Bir önceki yazımın kaldığı yerinden devam edecek olursak, koşma, tekme atma ve atma gibi spor hareketleri sırasında, hareket oluşumu daha büyük proksimal kaslar ve bölümler tarafından başlamakta ve kinetik zincir boyunca daha küçük distal kaslar ve bölümlere transfer edilerek gerçekleşmektedir. Bu rasyonel mekanizma, kuvvetlerin toplamı ve / veya hız ilkesinin toplamı olarak bilinir (Grimshaw ve ark., 2006; Blazevich, 2007). Birçok çoklu eklem hareketi sırasında, kinetik zincir boyunca her bir eklem etrafında oluşturulan kuvvet birikimi, eklem torklarının birbirine benzemesine yol açar. Örneğin, bench press, deadlift, squat vb. gibi hareketler bu durum için benzer hareketlerdir. Bu çok eklemli hareketler sırasında, eklem hareket açıklığı tam ekstansiyona yaklaştığında, kas-iskelet kaldıraç sistemi mekanik bir avantaj sağlar ve daha büyük dış direnç kuvvetlerini kaldırabilecek potansiyel sergiler (Zatsiorskyi 2003). Skuat, deadlift, bench press, bacak press ve omuz pres gibi egzersizler yükselme fazı (ascending) kuvvet eğrileri ile yapılan egzersizlerdir. Bu egzersizlerin ortak paydası, yükselmenin tepesinin yakınında maksimum kuvvet ve kuvvet üretim kabiliyetinin görülmesidir (Fleck ve Kraemer, 2004). Ancak, azalan (descending) bir kuvvet eğrisinde ise, yükselmenin başlangıcında maksimum kuvvet üretilir, örnek olarak bent-over row, pull-up, chin-up ve lat-pull egzersizleri gösterilebilir. Tek eklem egzersiz hareketleri genellikle, yükselme fazının orta fazında maksimum kuvveti meydana getirmektedir. Tek eklem egzersiz hareketleri sırasında çan eğrisi şeklinde kuvvet eğrileri görülmektedir (örneğin dirsek fleksiyonu-ekstensiyonu ve diz fleksiyonu-ekstansiyonu).
“Kaldıraç (kollar) ve mil (cam) sistemler, bir eksternal yükü kaldırma sırasında kası maksimum hareket etmeye zorlayan, kaldırma sırasında vücudun değişen moment koluna (kaldıraç ve mekanik avantaj) yaklaşmak için dış kolunu (tutamağın uzunluk veya yarıçap farklılığı) değiştirmek üzere tasarlanmıştır (Smith, 1982). Bundan dolayı, kaldıraç ve mil sistemleri, kas-iskelet sisteminin hareket yolu boyunca çeşitli eklem açılarında tork üretme kabiliyetine uygun direnç değişiklikleri sağlama potansiyeline sahiptir (Harman, 1994; Foran, 1985). Mekanik avantaj paradigması, kasların ürettiği kuvvetin, belirli bir hareketle ilişkili eklemlerin mekanik avantajı ile değişeceği böylece, kuvvet-eklem açısı ilişkisinin bir ürünü olduğu düşünülmektedir (Wallace ve ark., 2006). Başka bir deyişle, milli makinelerin tork direnci, tek yönlü uniartiküler (tek eklemli) insan hareketleri sırasında tork üretme potansiyeli ile senkronizasyon sağlamaktadır (Johnson ve ark., 1990). İnsan hareketi sergilenirken görülen tork büyüklüğü aşağıdaki formülle hesaplanabilmektedir (McMaster ve ark., 2009).
