Explosieve kracht en Rate of Force Development binnen voorste kruisband revalidatie

Onderzoek laat zien dat een hoge RFD samenhangt met betere prestaties in sprongen, sprinten, gewichtheffen en zelfs in sporten als golf, waar timing en snelle krachtopbouw essentieel zijn. RFD wordt duidelijk zichtbaar tijdens de stretch-shortening cycle (SSC). Dit is het natuurlijke mechanisme waarbij spieren en pezen eerst snel op rek komen en daarna direct krachtig samentrekken. Tijdens deze overgang wordt elastische energie die tijdens de rek van de spier is opgeslagen benut om extra kracht en snelheid te produceren. Hoe sneller je elastiek uitrekt en loslaat, hoe krachtiger het terugschiet. Bij spieren werkt dit op dezelfde manier. De snelheid van rek en het moment van terugveren bepalen hoeveel kracht je in korte tijd kunt leveren.

De stretch-shortening cycle kent drie fases. Eerst de excentrische fase. De spier verlengt terwijl er spanning op staat, zoals wanneer je door je knieën buigt voordat je springt. Daarna volgt de amortisatiefase. Dit is een extreem kort overgangsmoment tussen verlengen en verkorten. Hoe korter deze fase, des te efficiënter de stretch shortening cycle. Wanneer energie of spanning verloren gaat, spreken we van een energielek. Daarna volgt een concentrische fase waarin de spier krachtig samentrekt en opgeslagen energie vrijkomt om de beweging explosiever te maken.

Binnen de SSC onderscheiden we een langzame en een snelle cyclus. Bij de langzame variant duurt de volledige cyclus langer dan 250 milliseconden. Bij de snelle variant is de hele cyclus van rek tot strek korter dan 250 milliseconden. Langzame cycli geven meer tijd om kracht op te bouwen en leveren daardoor hogere piekkrachten. De snelle cycli vragen om razendsnelle krachtontwikkeling binnen een fractie van een seconde. Sprinten is hiervan het beste voorbeeld. Tijdens elke pas maakt de voet slechts tachtig tot negentig milliseconden contact met de grond. Binnen die tijd is het onmogelijk om maximale kracht te ontwikkelen. Spieren en pezen benutten de opgeslagen elastische energie. Reflexmatige spieractivatie verhoogt de spanning. De tijdsdruk dwingt het lichaam om in milliseconden kracht te leveren.

Countermovement jump

Een countermovement jump is een voorbeeld van een langzame SSC. De buiging in heup, knie en enkel is hierbij relatief groot en de beweging duurt ongeveer een halve seconde. De spier heeft meer tijd om kracht op te bouwen en kan daardoor hogere piekkrachten leveren. Het nadeel is dat de krachttoename minder snel verloopt en de RFD dus lager blijft.

Pees stijfheid

Rate of force development (RFD) wordt mede bepaald door neurale aansturing als de fysiologische eigenschappen van de pees en spier. De snelheid waarmee groepjes spiervezels(motor units) geactiveerd kunnen worden en het type spiervezels spelen hierin een rol, maar een vaak onderschatte factor is tendon stiffness ofwel de stijfheid van de pees.

Een stijvere pees betekent een stevige en directe verbinding tussen spier en bot. Doordat er weinig rek plaatsvindt, kan de spierkracht vrijwel zonder tijdsverlies worden overgedragen. De elektromechanische vertraging, het moment tussen het zenuwsignaal en de daadwerkelijke krachtproductie, wordt hierdoor korter. Hoe stijver de pees is, hoe kleiner de vertraging en hoe hoger de snelheid waarmee kracht kan worden opgebouwd, ook wel de rate of force development genoemd.

