Pennation angle of vastus laterallis during isometric contractions performed at two knee angles / Ângulo de penação do vasto lateral durante contrações isométricas executadas em dois ângulos do joelho

Abstract Introduction: The pennation angle (PA) of a muscle is not static value, but it adapts to the conditions imposed by the contraction intensity required. Objective: This study investigates the effect of knee angle (KA) and intensity of contraction (IC) on PA of vastus lateralis (VL). Methods: Eight women and nine men executed isometric torques lasting 5s at the maximal voluntary contraction (MVC), 25%, 50% and 75% of MVC, on an isokinetic dynamometer with the KA at 90° and 120° (full extension = 180°). The PA was measured in each test, and with the subject relaxed. The effect of IC on PA was tested by means of repeated measures ANOVA and effect size (ES), and of the KA on PA by paired t test, employed on each IC, together with the statistics: intraclass correlation (ICC), standard error of measurement (SEM) and ES, all calculated with the PAs measured at both KAs. Results: The PA increased significantly and successively with the IC (p < 0.05; ES between 1.11 and 3.04), but was not influenced by KA (p > 0.05; ICC between 0.70 and 0.81; SEM between 0.7° and 1.4°; ES between 0.02 and 0.2). Conclusion: The successive increase of PA with the IC supports the existence of relation between these variables. While studies advocate the effect of PA on joint angle this was not observed in this study, probable because the 30o of between KA difference employed was not enough to provide change in PA.

Resumo Introdução: O ângulo de penação (AP) de um músculo não é estático, podendo se adaptar às condições impostas pela contração demandada. Objetivo: Este estudo investigou a influência do ângulo do joelho (AJ) e da intensidade da contração (IC) no AP do vasto lateral (VL). Métodos: Oito mulheres e nove homens executaram torques isométricos durante 5s na contração voluntária máxima (CVM), em 25%, 50% e 75% da CVM, em um equipamento isocinético, com o AJ em 90° e 120° (extensão = 180°). O AP foi medido nos testes e com o sujeito relaxado. O efeito da IC no AP foi testado por ANOVA para medidas repetidas e pelo tamanho do efeito (TE), e o do AJ no AP, por teste t pareado, aplicado a cada IC, junto com as estatísticas: coeficiente de correlação intraclasse (ICC), erro padrão da medida (SEM) e TE, todas calculadas com os APs medidos em ambos AJs. Resultados: O AP aumentou significativamente e sucessivamente com a IC (p < 0,05; TE entre 1,11 e 3,04), mas não foi influenciado pelo AJ (p > 0,05; ICC entre 0,70 e 0,81; SEM entre 0,7° e 1,4°; TE entre 0,02 e 0,20). Conclusão: O aumento sucessivo do AP com a IC corrobora a existência de relação entre estas duas variáveis. Enquanto estudos advogam efeito do ângulo articular no AP, isto não foi observado neste estudo, provavelmente porque a diferença de 30° utilizada entre os AJ não foi suficiente para produzir mudança no AP.

Confiabilidade das medidas de arquitetura do músculo Vasto Lateral pela ultrassonografia / Reliability of the measurements of architecture of the Vastus Lateralis muscle by ultrasonography

As medidas de confiabilidade das análises da arquitetura muscular pela ultrasonografia são importantes referências para estudos aplicados de mecânica muscular. O objetivo deste estudo foi determinar a confiabilidade das medidas de espessura muscular (EM), ângulo de penação (AP) e comprimento da fibra (CF) do músculo Vasto Lateral (VL). As imagens de ultrassom foram obtidas em um grupo (N=14; 22 ± 1,75 anos) em duas visitas (sessenta medidas por indivíduo). Foi calculado o coeficiente de correlação intraclasse (CCI), coeficiente de variação (CV) e erro típico da medida (ETM). Os resultados demonstram alta confiabilidade: CCI AP (0,83 a 0,99), EM (0,96 a 0,99) e CF (0,80 a 0,99); CV AP (3,68 a 6,34%), EM (3,12 a 3,84%) e CF (3,98 a 6,33%) e ETM AP (0,18 a 0,59º); EM (0,014 a 0,15mm) e CF (0,07 a 1,47mm). Essas medidas devem ser consideradas em estudos que analisam o impacto na arquitetura muscular em programas de condicionamento do Vasto Lateral.

