Efeito da estimulação elétrica periférica e cerebral na força isométrica máxima dos extensores do joelho: ensaio clínico aleatorizado / Effects of peripheral and cerebral electrical stimulation on maximal isometric strength of knee extensors: a randomized clinical trial

INTRODUÇÃO: Recentes evidências têm demonstrado resultados bastante promissores para o uso de estratégias não invasivas de neuromodulação na melhora de habilidades físicas ou esportivas. A estimulação elétrica periférica (EEP) e a estimulação transcraniana por corrente contínua (ETCC) são técnicas não invasivas e não farmacológicas bastante utilizadas para modular a excitabilidade neuronal de áreas cortico-motoras e estimular a recuperação funcional. No entanto, poucos estudos têm investigado o efeito dessas técnicas na melhora do desempenho muscular. OBJETIVO: Investigar o efeito da estimulação elétrica periférica sensorial (EEPs) seguida de estimulação elétrica periférica motora (EEPm) ou estimulação transcraniana por corrente contínua (ETCC) na força isométrica máxima dos extensores do joelho em indivíduos saudáveis. MÉTODO: 20 universitários saudáveis foram distribuídos aleatoriamente em dois blocos distintos de 10 participantes cada: Bloco n°1 EEPs real + EEPm real ou EEPs simulada + EEPm real e bloco n°2 EEPs real + ETCC real ou EEPs simulada + ETCC real em uma única sessão. A contração voluntária isométrica máxima (CVIM) dos extensores do joelho foi avaliada por meio da dinamometria manual antes, durante e 10 min pós-estimulação. RESULTADOS: A CVIM dos extensores do joelho aumentou significativamente 10 minutos pós-ETCC isolada (diferença média = 0,23 N/Kg; IC 95% = 0,01 a 0,44 N/Kg; p = 0,04). A ETCC isolada também apresentou maior proporção cumulativa de respondedores seguido de EEPs+ETCC. CONCLUSÃO: A estimulação transcraniana por corrente contínua induz a aumentos significativos na CVIM em indivíduos saudáveis. No entanto, a aplicação prévia de estimulação elétrica periférica sensorial não impulsiona os efeitos da estimulação elétrica periférica motora ou cerebral na CVIM.

INTRODUCTION: Recent evidence has shown very promising results for the use of noninvasive neuromodulation strategies in improving physical strength or sports skills. Peripheral electrical stimulation (PES) and transcranial direct current stimulation (tDCS) are non-invasive and non-pharmacological techniques widely used to modulate neuronal excitability of corticomotor areas and to induce functional improvements. However, few studies have investigated the effect of these techniques on improving muscle performance. OBJECTIVE: To investigate the effect of sensory peripheral electrical stimulation (PESs) followed by motor peripheral electrical stimulation (PESm) or transcranial direct current stimulation (tDCS) on the maximal isometric force production of the knee extensors in healthy individuals. METHODS: Twenty healthy university students were randomly assigned to two distinct blocks with 10 participants in each block: 1) block n°1 PESs + PESm or sham PESs + PESm, 2) block n°2 PESs + tDCS or sham PESs + tDCS (each in a single session). The maximum voluntary isometric contraction (MVIC) of the knee extensors was evaluated by manual dynamometry pre-, during and 10 min post-stimulation. RESULTS: MVIC of the knee extensors was significantly increased 10 min post-tDCS alone (mean difference = 0.23 N/kg, 95% CI = 0.01 to 0.44 N/kg, p = 0.04). Isolated tDCS also had a higher cumulative proportion of responders, followed by PESs + tDCS. CONCLUSIONS: Transcranial direct current stimulation induces a significant increase in MVIC in healthy subjects. However, prior application of peripheral electrical stimulation does not compound the effects of peripheral electrical motor or cerebral stimulation.

Electromyographic evaluation of the lower limbs of patients with Down syndrome in hippotherapy / Avaliação eletromiográfica dos membros inferiores de pacientes com síndrome de Down na equoterapia

Hippotherapy is a therapeutic method that uses the horse's movement to achieve functional results in practitioners with Down syndrome (DS), who present motor and neurophysiological changes that affect the musculoskeletal system. Evaluating the motor behavior related to the control and the improvement of muscle activation in practitioners with Down syndrome subjected to hippotherapy. 10 practitioners were divided into two groups: Down Group (DG) ­ practitioners with DS, and Healthy Group (HG) ­ practitioners with no physical impairment. The muscles gluteus medius, tensor fasciae latae, rectus femoris, vastus medialis, vastus lateralis, biceps femoris, tibialis anterior and gastrocnemius were evaluated by electromyography using gross RMS values, which correspond to muscle activation; the evaluations were performed on the 1st and 10th hippotherapy sessions (frequency: once a week), and after 2 months interval without treatment, they were performed on the 1st and 10th hippotherapy sessions (frequency: twice a week). It was noted that activation of the studied muscles increased with the passing of sessions, regardless the weekly frequency of attendance; however, the period without treatment resulted in reduction of this effect. Practitioners with DS presented satisfactory changes in muscle activation pattern, in learning and in motor behavior during hippotherapy sessions.

