Analyserad Studie : Haugen et al. 2023 Effekt av fria vikter vs. maskinbaserad styrketräning på maximal styrka, hypertrofi och hopp prestanda - en systematisk översikt och meta-analys1

Nyckelpunkter

• För muskeltillväxt verkar det inte ha någon betydelse.

• Samma gäller för styrka.

• Om du ägnar dig åt idrott eller annat som kräver styrka i specifika övningar (t.ex. knäböj i styrkelyft), bör du träna detta.

Introduktion

Länge har det sagts bland bodybuilders att fria vikter ger bättre resultat än maskiner när det gäller träning. Ett av påståendena har bland annat varit att fria vikter frisätter mer tillväxthormon och testosteron än maskiner gör. Detta stöds till viss del av vetenskapen (2,3). Men är akuta hormonfrisättningar samma sak som långsiktiga resultat? Detta ska vi titta närmare på. Vidare har det också argumenterats för att fria vikter ger ökad muskelaktivering. Detta stöds också av vetenskapen (4,5). Det finns dock lite evidens för att muskelaktivering kan förutsäga muskeltillväxt över en längre period (6,7). Å andra sidan kan man argumentera för maskiners fördel eftersom relativt liknande maskin- och friviktsövningar har varit i fördel för maskiner när det gäller hur tungt du kan lyfta (4,8). Detta kan möjligen förklaras genom att kroppen vid användning av fria vikter prioriterar stabilitet över kraftproduktion. Det innebär att när stabiliteten i övningen (fri vikt) minskar minskar också kraftproduktionen (9,10). Men återigen verkar det vara graden av utmattning som styr muskeltillväxten och inte antalet kg på stången. Det måste vara relativt till nivån och man har sett muskeltillväxt över ett brett spektrum av vikter (11,13).

Huvudfynd

De huvudsakliga fynden var att det inte fanns någon skillnad i muskeltillväxt mellan fria vikter och maskiner. Vidare fanns det heller ingen skillnad i mått på spänst och styrka. Vi fann vidare att principen om specificitet påverkar. Om du vill bli stark i maskiner bör du träna med maskiner. Om du vill bli stark med fria vikter bör du träna med fria vikter. För överkroppsstyrka var effekten störst med maskiner. Ingen skillnad i underkroppen. I en tränad population fanns ingen skillnad, men för en otränad grupp fanns en tendens mot maskiner.

Diskussion

Gruppen som använde fria vikter ökade styrkan mer när båda grupper testades med fria vikter, och maskin-gruppen tenderade att öka styrkan mer i maskinövningar än fri-viktsgruppen. Detta följer principen om specificitet (14). En möjlig förklaring till varför de specifika styrkanalyserna bara visade en statistiskt signifikant skillnad när båda grupper testade styrkan med fria vikter, kan vara komplexiteten i övningarna. Fria vikter involverar fler frihetsgrader jämfört med maskiner (15), därför kan överföringen från fria vikter till maskin klassificeras som en övergång från den mest komplexa uppgiften till den minst komplexa uppgiften, vilket potentiellt kan vara en enklare överföring jämfört med den omvända vägen. Dock visade känslighetsanalysen att borttagandet av en studie (16) resulterade i en fördel för maskinbaserad styrketräning vid jämförelse av direkt effektstorlek. Detta kan antyda att färre grader av frihet kan ge bättre resultat, men en studie av Rutherford & Jones (17) fann den största relativa ökningen i leg extension för gruppen med flest frihetsgrader.

En möjlig förklaring till detta kan vara inlärningseffekten, därför kan studier med längre varaktighet eller anpassning ge en bättre förklaring. Specificiteten av styrkeförändringarna antyder att "vanliga människor" som bara vill bli starkare kan basera sitt val på personliga preferenser, eftersom fria vikter och maskiner resulterade i samma relativa ökning i styrka. Dock bör idrottare i sporter som styrkelyft, viktlöftning och andra sporter med specifika krav på övningar prioritera dessa övningar i sin träning. Vi observerade ingen skillnad i förändringar i maximal styrka mellan fria vikter och maskinbaserad styrketräning när det bedömdes med övningar som motsvarade de respektive träningsmetoderna. Men känslighetsanalysen visade att borttagandet av Augustsson et al (16) justerade resultaten till fördel för maskinbaserad styrketräning. Maskingruppen i den studien hade en liten framgång (2,2%) jämfört med både fri-viktsgruppen (30,8%) och också jämfört med maskingruppen i andra studier (15,8–42,2%).

