Biomechanical, force-time curve and neuromuscular training impact on serve performance in high level tennis player

Abstract

El servei de tenis es considera el cop més complex, potent i determinant en el tennis d'alt nivell. En concret, la velocitat (SV) conjuntament amb la precisió (SA) de servei juga un paper preponderant en competicions d'elit. Considerant que el rendiment del servei està influenciat per diferents tipus de paràmetres, la tesi doctoral es va organitzar per abordar la temàtica d’estudi des d’un enfocament multifactorial. Es va analitzar la influència de variables de naturalesa dispar en la SV i SA en condicions de partit real (estudi I), laboratori (estudi II) i entrenament (estudi III i IV). Per començar, vam determinar la influència de paràmetres antropomètrics, d'impacte i de la ubicació d'aterratge de la pilota en una competició de tennis d'elit (estudi I). Després, vam analitzar les associacions entre SV i diversos paràmetres de la corba força-temps de les extremitats superiors (força isomètrica [IF], taxa de desenvolupament de força [RFD] i impuls [IMP]) en tennistes de competició (estudi II). Finalment, vàrem observar si els mètodes d'entrenament de força isomètrica màxima (IST) i de potenciació postactivació (PAPE) milloren la SV en jugadors de tennis joves (estudi III i IV). Concloem que els paràmetres antopometrics, d'impacte i la ubicació d'aterratge de la pilota influeixen la SV durant una competició professional. Es demostra que els paràmetres de força-temps (IF, RFD i IMP) de les articulacions de les extremitats superiors involucrades en la cadena cinètica de servei influeixen de manera moderada a gran la SV en jugadors de tennis de competició. En concret, la capacitat de desenvolupar força en períodes curts de temps (<250 ms) de l'articulació de l'espatlla es va demostrar que era rellevant per desenvolupar una elevada SV. Finalment, demostrem que la realització d’exercicis basats en la IF de l’articulació de l’espatlla provoca el fenomen de PAPE augmentant el SV sense deteriorament SA. A més, la combinació de 6 setmanes de IST amb els entrenaments habituals produeix augments significatius en la SV sense perjudici de la SA.

El servicio de tenis se considera el golpe más complejo, potente y determinante en el tenis de alto nivel. En concreto, la velocidad (SV) juntamente con la precisión (SA) de servicio juegan un papel preponderante en competiciones de élite. Considerando que el rendimiento del servicio está influenciado por diferentes tipos de parámetros, la tesis doctoral se organizó para abordar la temática de estudio desde un enfoque multifactorial. Se analizó la influencia de variables de naturaleza dispar en la SV y SA en condiciones de partido real (estudio I), laboratorio (estudio II) y entrenamiento (estudio III y IV). Para empezar, determinamos la influencia de parámetros antropométricos, de impacto y de ubicación de aterrizaje de pelota en una competición de tenis de élite (estudio I). Después, analizamos las asociaciones entre SV y parámetros de la curva fuerza-tiempo de las extremidades superiores (fuerza isométrica [IF], tasa de desarrollo de fuerza [RFD] e impulso [IMP]) (estudio II). Finalmente, observamos si los métodos de entrenamiento de fuerza isométrica máxima (IST) y de potenciación postactivación (PAPE) mejoran la SV (estudio III y IV). Concluimos que los parámetros antropométricos, de impacto y ubicación de aterrizaje de pelota influyen la SV durante una competición profesional. Se demuestra que los parámetros de fuerza-tiempo (IF, RFD e IMP) de las articulaciones de las extremidades superiores involucradas en la cadena cinética de servicio influyen de manera moderada a grande la SV. En concreto, la capacidad de desarrollar fuerza en periodos cortos de tiempo (<250 ms) de la articulación del hombro fue relevante para desarrollar una elevada SV. Finalmente, se demuestra que la realización de ejercicios basados en la IF de la articulación del hombro provoca el fenómeno de PAPE aumentando la SV sin deterioro de la SA. Además, la combinación de 6 semanas de IST con los entrenamientos de tenis habituales produce aumentos significativos en la SV sin perjuicio de la SA.

Tennis serve is considered the most complex, powerful and determinant stroke in high level tennis competition. Specifically, serve velocity (SV) alongside serve accuracy (SA) plays a preponderant role in elite competitions. Considering that serve performance is influenced by different kind of parameters, the presented doctoral thesis was planned in order to provide a multifactorial approach of the topic of the study. The influence of disparate nature of variables on SV and SA in real match (study I), laboratory (study II) and training (study III and IV) conditions were analyzed. To begin, we determined the influence of anthropometric, ball impact and landing location parameters in elite tennis competition (study I). Then, we analysed the associations between SV and various single-joint upper limb isometric force-time curve parameters (Isometric force [IF], rate of force development [RFD] and impulse [IMP]) in competition tennis players (study II). Finally, we observed if joint-specific post-activation potentiation enhancement (PAPE) and isometric strength training (IST) training methods improves SV in young tennis players (study III and IV). We conclude that anthropometric, ball impact and bounce landing location parameters influence SV during a professional competition. We demonstrate that force-time parameters (IF, RFD and IMP) at different time frames in upper limb joints involved in the serve kinetic chain moderate to very largely influence SV in competitive players. Concretely, the capability to develop force in short periods of time (< 250 ms) in the shoulder joint was shown to be relevant to develop high SV. Lastly, we proved that performing two short upper-limb tennis-specific joint isometric exercises elicits PAPE increasing SV without SA impairment. In addition, combining 6-week of IST with the habitual tennis workouts results in significant increases in SV without SA detriment in young competitive players.