Equoterapia é um método terapêutico que utiliza o movimento do cavalo para alcançar resultados funcionais, realizada em praticantes com síndrome de Down (SD), que apresentam alterações neurofisiológicas e motoras que afetam o sistema musculoesquelético. Avaliar o comportamento motor relacionado ao controle e melhora a ativação muscular em praticantes com SD submetidos ao tratamento equoterapêutico. Participaram dez praticantes divididos em dois grupos: grupo Down (GD) - praticantes com SD, e grupo Saudável (GS) - praticantes sem comprometimento físico. Os músculos glúteo médio, tensor da fáscia lata, reto femoral, vasto medial, vasto lateral, bíceps femoral, tibial anterior e gastrocnêmio foram avaliados por meio da eletromiografia, utilizando o valor de RMS bruto que corresponde à ativação muscular, e as avaliações foram realizadas na primeira e décima sessões de equoterapia (frequência: 01 vez por semana); e após intervalo de dois meses sem tratamento, foi realizada na primeira e décima sessões de equoterapia (frequência: 02 vezes por semana). Observou-se que a ativação muscular dos músculos estudados aumentou com o passar das sessões, independente da frequência semanal de atendimento; mas o período sem tratamento resultou em redução deste efeito. Os praticantes com SD apresentaram mudanças satisfatórias no padrão de ativação muscular, na aprendizagem e no comportamento motor no decorrer das sessões de equoterapia.

Efeito do método agonista-antagonista comparado ao tradicional no volume e ativação muscular / Effect of agonist-antagonist method compared to traditional on muscular volume and activation

Os métodos de treinamento de força são aplicados através da manipulação das variáveis metodológicas, que podem modificar as características do treinamento. Dessa forma, o objetivo do presente estudo foi investigar o efeito do método de séries pareadas de agonista-antagonista (PAA) versus o método tradicional (MT) sobre o volume total de treinamento (VTT) ou eficácia, a eficiência (VTT/tempo) e o sinal eletromiográfico (EMG). Participaram do estudo 10 sujeitos treinados (22,4 ± 0,9 anos, 173 ± 5 cm, 74,8 ± 7,8kg, 13,1 ± 2,3% gordura corporal). No MT foram realizadas 3 séries no exercício de supino vertical (SV) e, em seguida, 3 séries na remada aberta (RA). No PAA foram realizadas 3 séries pareadas entre o SV e RA. Foram adotados dois minutos de intervalo entre as séries em ambos os protocolos. Os sinais de EMG do latíssimo do dorso (LD), porção clavicular do peitoral maior (PMC), bíceps braquial (BB) e tríceps braquial cabeça longa (TBL) foram coletados durante a RA. Para as comparações entre os protocolos e séries aplicou-se a ANOVA two-way e post hoc de Bonferroni adotando-se p < 0,05. Verificou-se aumento significativo no VTT no PAA comparado ao MT. A atividade EMG dos músculos LD e BB foi significativamente maior no PAA em comparação ao MT. Em relação ao PMC e TBL, verificou-se redução significativa no PAA comparado ao MT. Logo, o PAA parece ser uma opção interessante em programas que visam aumento no VTT, bem como, economia de tempo (eficiência) sem comprometer o desempenho muscular.