Reliability of the measurements of the muscle architecture variables by ultrasound are important references for applied studies of muscle mechanics. The aim this study was to analyze the reliability of measurements of Vastus Lateralis (VL) muscle thickness (MT), pennation angle (PA) and fiber length (FL). Ultrasound images were obtained in two days (N=14, 22 ± 1,75 years) with a total of sixty measurements in each subject. Reliability was determined by intraclass correlation coefficient (ICC), coefficient of variation (CV) and typical error of measurement (TEM). Results show high reliability: MT (0,96 a 0,99), PA (0,83 a 0,99) and FL (0,80 a 0,99) ICC; MT (3,12 a 3,84%), PA (3,68 a 6,34%) and FL (3,98 a 6,33%) CV; MT (0,014 a 0,15mm), PA (0,18 a 0,59º) and FL (0,07 a 1,47mm) TEM. These measures should be considered in studies of the impact of conditioning programs in the architecture of the vastus lateralis muscle.

Histochemistry and morphometric analysis of muscle fibers from patients with duchenne muscular dystrophy (DMD) / Histoquímica y análisis morfométrico de las fibras musculares de p0acientes con distrofia muscular de duchenne (DMD)

The aim of the study was to analyze the muscle fibers by histochemistry and morphometric methods from patients with Duchenne muscular dystrophy (DMD). Muscle biopsies were taken from the vastus lateralis muscle of five boys between 13 and 15-years of age, with clinical diagnosis of DMD. The histochemistry was performed using myofibrillar ATPases (9.6, 4.6 and 4.3). To morphometrical analysis a computerized semiautomatic system and software Image-Lab was used. ATPase staining showed atrophy of muscle fibers. Fibrosis and adipose deposition occurred in variable degree depending of muscular involvement. The morphometrical analysis showed an increase of size (percentage) to type I fiber than other types in all patients. Furthermore, the type I fiber had a larger cross-sectional area and mean diameter than type IIa and IIb fibers. Both histochemistry and morphometric analysis could be important tools for qualitative and quantitative diagnostics of muscle fibers attacked in this type of disease.

El objetivo del estudio fue analizar las fibras musculares mediante histoquímica y métodos morfométricos en pacientes con distrofia muscular de Duchenne (DMD). Se tomaron biopsias musculares del músculo vasto lateral de cinco niños entre 13 y 15 años de edad, con diagnóstico clínico de DMD. La histoquímica se realizó mediante ATPasa miofibrilar (9.6, 4.6 y 4.3). Para el análisis morfométrico se utilizó un sistema semiautomático computarizado y software de imagen de laboratorio. La tinción de ATPasa mostró una atrofia de las fibras musculares. La fibrosis y depósito adiposo se observó en grado variable dependiendo del compromiso muscular. El análisis morfométrico mostró un aumento de tamaño (porcentaje) de fibras tipo I en todos los pacientes. Además, la fibra tipo I tuvo un área de sección transversal y diámetro medio mayor que las fibras tipos IIa y IIb. Tanto la histoquímica y el análisis morfométrico pueden ser herramientas importantes para el diagnóstico cualitativo y cuantitativo de las fibras musculares comprometidas en este tipo de enfermedad.

Tempo de início da atividade elétrica dos estabilizadores patelares na marcha em sujeitos com e sem síndrome de dor femoropatelar / Onset of electromyographic activity of patellar stabilizers during gait in subjects with and without patellofemoral pain syndrome

A síndrome de dor femoropatelar (SDFP) é um problema comum que afeta uma em cadaquatro pessoas. A alteração no tempo de ativação e a intensidade de contração dos músculos vasto medialoblíquo (VMO) e vasto lateral (VL) são consideradas fatores importantes na etiologia da SDFP. No entanto,existem poucos estudos sobre a função da porção oblíqua do vasto lateral (VLO) e nenhum sobre o tempode ativação (onset) do VLO em atividades funcionais em sujeitos normais e com SDFP. Objetivo: Assim, o objetivo do estudo foi investigar o tempo de início de atividade eletromiográfica nos músculos VMO, VLO e VL longo (VLL) durante a marcha. Materiais e métodos: A amostra foi formada por 15 sujeitos sem e 12 comSDFP. Dados eletromiográficos foram obtidos dos músculos VMO, VLL e VLO durante caminhada na esteirasem inclinação. A diferença relativa no onset (DRO) entre VMO-VLL e VMO-VLO foi determinada a partir damédia de três passadas. Resultados: Houve diferença entre os sujeitos com e sem SDFP em relação à DROentre VMO-VLL. Nos sujeitos com SDFP, a ordem de início da atividade elétrica foi VLL seguida por VLO e após VMO. Nos indivíduos sem a patologia, a ordem foi diferente: primeiro VMO após VLO e, por último, VLL. Conclusão: Os achados sugerem que a ativação do VMO após o VLL poderia auxiliar no desenvolvimento ena manutenção da SDFP, enquanto o tempo de ativação do VLO possui menor participação.

