Influence of muscle fatigue on the pedaling kinetic and kinematics in different cycling protocols: a scoping review / Influência da fadiga muscular sobre a cinética e cinemática de pedalada em diferentes protocolos de ciclismo: uma revisão de escopo / Influencia de la fatiga muscular en la cinética y cinemática de pedaleo en diferentes protocolos de ciclismo: una revisión del alcance

ABSTRACT The aim of this study was to review the literature on the effects of muscle fatigue generated by different cycling protocols, on the kinetics and kinematics of the crank cycle. Twenty-two studies were included in the review. The establishment of the fatigue processes caused an increase in the resulting and effective forces (all tests), together with the pedaling efficiency (incremental and constant tests). In addition, fatigue caused joint changes in the lower limbs (increased range of motion in the ankle and reduced contribution to total torque) in different cycling tests. Therefore, these pedaling strategies may be related to the maintenance of muscle work to postpone the cyclists' exhaustion.

RESUMO O objetivo deste estudo foi revisar a literatura sobre os efeitos da fadiga muscular gerada por diferentes protocolos de ciclismo, sobre a cinética e cinemática do ciclo de pedalada. Vinte e dois estudos foram incluídos na revisão. A instauração dos processos de fadiga provocou aumento das forças resultante e efetiva (todos os testes), em conjunto com a eficiência de pedalada (testes incremental e constante). Além disso, a fadiga provocou mudanças articulares dos membros inferiores (aumento da amplitude articular do tornozelo e redução da sua contribuição para o torque total), em diferentes testes de ciclismo. Estas estratégias de pedalada podem estar relacionadas à manutenção do trabalho muscular para postergar a exaustão dos ciclistas.

RESUMEN El objetivo de este estudio fue revisar la literatura sobre los efectos de la fatiga muscular generada por diferentes protocolos de ciclismo, sobre la cinética y cinemática del ciclo de pedaleo. Veintidós estudios se incluyeron en la revisión. El establecimiento de los procesos de fatiga provocó un aumento de las fuerzas resultantes y efectivas (todas las pruebas), junto con la eficiencia del pedaleo (prueba incremental y constante). Además, la fatiga provocó cambios articulares en los miembros inferiores (mayor rango de movimiento en el tobillo y menor contribución al torque total) en diferentes pruebas de ciclismo. Estas estrategias de pedaleo pueden estar relacionadas con el mantenimiento del trabajo muscular para posponer el agotamiento de los ciclistas.

Rate of force development and torque production assessment in spastic stroke survivors / Avaliação da taxa de produção de força e torque em indivíduos com espasticidade pós-avc

Abstract The aim of this study was to compare the rate of force development (RFD) and maximum torque in spastic stroke survivors and healthy individuals. Fifteen stroke survivors (57.3 ± 11.2 years) with ankle spasticity and fifteen healthy individuals (59.3 ± 6.4 years) participated in this study. An isokinetic dynamometer was used to maximum voluntary isometric contraction (MVC) and RFD assessment of plantar flexors muscles of ankle, which the individuals were instructed to produce maximum torque as fast as possible. The absolute RFD was normalized by MVC (relative RFD). In results were observed significant differences in RFD of affected limb (43.3 ± 8.5 Nm/s) and unaffected limb (98.9 ± 20.4 Nm/s) compared to healthy (186.2 ± 25.2 Nm/s), but with no differences between affected and unaffected limbs (p=0.15). In relation to relative RFD, the affected limb (9.76 ± 1.1 %MVC/s) was significant different than healthy (13.08 ± 1.5 %MVC/s). The MVC produced by affected limb (46.55 ± 7.98 Nm) was significant lower than unaffected limb (84.29 ± 8.47 Nm) and, the two limbs of stroke survivors were weakness than healthy individuals (128.02 ± 9.36 Nm). Lastly, the spasticity level present higher negative correlation in relation to RFD (R= -0.725; p= 0.002) and MVC (R= -0.717; p=0.003). The spasticity promotes alterations in capacity to produce maximum force and fast force in affected and unaffected limbs of stroke survivors compared to healthy.

