Kuiten trainen met gestrekte of gebogen benen? Active insufficiency en Passive insufficiency

Kuiten trainen met gestrekte of gebogen benen? Het maakt veel verschil voor de mate waarin de grote kuitspieren belast worden. De spiertoestand die voor dit verschil zorgt, wordt active insufficiency genoemd. 

Spieren die over twee gewrichten lopen

Active insufficiency en passive insufficiency gelden wanneer de bewegingsbaan van een gewricht wordt beperkt door een spier die al over een ander gewricht wordt verkort of verlengd. Hoewel de begrippen dus vooral over de range of motion van een gewricht gaan, hebben ze ook twee andere consequenties.

Active insufficiency en passive insufficiency zijn namelijk ook toestanden waarin een spier, of een bepaalde kop daarvan, geen maximale inspanning kan leveren. Active insufficiency en passive insufficiency kunnen van toepassing zijn wanneer een spier aan het werk wordt gezet die over twee gewrichten loopt.

De meest eenvoudige manier om een spier voor te stellen, is als een touw dat verbonden is aan twee kanten van een scharnier of draaipunt. Een touw dat zichzelf in elkaar kan trekken of uitgerekt kan worden door een tegengestelde kracht. Een beetje als “een elastiek op batterijen”.

Sommige spieren lopen over twee gewrichten/’scharnieren’. Bijvoorbeeld de gastrocnemius, een van de kuitspieren. De gastrocnemius is een zogenaamde tweekoppig spier. Aan de bovenkant (van de spier) zit deze aan twee verschillende punten vast aan de (onderkant van) het bovenbeen. Onderin eindigen beide koppen in een gedeelde aanhechting die over het enkelgewricht loopt, bekend als de achillespees.

In de (rechter) afbeelding hiernaast zie je goed hoe de spier over beide gewrichten loopt. Het handige hiervan is dat de gastrocnemius niet alleen kan helpen om bijvoorbeeld op de tenen te gaan staan, maar ook om je been te buigen bij de knie. Het nadeel is dat beide acties tegelijk een stuk moeilijker is voor de spier.

Stel je de spier weer voor als een elastiek. Wat gebeurt er met dit elastiek als je door de knieën buigt? Dan wordt deze korter. De afstand tussen beide uiteinden wordt immers kleiner. Stel dat je nu de voeten naar beneden laat wijzen, wat gebeurt er dan? Juist, de spier wordt nog korter omdat de aanhechting aan de hiel richting het bovenbeen wordt gebracht.

Active insufficiency

Waarom is dit belangrijk? Omdat een spier die reeds over één gewricht is verkort, niet meer maximaal kan verkorten. De spier kan dan geen maximale inspanning meer leveren bij de beweging over het andere gewricht.

Calf raises (voeten/tenen van je af duwen) kan je staand uitvoeren of zitten. Staand doe je dit door met de bal van de voeten op een verhoging te staan en bijvoorbeeld een halter op de bovenrug/schouders te houden voor weerstand. Zittend doe je dit met gebogen knieën en het gewicht op de knieën geplaatst.

Wanneer je zit, is de gastrocnemius al verkort waardoor deze geen maximale inspanning meer kan leveren. Als dit nu de enige spier was om het enkelgewricht te strekken dan was de conclusie duidelijk: “Doe de oefeningen voor de kuitspieren altijd staand”.

Kuiten trainen: Waarom staand?

Hoewel dat in de praktijk een prima advies kan zijn, is wat genuanceerder. Mensen zijn namelijk best knap gebouwd. De evolutie heeft er dan ook voor gezorgd dat je niet van één spier afhankelijk hoeft te zijn als deze zo makkelijk in een ongunstige positie gebracht kan worden. In de afbeeldingen van de kuitspieren zie je ook de soleus die onder en dieper dan de gastrocnemius ligt. Deze is aan de bovenzijde verbonden aan de bovenkant van het onderbeen (in plaats van het bovenbeen). Onderin deelt deze de aanhechting met de gastrocnemius. Sommigen beschouwen de gastrocnemius en soleus dan ook als een enkele spier met drie koppen.

De soleus spier loopt dus alleen over het enkelgewricht. Dat betekent dat de soleus niet beïnvloed wordt door het buigen of strekken van de knie. Althans, niet direct. Indirect heeft dit wel invloed. Als de gastrocnemius niet volledig kan worden ingezet doordat de knie gebogen is en active insufficiency ontstaat, dan moet de soleus bijna de hele last dragen.

Met andere woorden: Als je beide kuitspieren aan het werk wilt zetten, voer de oefeningen voor deze dan staand uit. Wil je de soleus (zoveel mogelijk) isoleren, train dan met gebogen knieën.

Kuiten trainen: Waarom zittend?