De små förändringarna i styrka efter maskinbaserad träning i Augustsson et al (16) kan möjligen förklaras av utrustningen som användes. De tränade med isoinertiala övningar, men var den enda studien som mätte styrka i en isokinetisk knäextensormaskin och använde enkelledsrörelse i maskingruppen. Den isokinetiska knäextensorn skiljer sig från en vanlig knäextensor och vanliga maskiner på grund av en rörelse.

Referenser

1. Haugen ME, Vårvik FT, Larsen S, Haugen AS, van den Tillaar R, Bjørnsen T. Effect of free-weight vs. machine-based strength training on maximal strength, hypertrophy and jump performance – a systematic review and meta-analysis. BMC Sports Sci Med Rehabil. 2023;15(1):103. doi:10.1186/s13102-023-00713-4

2. McCall GE, Byrnes WC, Fleck SJ, Dickinson A, Kraemer WJ. Acute and chronic hormonal responses to resistance training designed to promote muscle hypertrophy. Can J Appl Physiol. 1999;24(1):96-107. doi:10.1139/h99-009

3. Kraemer WJ, Marchitelli L, Gordon SE, et al. Hormonal and growth factor responses to heavy resistance exercise protocols. J Appl Physiol. 1990;69(4):1442-1450. doi:10.1152/jappl.1990.69.4.1442

4. Schwanbeck S, Chilibeck PD, Binsted G. A comparison of free weight squat to Smith machine squat using electromyography. J strength Cond Res. 2009;23(9):2588-2591. doi:10.1519/JSC.0b013e3181b1b181

5. van den Tillaar R, Andersen V, Saeterbakken AH. Comparison of muscle activation and kinematics during free-weight back squats with different loads. PLoS One. 2019;14(5):1-13. doi:10.1371/journal.pone.0217044

6. Vigotsky AD, Halperin I, Trajano GS, Vieira TM. Longing for a Longitudinal Proxy_ Acutely Measured Surface EMG Amplitude is not a Validated Predictor of Muscle Hypertrophy. Sport Med. 2022;52(2):193-199. doi:10.1007/s40279-021-01619-2

7. Vigotsky AD, Halperin I, Lehman GJ, Trajano GS, Vieira TM. Interpreting signal amplitudes in surface electromyography studies in sport and rehabilitation sciences. Front Physiol. 2018;8(JAN). doi:10.3389/fphys.2017.00985

8. Cotterman ML, Darby LA, Skelly WA. Comparison of muscle force production using the Smith machine and free weights for bench press and squat exercises. J Strength Cond Res. 2005;19(1):169-176. doi:10.1519/14433.1

9. Anderson K, Behm DG. Trunk muscle activity increases with unstable squat movements. Can J Appl Physiol. 2005;30(1):33-45. doi:10.1139/h05-103

10. Behm D, Colado JC. The effectiveness of resistance training using unstable surfaces and devices for rehabilitation. Int J Sports Phys Ther. 2012;7(2):226-241. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22530196%0Ahttp://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=PMC3325639

11. Grgic J, Schoenfeld BJ, Orazem J, Sabol F. Effects of resistance training performed to repetition failure or non-failure on muscular strength and hypertrophy: A systematic review and meta-analysis. J Sport Heal Sci. 2022;11(2):202-211. doi:10.1016/j.jshs.2021.01.007

12. Schoenfeld BJ, Grgic J, Van Every DW, Plotkin DL. Loading Recommendations for Muscle Strength, Hypertrophy, and Local Endurance: A Re-Examination of the Repetition Continuum. Sports. 2021;9(2). doi:10.3390/sports9020032

13. Grgic J, Grgic I, Pickering C, Schoenfeld BJ, Bishop DJ, Pedisic Z. Wake up and smell the coffee: caffeine supplementation and exercise performance-an umbrella review of 21 published meta-analyses. Br J Sport Med. 2020;54:681-688. doi:10.1136/bjsports-2018-100278

14. Mattocks KT, Buckner SL, Jessee MB, Dankel SJ, Mouser JG, Loenneke JP. Practicing the Test Produces Strength Equivalent to Higher Volume Training. Vol 49.; 2017. doi:10.1249/MSS.0000000000001300