Resumo O objetivo desse estudo foi comparar a taxa de produção de força (TPF) e o torque máximo em indivíduos com espasticidade e saudáveis. Participaram do estudo 15 sujeitos pós-AVC (57,3 ± 11,2 anos) com espasticidade de tornozelo e 15 sujeitos saudáveis (59,0 ± 6,4 anos). Um dinamômetro isocinético foi utilizado para a avaliação da contração isométrica voluntária máxima (CVM) e da TPF dos flexores plantares do tornozelo, na qual os participantes foram instruídos a produzir força máxima o mais rápido possível. A TPF absoluta também foi normalizada pela CVM (TPF relativa). Como resultados, foram encontradas diferenças significativas na TPF absoluta do lado afetado (43,3 ± 8,5 Nm/s) e não afetado (98,9 ± 20,4 Nm/s) quando comparados com os saudáveis (186,2 ± 25,2 Nm/s), porém sem diferenças entre os membros espásticos (p=0,15). Em relação a TPF relativa, apenas o lado afetado (9,76 ± 1,1 %CVM/s) apresentou diferença em relação aos saudáveis (13,08 ± 1,5 %CVM/s). A CVM produzida pelo lado afetado (46,55 ± 7,98 Nm) foi significativamente menor quando comparado ao lado não afetado (84,29 ± 8,47 Nm) e, os dois lados foram mais fracos em comparação aos indivíduos saudáveis (128,02 ± 9,36 Nm). Por fim, o nível de espasticidade apresentou alta correlação negativa em relação a TPF (R= -0,725; p= 0,002) e a CVM (R= -0,717; p=0,003). A espasticidade gera alterações na capacidade de produzir força máxima e rápida tanto no membro afetado quanto no não afetado em indivíduos que tiveram AVC em relação a indivíduos saudáveis.

Isometric muscle force, rate of force development and knee extensor neuromuscular efficiency asymmetries at different age groups / Assimetrias na força muscular isométrica, taxa de desenvolvimento de força e na eficiência neuromuscular de extensores do joelho em diferentes faixas de idade

The aim of this study was to evaluate force, rate of force development and knee extensor neuromuscular efficiency asymmetries in children, adults and elderly. Each subject performed maximal isometric voluntary contractions (MIVC) and submaximal trials (15% and 30% MIVC). Maximal force, rate of force development (RFD) and neuromuscular efficiency were evaluated and compared between groups and between preferred and non-preferred lower limb. Children (mean age 8.4, SD 0.7 yrs), female adults (mean age 23.2, SD 3.5 yrs) and elderly (mean age 65.9 SD 7.0 yrs) were evaluated. RFD was higher in young adults, and similar between children and elderly. Neuromuscular efficiency decreased significantly with aging (P<0.05). Inter-limb asymmetries were observed for force and RFD in favor of the preferred lower limb in the elderly (P<0.05). Force and RFD asymmetries in the elderly are supported by the right hemisphere-aging model contributing to increased motor asymmetries. It was suggested that both physical assessment and training in the elderly should consider asymmetries that apparently are inherent to the aging process. A simple protocol for maximal and submaximal force assessment may be useful for delineating impairments in force and power in the elderly.