The methods of resistance training are applied by the manipulation of methodological variables that might change training characteristics. Therefore, the purpose of this study was to investigate the effect of agonist-antagonist paired sets (APS) versus the traditional method (TM) on total training volume (TTV), efficiency (TTV/time), and electromyographic (EMG) activity. Ten trained male (22.4 ± 0.9 years, 173 ± 5.2cm, 74.8 ± 7.8 kg, 13.1 ± 2.3% body fat) participated in this study. In the MT, subjects performed 3 sets of bench press (BP) exercise and then 3 sets of wide grip seated row (SR). In the PAA, they performed 3 paired sets of BP and SR. Two-minutes of rest interval was adopted between sets in both protocols. EMG signal of the latissimus dorsi (LD), the clavicular portion of the pectoralis major (PMC), biceps brachii (BB) and triceps long head (TBL) were recorded during SR. For comparisons between protocols and sets the two-way ANOVA and Bonferroni post hoc tests were applied, adopting p < 0.05. There was significant increase in TTV for APS compared to TM. The EMG activities of the LD and BB muscles were significantly higher in APS compared to TM. Regarding the PMC and TBL, there was a significant reduction in APS compared to TM. Therefore, the APS may be an interesting alternative to resistance training programs that aim to increase VTT in a time efficient manner without compromising muscle performance.

Efeito agudo do alongamento estático em músculo agonista nos níveis de ativação e no desempenho da força de homens treinados / Acute effect of static stretching in agonist muscle on the levels of activation and on strength performance of trained men

Investigar os efeitos do alongamento muscular na resposta aguda neural tornou-se foco bastante atrativo de pesquisas atuais quando se considera que o desempenho da força está diretamente relacionado a alterações dos níveis de ativação muscular. Este estudo avaliou os efeitos de 10 a 40 segundos de alongamento estático na ativação muscular e no desempenho da força precedido ao teste de repetição máxima de sujeitos treinados. Foram avaliados 20 homens com idade média de 21,75 (± 3,49) randomizados em quatro grupos de acordo com os seguintes tempos de alongamento: TF10s, TF20s, TF30s, TF40s - TF corresponde a Treinamento de Força. Na etapa Controle (C) os sujeitos foram submetidos ao teste de repetição máxima no exercício de supino com halteres. Na etapa Experimental (E) foram submetidos ao alongamento estático com intensidade de 10 por cento de 1RM, seguidamente realizaram o teste de repetição máxima. Nas duas etapas foram realizadas as análises da ativação muscular com eletromiografia de superfície. Como procedimento estatístico utilizou-se ANOVA one way comparando características antropométricas e funcionais dos grupos, o teste t foi utilizado para amostras pareadas, comparando controle e experimental (p < 0,05). Resultados: Não foram encontradas diferenças estatisticamente significativas (p > 0,05); no desempenho da força e nos níveis de ativação agonista comparando os diferentes tempos de alongamento da etapa (E) ao experimento sem alongamento da etapa (C). Conclusão: O exercício de alongamento nos tempos e intensidades estudados parecem não exercer efeito agudo sobre os níveis de ativação a ponto de potencializar o desempenho da força em teste de repetições máxima. Desta forma, outras intensidades de alongamento podem ser investigadas buscando modular positivamente estes resultados.

The investigation of the effects of muscle stretching on the neural acute response has become a fairly attractive issue on current research when it is considered that strength performance is closely related to alterations on the levels of muscle activation. This study assessed the effects of 10 to 40 seconds of static stretching on the muscle activation as well as strength performance preceded by a repetition maximum test of trained subjects. 20 men, mean age of 21.75 (± 3.9), randomized in four groups according to the following stretching times: RT10s, RT20s, RT30s, RT40s - where RT corresponds to Resistance Training, were assessed. In the Control phase (C), the subjects were submitted to the repetition maximum test in the bench press with dumbbells exercise. In the Experimental Phase (E), they were submitted to static stretching with intensity of 10 percent of 1RM followed by the repetition maximum test. Muscle activation was assessed in the two phases with surface electromyography. One-way ANOVA was applied for statistical assessment, comparing anthropometric and functional characteristics of the groups, t test was used for paired samples, comparing control and experimental ones (p < 0.05). Results: Statistically significant differences have not been found (p > 0.05) in strength performance or levels of agonist activation when the different studied times and intensities in the (E) phase and the experiment with no stretching in the (C) phase were compared. Conclusion: Stretching exercise in the studied times and intensities does not seem to acutely affect the levels of activation in order to boost strength performance in a repetition maximum test. Therefore, different stretching intensities can be investigated with the aim to positively modulate these outcomes.

