevel er denne forskningslitteraturen ofte basert på at man sammenligner ulike ROM av samme bevegelse, men ikke ulike øvelser, som har ulike motstandsprofiler. Funnene er derfor logiske, og noe jeg hadde forventet.
Jeg har mange spekulasjoner basert på disse funnene. Først og fremst ble studien utført på nybegynnere, og funnene er ikke nødvendigvis overførbare til styrketrente individer. Det er rapportert i litteraturen at majoriteten av muskelvekst, som oppstår i starten for nybegynnere, foregår i lengderetning, og ikke parallell 15. Det kan derfor være at knebøy er like effektivt som hip thrust for muskelvekst i gluteus maximus for nybegynnere fordi belastningsprofilen for knebøy er mer belastende i bunnposisjonen der gluteus maximus er på den synkende delen av lengde-spenningsforholdet. Dette kan potensielt være et viktig poeng, og derfor burde lignende studiedesign gjennomføres på mer erfarne styrketrente.
At nybegynnere ble benyttet spiller også inn fordi knebøy erfaringsmessig er en mer teknisk utfordrende øvelse enn hip thrust. Dette kan potensielt ha innvirkning fordi det kan ha vært enklere for deltakerne å presse seg til utmattelse gjennom hele studien i hip thrust, noe som med stor sannsynlighet har hatt en innvirkning på resultatene. Det er kjent at styrkefremgang rundt de første 6 ukene skyldes nevrale tilpasninger, og at muskelvekst blir mer gjeldende ved lengre treningsvarigheter 13. Siden studien varte i kun 9 uker, kan det derfor være at studien hadde for kort varighet til å avdekke forskjeller i muskelvekst mellom gruppene som er representative for virkeligheten.
Tross dette, gir studien indikasjoner på at hip thrust og knebøy har ulike forklaringsmekanismer for hvorfor muskelveksten var lik i setemuskulaturen. Noe som trolig fører til aktivering av ulike signalveier, som er viktig for muskelvekst 14. Muskelvekst i hip thrust oppstår muligens fordi belastningen er størst i topp-posisjonen hvor setemuskulaturen har en stor indre momentarm. I tillegg vil muskelfiberene i setemuskulaturen nærme seg platå-regionen på lengdespenningsforholdet 1, noe som trolig fører til stor motorenhet-aktivering av muskelfiberene (spesifikt de nedre fibrene) i gluteus maximus. For knebøy, er belastningen størst der muskelfiberene er på den synkende delen av lengdespenningsforholdet, noe som potensielt (selv om ikke målt) kan gi strekk-utløst muskelvekst 1. Alt i alt, selv om den bakenforliggende forståelsen for hvorfor muskelvekst var identisk mellom gruppene er begrenset, er dette et stort bidrag til puslespillet på området.
Interessant nok, var nedre del av setemuskulaturen den som opplevde mest muskelvekst, mens økningen i midtre og øvre del av setemuskulaturen var betydelig, men likevel mindre. Jeg skriver selv en PhD i muskelmodelleringer i knebøy og har i mine (ikke enda publiserte) analyser sett at den nedre delen av gluteus maximus er den delen som produserer størst muskelkrefter, og at majoriteten av kreftene kommer fra den passive komponenten i lengdespenningsforholdet. Det var derfor overraskende at både hip thrust og knebøy så ut til å føre til ganske lik muskelvekst siden begge hadde størst vekst i den nedre delen av setemuskulaturen. Jeg tror en del av forklaringen for dette kan være at de nederste fibrene har en ganske vertikal fiberretning, som gjør at denne delen er spesielt viktig i ekstensjon av hoften. Den midtre og øverste delen av setet bidrar til ekstensjon, men kan potensielt være viktigere i de andre funksjonene til setemusklene, som abduksjon og utoverrotasjon av hoften. Merk likevel at dette er veldig spekulativt og at jeg derfor ville likt og sett en studie som sammenlignet muskelvekst i gluteus maximus mellom hofteabduksjon i kabel med hip thrust og/eller knebøy.