Neste estudo, avaliamos assimetrias na força, taxa de desenvolvimento de força (TDF) e eficiência neuromuscular de extensores de joelho em crianças, adultos e idosos. Cada sujeito realizou contrações isométricas voluntárias máximas e submáximas (15% e 30% da contração isométrica voluntária máxima). Força máxima, TDF e eficiência neuromuscular foram avaliadas e comparadas entre os grupos e entre perna preferida e não-preferida. Foram avaliadas crianças (média de idade de 8,4 ± 0,7 anos), adultos (média de idade de 23,2 ± 3,5 anos) e idosos (média de idade de 65,9 ± 7,0 anos), do sexo feminino. A TDF foi maior em adultos jovens, e similar entre crianças e idosos. A eficiência neuromuscular diminuiu significativamente com o envelhecimento (P<0,05). Foram observadas assimetrias em força e TDF em favor da perna preferida em idosos (P<0,05). Assimetrias em força e TDF em idosos podem ser justificadas por fatores neurais, como a mudança em favor do hemisfério cerebral direito, levando a assimetrias motoras. Este resultado sugere que tanto a avaliação física quanto o treinamento em idosos deve levar em consideração assimetrias, que parecem ser inerentes ao processo de envelhecimento. Assim, um protocolo simples para avaliar a força máxima e submáxima pode ser útil para quantificar déficits de força e potência em idosos.

Two-weeks of elbow immobilization affects torque production but does not change muscle activation / Duas semanas de imobilização do cotovelo afetam a produção de torque, porém não alteram a ativação elétrica

Background: Limb immobilization has been extensively used during the recovery process of musculoskeletal injuries despite the fact that this technique causes functional deficits in the skeletal muscle. There is evidence showing strength reduction due to muscle hypotrophy and an increase in the percentage of fast-twitch fibers, however it is still unclear how the injuries and the immobilization contribute to these changes. OBJECTIVE: To verify the influence of elbow joint immobilization on the torque-angle relationship and on electrical activation of the elbow flexor and extensor muscles in healthy subjects. METHODS: Eighteen male subjects (22 to 42 years) were assigned to either a control group (n=11) or to an immobilization group (n=7). All subjects performed the same tests twice with a 14-day interval period. The immobilization group had the non-dominant elbow joint immobilized with a cast at a joint angle of 90º during 14 days. Maximal isometric torques were obtained with the elbow joint positioned at 150º, 120º, 90º and 60º. RESULTS: There was a 16 percent reduction in maximal torque after immobilization that cannot be explained by changes in arm girth or by reduction in the electrical activation of the muscles. CONCLUSIONS: Fourteen days of immobilization produced a reduction in maximal elbow isometric torque but did not change muscle activation in healthy subjects. This reduction in maximal torque production seems to be related to muscle hypotrophy and is probably less pronounced when compared to that from immobilization after musculoskeletal injuries.

Contextualização: A imobilização tem sido amplamente utilizada para recuperação de lesões musculoesqueléticas, entretanto essa técnica causa déficits funcionais no sistema musculoesquelético. Existe uma série de evidências demonstrando redução da força devido à hipotrofia muscular e um incremento do percentual de fibras rápidas, embora as contribuições relativas à lesão ou à imobilização ainda não estejam totalmente esclarecidas. Objetivo: Verificar a influência da imobilização do cotovelo na relação torque-ângulo e na ativação elétrica dos flexores e extensores em sujeitos saudáveis. Métodos: Dezoito sujeitos do sexo masculino (22-42 anos) foram divididos em um grupo controle (n=11) e em um grupo imobilizado (n=7). Todos os sujeitos realizaram os mesmos testes duas vezes, com intervalo de 14 dias. O grupo imobilizado teve seu cotovelo não-dominante imobilizado com uma tala gessada no ângulo de 90º durante 14 dias. O torque máximo isométrico foi obtido nos ângulos de 150°, 120°, 90° e 60°. Resultados: Houve redução de 16 por cento no torque máximo após a imobilização, o que não pode ser explicado por alterações na medida de perimetria ou na ativação elétrica muscular. Conclusões: A imobilização de 14 dias produziu uma redução no torque máximo isométrico do cotovelo, porém não alterou a ativação elétrica em sujeitos saudáveis. Essa redução parece estar relacionada à hipotrofia muscular e, provavelmente, menos intensa quando comparada à imobilização após lesões musculoesqueléticas.