Waarom zou je de soleus willen isoleren? Dat kan zijn om esthetische redenen. De spierbuiken van de gastrocnemius zitten hoog op de kuit en eindigen in een lange aanhechting. De spierbuik van de dieper liggende soleus loopt een stuk verder door naar beneden om in een kortere aanhechting te eindigen. Ik heb ze in de afbeelding hiernaast/boven voor de duidelijkheid ingekleurd. Een zeer goed ontwikkelde gastrocnemius, maar minder ontwikkelde soleus zorgt ervoor dat de gehele kuit pas halverwege het onderbeen lijkt te beginnen. Een beter ontwikkelde soleus voegt over  een grotere lengte dikte toe.

Gastrocnemius isoleren?

Het is niet mogelijk om de gastrocnemius te isoleren. Je kunt de soleus ten eerste niet op eenzelfde manier in een ‘mechanisch ongunstige’ positie brengen. Dat wil niet zeggen dat het niet mogelijk is om de gastrocnemius harder te laten werken dan de soleus. De gastrocnemius helpt immers ook bij het buigen van het been. ‘Harder werken’ betekent hier echter niet ‘hard werken’. De inzet van de gastrocnemius en diens bijdrage aan het buigen van de knie is namelijk beperkt.

“Ideale lengte van de spier”

De vergelijking van de spier met een elastiek op batterijen gaat niet helemaal op. Anders zou een volledig opgerekte spier de meeste spanning kunnen leveren. Dat is niet het geval. Die ‘batterijen’ in het elastiek, de sarcomeren, werken als het ware als ‘actief klittenband’. De spiervezels is een lange, dunne cel. In die cel lopen een soort draden met de dikte van een 1/100e van een haar. Deze ‘myofibrillen’ worden gevormd door twee ketens van eiwitten, mysosine en actine. Deze kunnen elkaar op een verder punt vastgrijpen en zo in en uit elkaar schuiven waardoor de spier kan samentrekken en ontspannen.

Ik noemde het ‘actief klittenband’ omdat klittenband een minimale overlap nodig heeft om beide zijden aan elkaar te kunnen laten grijpen. Wanneer een spier te ver wordt opgerekt dan is de overlap tussen de active en myosine filamenten te klein om maximale kracht te leveren.

De spier moet dus niet al verkort of te ver zijn opgerekt om maximale kracht te kunnen leveren. De optimale spanning zou 1,2 maal de spanning in rust zijn. Bij een hogere spanning zou passive insufficiency optreden [Levangie& Norkin].

Passive insufficiency van de gastrocnemius

Tot nu toe hebben we het gehad over active insufficiency: Een spier die reeds verkort is over één gewricht en vervolgens moet bijdragen aan beweging van een tweede gewricht.

Passive insufficiency ontstaat wanneer de spier reeds verlengd is over één gewricht en vervolgens moet verlengen over een tweede gewricht. Als de volle rek over beide gewrichten al bereikt is dan kan de spier vanuit deze positie geen maximale inspanning leveren om weer te verkorten. De overlap tussen actine en mysosine is te klein voor maximale contractie.

De gastrocnemius kan ook met passive insufficiency te maken krijgen. Tijdens kuiten trainen, speelt active insufficiency echter veel vaker een rol.

Passive insufficiency van de gastrocnemius komt voor wanneer je je bovenbeen gestrekt hebt en vervolgens je tenen richting knie wilt wijzen (of omgekeerd). Probeer maar eens. Buig vervolgens de knie. Je zult voelen dat de rek direct een stuk verlaagd wordt bij de knieholte.

Bij krachttraining kan je hiermee te maken krijgen wanneer je staande calf raises doet en volledig omlaag zakt met de hielen totdat een volledige rek ontstaat. Als je vanuit die positie weer omhoog wilt drukken dan kan de gastrocnemius niet maximaal worden ingezet en moet de soleus weer een groter deel van de last dragen. Zo ver doorzakken zou er waarschijnlijk echter in resulteren dat je met je voeten van het toestel glijdt.

Meer active en passive insufficiency

Ik heb kuiten als het eerste voorbeeld genomen om de werking en consequenties van active en passive insufficiency te illustreren. In volgende artikelen zal ik andere spiergroepen beschrijven die met dit principe te maken krijgen.

Gewapend met die kennis zal je voortaan van vele varianten op oefeningen direct begrijpen welke invloed deze hebben op de inzet van de verschillende spieren (of spierkoppen).

Bronnen:

  • Landin D, Thompson M, Reid M. Actions of Two Bi-Articular Muscles of the Lower Extremity: A Review. J Clin Med Res. 2016;8(7):489-94.
  • suppversity.blogspot.com/2011/08/suppversity-emg-series-gluteaus-maximus
  • Levangie, P., and C. Norkin. 22 Strength and Conditioning Journal August 2002 Joint: Structure and Function (2nd ed.). Philadelphia: F.A. Davis, 1992

Over Kenneth Nwosu

Kenneth Nwosu is gediplomeerd fitness trainer en hoofdredacteur van FITsociety. Hij schrijft uitvoerig over alles met betrekking tot fitness, krachttraining, afvallen, voeding en voedingssupplementen. Als fitness fotograaf heeft hij honderden fitness fanaten in hun beste shape vastgelegd.

Plaats een reactie