I figur 6 i originalartikkelen rapporterte forskerne også individuelle datapunkter. En viktig ting å merke seg på figur 6 var at flere av deltakerne ifølge figur 6 på hip thrust-gruppen mistet muskelmasse. Dette synes jeg var merkelig, så jeg kontaktet hovedforfatteren, og han forklarte at dette trolig skyldtes cut-off på MRI-måleren. Siden dette gjøres manuelt sa forfatteren at det var vanskelig å vite eksakt hvor man skulle sette cut-off på de ulike delene av setemuskulaturen, og at nedgangen i muskelmasse trolig skyldtes målefeil og ikke var reell. Dette er en potensiell stor svakhet, som gjør det utfordrende å vite hvor pålitelige MRI-analysene på setemuskulaturen faktisk er.
Konklusjon og praktisk betydning
Knebøy og hip thrust er like effektivt for å utvikle muskelmasse i setemuskulaturen ved 9 ukers styrketrening for nybegynnere når alle sett blir tatt til utmattelse. Knebøy er mer effektivt enn hip thrust for muskelvekst i quadriceps og adduktormusklene. Derfor kan hip thrust brukes for å isolere setemuskulaturen, mens knebøy kan brukes når målet er mer helhetlig muskelvekst i underkroppen.
Referanser
1. Collings TJ, Bourne MN, Barrett RS, et al. Gluteal Muscle Forces during Hip-Focused Injury Prevention and Rehabilitation Exercises. Medicine and Science in Sports and Exercise. 2023;55(4):650-660.
2. Wolf M, Androulakis-Korakakis P, Fisher J, Schoenfeld B, Steele J. Partial vs full range of motion resistance training: A systematic review and meta-analysis. International Journal of Strength and Conditioning. 2023;3(1)
3. Kubo K, Ikebukuro T, Yata H. Effects of squat training with different depths on lower limb muscle volumes. European journal of applied physiology. 2019;119(9):1933-1942.
4. Larsen S, Kristiansen E, Helms E, van den Tillaar R. Effects of Stance Width and Barbell Placement on Kinematics, Kinetics, and Myoelectric Activity in Back Squats. Frontiers in Sports Active Living. 2021:239.
5. Larsen S, Kristiansen E, van den Tillaar R. New Insights About the Sticking Region in Back Squats: An Analysis of Kinematics, Kinetics, and Myoelectric Activity. Frontiers in Sports Active Living. 2021;3
6. van den Tillaar R, Knutli T, Larsen S. The effects of barbell placement on kinematics and muscle activation around the sticking region in squats. . Frontiers in Sports and Active Living. 2020;
7. van den Tillaar R, Kristiansen EL, Larsen S. Is the Occurrence of the Sticking Region in Maximum Smith Machine Squats the Result of Diminishing Potentiation and Co-Contraction of the Prime Movers among Recreationally Resistance Trained Males? International Journal of Environmental Research Public Health. 2021;18(3):1366.
8. Németh G, Ohlsén H. In vivo moment arm lengths for hip extensor muscles at different angles of hip flexion. Journal of biomechanics. 1985;18(2):129-140.
9. Brazil A, Needham L, Palmer JL, Bezodis IN. A comprehensive biomechanical analysis of the barbell hip thrust. Plos one. 2021;16(3):e0249307.
10. Hudson AL, Gandevia SC, Butler JE. A principle of neuromechanical matching for motor unit recruitment in human movement. Exercise and Sport Sciences Reviews. 2019;47(3):157-168.
11. Schoenfeld BJ. The mechanisms of muscle hypertrophy and their application to resistance training. The Journal of Strength & Conditioning Research. 2010;24(10):2857-2872.
12. Plotkin DL, Rodas MA, Vigotsky A, et al. Hip thrust and back squat training elicit similar gluteus muscle hypertrophy and transfer similarly to the deadlift. bioRxiv. 2023:2023.06. 21.545949.
13. Sale DG. Neural adaptation to resistance training. Medicine and science in sports and exercise. 1988;20(5 Suppl):S135-45.
14. Wackerhage H, Schoenfeld BJ, Hamilton DL, Lehti M, Hulmi JJ. Stimuli and sensors that initiate skeletal muscle hypertrophy following resistance exercise. Journal of applied physiology. 2019;
15. Schoenfeld, BJ. Science and development of muscle hypertrophy. Human kinetics.