Peesstijfheid speelt dus een belangrijke rol in de efficiëntie van krachtoverdracht, maar het effect hangt sterk af van de soort beweging die wordt uitgevoerd. Bij bewegingen die voornamelijk concentrisch zijn, zoals een squat jump of een start vanuit stilstand, is een stijvere pees gunstig. De kracht kan dan direct en zonder verlies worden doorgegeven. Bij bewegingen waarbij gebruik wordt gemaakt van de stretch-shortening cycle, zoals een countermovement jump, sprint of snelle verandering van richting, is juist een zekere mate van elasticiteit noodzakelijk. In de excentrische fase wordt energie opgeslagen die vervolgens in de concentrische fase krachtig kan worden teruggegeven. Sprinten is een goed voorbeeld van een extreem snelle stretch-shortening cycle met zeer korte grondcontacttijden. Hiervoor is zowel stijfheid nodig, om de kracht snel door te geven, als elasticiteit, om energie op te slaan en terug te leveren. Wanneer de pees te stijf is, kan er minder energie worden opgenomen en teruggegeven, wat nadelig kan zijn voor de explosiviteit.

De optimale omstandigheden hangen daarom altijd af van de context. Voor directe krachtproductie is stijfheid essentieel, terwijl explosieve bewegingen juist vragen om een combinatie van stijfheid en elasticiteit. Training kan deze eigenschappen beïnvloeden. Zware krachttraining vergroot de stijfheid van de pees en verbetert daardoor de snelheid waarmee kracht wordt ontwikkeld. Plyometrische training, waarin de stretch-shortening cycle centraal staat, vergroot de explosiviteit door de energieopslag en de energieteruggave te optimaliseren. De combinatie van beide trainingsvormen, stevige pezen en een goed ontwikkelde stretch-shortening cycle, zorgt voor een compleet fundament en vergroot het potentieel voor explosiviteit.

Onze spieren bestaan uit verschillende soorten spiervezels met elk hun eigen eigenschappen. Type I-vezels zijn langzame vezels. Ze leveren minder kracht maar zijn zeer goed bestand tegen vermoeidheid en spelen vooral een rol bij langdurige inspanningen(langdurig hardlopen). Type II-vezels zijn de snelle vezels en bestaan uit type IIA en type IIX. Type IIA-vezels zijn snel en krachtig en kunnen redelijk goed omgaan met vermoeidheid. Ze zijn belangrijk bij herhaalde explosieve bewegingen. Type IIX-vezels kunnen in korte tijd veel kracht produceren maar raken snel uitgeput. Vooral type II is dus verantwoordelijk voor de explosiviteit, zoals bij sprints of maximale krachtinspanning. Training kan de verhouding tussen deze vezeltypen beïnvloeden en zo de rate of force development verbeteren. 

Type I (slow-twitch): Uithoudingsvermogen, veel mitochondriën, aerobe energie.

Type IIa (fast oxidative): Snel en redelijk uithoudend, mix van aeroob/anaeroob.

Type IIx (fast glycolytic): Zeer krachtig, snel vermoeid, laatste ‘versnelling’.

RFD ontstaat dus uit een samenspel tussen spieren en zenuwstelsel. Een hogere peesstijfheid zorgt voor een efficiënte overdracht van kracht. Een toename van type IIA-vezels en een sterke neurale drive in de eerste fase van een contractie dragen verder bij aan een snelle krachtontwikkeling. Het verlies van type IIX-vezels of een afname van de stijfheid zorgt juist voor een minder explosieve kracht. 

Genetische aanleg bepaalt voor een groot deel hoeveel snelle vezels iemand kan ontwikkelen. Geboren explosieve atleten zoals sprinters en gewichtheffers hebben vaak van nature een hoog percentage type II-vezels, vooral IIX. Training kan dit vergroten maar wel binnen bepaalde genetische grenzen.

Na een voorste kruisbandoperatie ligt de nadruk in revalidatie vaak op het herstellen van kracht, stabiliteit en mobiliteit. Desondanks blijven veel sporters kampen met het optimaliseren van rate of force development, zelfs wanneer zij hun maximale kracht grotendeels hebben teruggewonnen. Dit onvermogen om snel te reageren vergroot mogelijk de kans op opnieuw deze blessure. Sporten als voetbal, basketbal en hockey vereisen niet alleen kracht, maar vooral het vermogen om kracht snel te ontwikkelen. Rate of force development bepaalt of de sporter in staat is om adequaat te reageren tijdens het sprinten, springen en snelle richtingsveranderingen. Traditionele revalidaties schieten vaak tekort omdat ze onvoldoende inzicht geven in hoe snel kracht wordt gegenereerd. 