INTRODUCTION: The patellofemoral pain syndrome (PFPS) it is a common problem affecting one in each four people. Alteration in the onset time and intensity of contraction of the vastus medialis oblique (VMO) and vastus lateralis (VL) muscles are considered important factors in the aetiology of PFPS. However, few studies exist about the function of the oblique portion of the vastus lateralis (VLO) and none on the onset time of VLO in functional activities in normal subjects and with PFPS.OBJECTIVE: The purpose of this study was to investigate the onset time in the VMO, VLO and VL longus (VLL) muscles during the gait. MATERIALS AND METHODS: Sample was formed by 15 subjects without and 12 with PFPS. Electromyographic data were obtained of the VMO, VLO and VL muscles during treadmill walking with and without inclination. The relative difference in the onset time (DRO) among VMO-VLL and VMO-VLO were determined from the average of 3 strides. Results: There was difference among the subject with and without PFPS in relation to DRO among VMO-VLL. In the subject with PFPS the order at the beginning of the electric activity it was VLL following for VLO and after VMO. In the individuals without the pathology the order was different, first VMO, after VLO and last VLL. CONCLUSION: The findings suggest that the activation of VMO after the one of VLL could aid in the development and maintenance of PFPS, while the time of activation of VLO possesses smaller participation.

Efeito imediato da estimulação elétrica neuromuscular seletiva na atividade eletromiográfica do músculo vasto medial oblíquo / Immediate effect of selective neuromuscular electrical stimulation on the electromyographic activity of the vastus medialis oblique muscle

A Síndrome da dor patelofemoral (SDPF) é descrita como dor anterior ou retro-patelar do joelho na ausência de outras patologias associadas, sendo freqüentemente associada à disfunção do Vasto Medial Oblíquo (VMO). Entretanto, diversos estudos têm demonstrado a impossibilidade de ativar seletivamente este músculo através de exercícios. O objetivo do presente estudo foi analisar o efeito imediato da estimulação elétrica neuromuscular (EENM) seletiva no músculo VMO por meio do comportamento eletromiográfico dos músculos VMO e vasto lateral (VL). Foram avaliadas 18 mulheres saudáveis, com idade média de 23,2 anos e IMC médio de 20 Kg/m2. Os procedimentos do estudo incluíram uma análise eletromiográfica dos músculos VMO e VL, antes e imediatamente após a EENM do músculo VMO. Durante a análise eletromiográfica, as voluntárias realizaram uma contração isométrica voluntária máxima durante a extensão do joelho a 60° em um dinamômetro isocinético. A estimulação elétrica foi realizada através da corrente Russa. A análise dos dados mostrou um aumento significativo na intensidade de ativação do músculo VMO imediatamente após a estimulação do mesmo (p=0,0125), enquanto que a intensidade de ativação do músculo VL, não mostrou aumento significativo (p=0,924). Além disso, verificou-se também um aumento significativo na relação VMO/VL (p=0,048). No presente estudo, observou-se uma modificação na relação VMO/VL após a EENM, sugerindo que a mesma tem um efeito favorável no fortalecimento seletivo do VMO...

The Patellofemoral pain syndrome (PFPS) is described as an anterior or retropatellar knee pain in the absence of other associated diseases, and has often been associated with dysfunction of the vastus medialis oblique muscle (VMO). However, several studies have demonstrated the impossibility of selectively activating this muscle with exercises. The aim of the present study was to analyze the immediate effect of neuromuscular electrical stimulation of VMO muscle by means of monitoring the electromyographic activity of the vastus medialis oblique (VMO) and vastus lateralis (VL) muscles. Eighteen healthy women with a mean age of 23.2 years and mean BMI of 20 Kg/m2 were evaluated. The study protocol included electromyographic analysis of VMO and VL muscles, before and immediately after neuromuscular electrical stimulation of the VMO muscle. During the electromyographic analysis, the volunteers performed maximal voluntary isometric contraction in a 60° knee extension on an isokinetic dynamometer. ôRussian currentõ apparatus was used for electrical stimulation. Results: The data analysis demonstrated a signifi cant increase in VMO activation intensity immediately after it had been electrically stimulated (p=0.0125), whereas VL activation intensity exhibited no signifi cant increase (p=0.924). Moreover, a signifi cant increase in the VMO/VL ratio was also detected (p=0.048). In this study it was observed that electrical stimulation modifi ed the VMO/VL ratio, which suggests electrical stimulation has a benefi cial effect on VMO muscle strength...