Tork= Kuvvet (Newton) x Kuvvet Kolu Uzunluğu (metre)
Hay ve Andrews (1983), kol kıvırma makinesinin (arm curl machine, Universal marka) haltere kıyasla biyomekanik etkilerini incelemiş ve makinenin, çeşitli eklem hareket aralığı boyunca halterden daha fazla kuvvet uygulama kapasitesi olduğunu bildirmiştir. Diğer taraftan, halterin makineye kıyasla, farklı eklem hareket açıklıklarında eksternal direnç ve dirsek fleksörlerinin kas kuvvet potansiyellerinin daha düşük olduğu saptanmıştır (59). Johnson ve ark. (1990) diz ekstensiyonu, diz fleksiyonu, dirsek ekstansiyonu ve dirsek fleksiyonunu içeren 4 adet mil tabanlı direnç makinesi kullanarak insan tork yeteneklerini ve makine direnç torkunu karşılaştırdılar. Tüm makinelerin, insan tork eğrilerine benzer makine dirençli tork eğrileri yaratma potansiyeli olduğunu bildirmişlerdir. Ancak, tüm bireylerin antropometrisine özgü bir makine inşa etmek neredeyse imkansızdır. Bu doğal sınırlamadan bağımsız olarak, mil ve kaldıraç sistemleri yıllar içerisinde popülerlik kazanmıştır ve şu anda dünya çapında pek çok fitness ve rehabilitasyon merkezinde yaygın olarak kullanılmaktadır (McMaster ve ark., 2009).
Mil ve kaldıraç sistemlerinin pratik uygulamalarının muhtemel faydaları sıralanmıştır. Daha önce de ifade edildiği gibi, mil ve kaldıraç sistemleri kullanmanın en dikkat çekici yararı, çalışan kasların egzersiz sırasında tüm eklem hareket aralığı boyunca kuvvet ve tork üretme potansiyelleridir. Mil ve kaldıraç ekipmanlar, yeni başlayanlar ve deneyimsiz antrenörler için daha uygundur, çünkü sabit bir hareket yolunu izler ve daha az beceri gerektirir, kaslar arası koordinasyonu azaltır ve kontrolü sürdürmek daha kolaydır çünkü diğer direnç modlarına kıyasla yaralanmalara daha az neden olur (Foran, 1985; Haff, 2000; Harman, 2000). Tek ve iki taraflı egzersiz opsiyonuna izin verir ve hareketler sırasında yardımcı/gözcü gerekli değildir. Ayrıca, bu tür mil ve kaldıraç sistemine sahip makinelerin kullanımı, tek eklem (yani tek eklem ekseni etrafında dönüş) ve çok eklemli (yani yaklaşık 2 veya daha fazla eklem ekseni etrafında dönüş) egzersiz hareketlerinin yaralanmaların önlenmesi ve rehabilitasyon (örn. ön çapraz bağ rekonstrüksiyonlarının ve patelloferal ağrı sendromu gibi bazı patolojilerin rehabilitasyonu) süreçlerine katkı sağlamaktadır (Fleming, 2005; Mayer ve ark., 2005). Aynı zamanda, tek eklem içeren hareketler (örneğin, diz ekstansiyonu ve fleksiyonu), belirli kas grupları için (örn. Kuadriseps ve hamstrings) kas imbalans durumlarının düzeltilmesinde faydalı olabilecek kapasiteye de sahiptir.
Patellofemoral ağrı sendromu genellikle vastus lateralis ile vastus medialis arasında görülen kas imbalansından kaynaklanabilmektedir. Lutz ve ark. (1993) tarafından patellofemoral ağrı sendromu için vastus medialis kuvvetini arttırmak için çoklu eklem hareketleri (skuat; daha fazla sıkıştırma kuvveti üretme potansiyeli) ile birlikte tek eklem hareketleri kullanılarak (leg ekstensiyon; daha büyük kesme kuvvet üretme potansiyeli) düzeltilebilecek güç dengesizliğinden kaynaklandığı düşünülmektedir (Lutz ve ark., 1993).
Sonuç olarak, her iki egzersiz şekli de rehabilitasyon ve eğitim programlarında, kinematik ve kinetik profiller açısından değişken eğitim uyaranları sağlamak için kullanılmalıdır. Mil ve kaldıraç kuvvet sistemleri, ayrıca, osteoporotik ve osteoartritik popülasyonlar için egzersiz reçetelerine ek olarak eklenmelidir. Literatürde bazı araştırmalar, yük ve kemik yoğunluğu arasındaki gerilme-gerinme (stress-strain) ilişkisi içeren bu tür bir strateji, kemik yoğunluğunun sürdürülmesine veya iyileştirilmesine yardımcı olabilecektir (Enoka, 1994; Özkaya ve Nordin, 1991; Wolff, 1986).