In de latere fases van de revalidatie verschuift de aandacht van puur krachtopbouw naar het vermogen om die kracht snel en doelgericht in te zetten. Dat is precies waar moderne trainingsmethoden zoals Velocity-Based Training (VBT) een rol spelen. In plaats van de intensiteit uitsluitend te bepalen op basis van het gewicht dat wordt verplaatst, gebruiken we bij VBT de snelheid van de beweging als uitgangspunt.

Door snelheid als leidraad te nemen, sluiten we beter aan bij de eisen van de moderne sport en de specifieke uitdagingen van herstel na een voorste kruisbandblessure. Een succesvolle terugkeer naar sport na een voorste kruisbandoperatie vraagt immers om meer dan het herwinnen van maximale kracht. Minstens zo belangrijk is het vermogen om kracht in zeer korte tijd vrij te maken, onder omstandigheden die lijken op de sport zelf. Velocity-Based Training kan hier een waardevolle bijdrage leveren. Het zorgt voor een nauwkeurige belasting op basis van bewegingssnelheid en stimuleert neuromusculaire efficiëntie. Daarmee vormt het mogelijk een belangrijk puzzelstuk in de revalidatie en de weg terug naar optimaal sportniveau.

In de praktijk is Rate of Force Development (RFD) op een betrouwbare manier eigenlijk alleen goed vast te stellen met een force plate. Deze technologie registreert de krachtontwikkeling vanaf het allereerste moment van contractie en laat zo exact zien hoe snel iemand kracht kan opbouwen. Andere manieren om explosiviteit in kaart te brengen geven hooguit een indirect beeld, maar missen de precisie van een kracht-tijd-curve. Force plates zijn daarmee de meest betrouwbare methode en de gouden standaard voor wie echt inzicht wil in explosieve krachtontwikkeling.

Bij Fysio Fitaal maken wij gebruik van force plates om kracht en snelheid objectief te meten tijdens de revalidatie na een voorste kruisbandreconstructie. Deze force plates registreren in real time de krachten die een atleet levert in Newton, met een hoge meetfrequentie tot 1000 Hz. Zo krijgen wij niet alleen inzicht in de piekkrachten, maar ook in hoe snel deze krachten worden opgebouwd. Juist dat laatste is cruciaal voor een veilige en verantwoorde terugkeer naar sport.

Bij Fysio Fitaal begeleiden wij sporters stap voor stap bij hun herstel na een voorste kruisbandoperatie. Daarbij kijken we verder dan alleen het terugwinnen van spierkracht. Minstens zo belangrijk is de vraag of die kracht snel genoeg kan worden opgebouwd om veilig en effectief te presteren binnen sport. Om dit te meten maken wij gebruik van force plates. Deze force plates registreren in ter plekke hoeveel kracht een sporter levert en hoe snel dit gebeurt. Op deze manier krijgen wij inzicht in de belastbaarheid van het geopereerde been en kunnen we dit vergelijken met het niet geopereerde been.

Door deze resultaten zien wij niet alleen of kracht toeneemt, maar ook of deze kracht beschikbaar is binnen de korte tijdsvensters die de desbetreffende sport vraagt. De resultaten geven ons waardevolle informatie om het trainingsprogramma steeds bij te sturen en aan te passen. Zo krijgt iedere sporter precies de prikkel die nodig is voor optimaal herstel.

In ons testprotocol beoordelen we zowel bewegingen met een langere contractietijd als snelle, explosieve acties. Sprongen zoals de countermovement jump en de squat jump laten zien hoe kracht en vermogen terugkeren, terwijl testen zoals de drop jump en de Reactive Strength Index aantonen of een sporter kracht kan opbouwen en benutten in een fractie van een seconde. Ook varianten helpen ons inschatten hoe goed het geopereerde been explosieve kracht kan genereren en tegelijk kan opvangen.

Door deze combinatie van testen ontstaat een compleet beeld van de belastbaarheid. Zo weten wij zeker dat een sporter niet alleen sterk genoeg wordt, maar ook klaar is om deze kracht, explosief, veilig en met vertrouwen in te zetten. Dit vormt de basis voor een succesvolle terugkeer naar sport. 

Wil je meer weten over onze gehele voorste kruisbandrevalidatie of een afspraak maken voor een test bij onze praktijk? Neem gerust contact met ons op, wij helpen je graag verder.