15. Bernstein N. The Co-Ordination and Regulation of Movements. Pergamong Press Ltd.; 1967.

16. Augustsson J, Esko A, Thomeé R, Svantesson U. Weight training of the thigh muscles using closed vs. Open kinetic chain exercises: A comparison of performance enhancement. J Orthop Sports Phys Ther. 1998;27(1):3-8. doi:10.2519/jospt.1998.27.1.3

17. Rutherford OM, Jones DA. The role of learning and coordination in strength training. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1986;55(1):100-105. doi:10.1007/BF00422902

18. Anderson K, Behm DG. The impact of instability resistance training on balance and stability. Sport Med. 2005;35(1):43-53. doi:10.2165/00007256-200535010-00004

19. Behm DG, Anderson KG. The role of instability with resistance training. J Strength Cond Res. 2006;20(3):716-722. doi:10.1519/R-18475.1

20. Woodworth RS, Thorndike EL. The influence of improvement in one mental function upon the efficiency of other functions. In: Psychological Issues: Selected Papers of Robert S. Woodworth, Professor of Psychology, Columbia University. Columbia University Press; 2011:335-369. doi:10.1037/13498-022

21. Morton RW, Oikawa SY, Wavell CG, et al. Neither load nor systemic hormones determine resistance training-mediated hypertrophy or strength gains in resistance-trained young men. J Appl Physiol. 2016;121(1):129-138. doi:10.1152/japplphysiol.00154.2016

22. Mitchell CJ, Churchward-Venne TA, West DWD, et al. Resistance exercise load does not determine training-mediated hypertrophic gains in young men. J Appl Physiol. 2012;113(1):71-77. doi:10.1152/japplphysiol.00307.2012

23. Heidel KA, Novak ZJ, Dankel SJ. Machines and free weight exercises: a systematic review and meta-analysis comparing changes in muscle size, strength, and power. J Sports Med Phys Fitness. Published online October 2021. doi:10.23736/S0022-4707.21.12929-9

24. Costa BD de V, Kassiano W, Nunes JP, et al. Does Performing Different Resistance Exercises for the Same Muscle Group Induce Non-homogeneous Hypertrophy? Int J Sports Med. 2021;42(09):803-811. doi:10.1055/a-1308-3674

25. Kubo K, Ikebukuro T, Yata H. Effects of squat training with different depths on lower limb muscle volumes. Eur J Appl Physiol. 2019;119(9):1933-1942. doi:10.1007/s00421-019-04181-y

26. Earp JE, Newton RU, Cormie P, Blazevich AJ. Inhomogeneous quadriceps femoris hypertrophy in response to strength and power training. Med Sci Sports Exerc. 2015;47(11):2389-2397. doi:10.1249/MSS.0000000000000669

27. Fonseca RM, Roschel H, Tricoli V, et al. Changes in Exercises Are More Effective Than in Loading Schemes to Improve Muscle Strength. J Strength Cond Res. 2014;28(11):3085-3092. doi:10.1519/JSC.0000000000000539

28. Ema R, Wakahara T, Miyamoto N, Kanehisa H, Kawakami Y. Inhomogeneous architectural changes of the quadriceps femoris induced by resistance training. Eur J Appl Physiol. 2013;113(11):2691-2703. doi:10.1007/s00421-013-2700-1

29. Oranchuk DJ, Storey AG, Nelson AR, Cronin JB. Isometric training and long-term adaptations: Effects of muscle length, intensity, and intent: A systematic review. Scand J Med Sci Sport. 2019;29(4):484-503. doi:10.1111/sms.13375

30. Pallarés JG, Hernández-Belmonte A, Martínez-Cava A, Vetrovsky T, Steffl M, Courel-Ibáñez J. Effects of range of motion on resistance training adaptations: A systematic review and meta-analysis. Scand J Med Sci Sport. 2021;31(10):1866-1881. doi:10.1111/sms.14006

31. Zabaleta-Korta A, Fernández-Peña E, Santos-Concejero J. Regional Hypertrophy, the Inhomogeneous Muscle Growth: A Systematic Review. Strength Cond J. 2020;42(5):94-101. doi:10.1519/ssc.0000000000000574