Scapular and rotator cuff muscle activity during arm elevation: a review of normal function and alterations with shoulder impingement: [review] / Atividade dos músculos escapulares e do manguito rotator durante a elevação do braço: uma revisão da função normal e das alterações na síndrome do impacto: [revisão]

OBJECTIVE: The purpose of this manuscript is to review current knowledge of how muscle activation and force production contribute to shoulder kinematics in healthy subjects and persons with shoulder impingement. RESULTS: The middle and lower serratus anterior muscles produce scapular upward rotation, posterior tilting, and external rotation. Upper trapezius produces clavicular elevation and retraction. The middle trapezius is primarily a medial stabilizer of the scapula. The lower trapezius assists in medial stabilization and upward rotation of the scapula. The pectoralis minor is aligned to resist normal rotations of the scapula during arm elevation. The rotator cuff is critical to stabilization and prevention of excess superior translation of the humeral head, as well as production of glenohumeral external rotation during arm elevation. Alterations in activation amplitude or timing have been identified across various investigations of subjects with shoulder impingement as compared to healthy controls. These include decreased activation of the middle or lower serratus anterior and rotator cuff, delayed activation of middle and lower trapezius, and increased activation of the upper trapezius and middle deltoid in impingement subjects. In addition, subjects with a short resting length of the pectoralis minor exhibit altered scapular kinematic patterns similar to those found in persons with shoulder impingement. CONCLUSION: These normal muscle functional capabilities and alterations in patient populations should be considered when planning exercise approaches for the rehabilitation of these patients.

OBJETIVO: O objetivo deste manuscrito é revisar o conhecimento atual sobre como a ativação muscular e a produção de força contribuem para a cinemática do ombro em indivíduos saudáveis e em pessoas com síndrome do impacto. RESULTADOS: As porções média e inferior do músculo serrátil anterior produzem rotação para cima, inclinação posterior e rotação externa na escápula. O trapézio superior produz elevação e retração da clavícula. O trapézio médio é principalmente um estabilizador medial da escápula. O trapézio inferior auxilia na estabilização medial e rotação para cima da escápula. O músculo peitoral menor está alinhado para resistir às rotações normais da escápula durante a elevação do braço. O manguito rotador é crucial para a estabilização e prevenção do excesso de translação superior da cabeça do úmero, assim como para a produção de rotação externa na glenoumeral durante a elevação do braço. Foram identificadas alterações na amplitude ou no tempo de ativação em diversas investigações que compararam sujeitos portadores de síndrome do impacto com controles saudáveis. As alterações incluem ativação reduzida do músculo serrátil anterior médio ou inferior e do manguito rotador, ativação retardada do trapézio médio e inferior, assim como maior ativação do trapézio superior e do deltóide médio em sujeitos com síndrome do impacto. Além disso, sujeitos com o músculo peitoral menor com curto comprimento de repouso apresentam padrões alterados de cinemática escapular semelhantes aos encontrados em pessoas com síndrome do impacto. CONCLUSÃO: Estas capacidades musculares funcionais normais e alterações nas populações de pacientes devem ser consideradas no planejamento de programas de exercícios para a reabilitação destes pacientes.

Ativação muscular durante a pedalada em diferentes posições do selim / Muscle activation during pedaling in different saddle position

O objetivo do presente estudo foi analisar os efeitos de diferentes posicionamentos do selim no padrão de ativaçãoelétrica durante a pedalada. Três ciclistas de elite foram submetidos a um protocolo que constou da avaliação de quatrodiferentes posições de selim (para frente, para trás, para cima e para baixo), assumindo como posição de referência aposição usada durante os treino e competição. O deslocamento do selim foi de 1 cm para todas as posições. As bicicletasdos ciclistas foram acopladas a um ciclossimulador magnético. A carga do teste foi normalizada utilizando um critériofi siológico, garantindo assim o mesmo nível de esforço para todos os sujeitos. A atividade elétrica de seis músculos domembro inferior foi mensurada: gluteus maximus, rectus femoris, biceps femoris, vastus lateralis, gastrocnemius medialis,e tibialis anterior. Os resultados demonstram que pequenos ajustes na posição do selim podem afetar os padrões deativação elétrica e provavelmente a técnica de pedalada...

The purpose of this study was to analyze the effects on muscle activation pattern of different saddle positionsduring cycling. Three elite cyclists followed a protocol that consisted of four different saddles positions, displaced forward,backward, upward and downward with relation to the reference position used in training and competition. In all tests thesaddle was displaced by 1cm. The cyclists? bicycles were mounted on a magnetic cycle simulator. The load was normalizedat the second ventilatory threshold. Muscle activation of six lower limb muscles was registered: gluteus maximus, rectusfemoris, biceps femoris, vastus lateralis, gastrocnemius medialis, and tibialis anterior. The results demonstrated that relativelysmall saddle adjustments can affect the pattern of muscle activation and probably cycling technique...