Contribuições dos fatores morfológicos e neurais para a força de extensão de joelho em diferentes comprimentos musculares de ciclistas, corredores e triatletas

Abstract

Sabe-se que a curva torque-comprimento pode ser alterada por meio do treinamento. Especula-se que alterações morfológicas e neurais do músculo reto femoral (RF) estejam presentes frente à prática de modalidades cíclicas. Entretanto, pouco se sabe sobre a contribuição dessas alterações para a adaptação da curva torque-comprimento. Portanto, o objetivo do presente estudo foi determinar as contribuições de fatores morfológicos e neurais na relação torque-comprimento do RF em atletas de diferentes modalidades cíclicas. Foram recrutados 10 ciclistas, 10 corredores, 10 triatletas e 10 não atletas que foram submetidos a duas visitas e quatro avaliações. Na primeira visita foi realizada a familiarização da avaliação isométrica e do nível de ativação voluntária (VAL) utilizando um dinamômetro isocinético e eletroestimulação neuromuscular (NMES), respectivamente. O joelho direito foi fixado em 60º e o quadril em 90º (0º=extensão completa). Logo após foi determinada a intensidade máxima dos pulsos simples e doublets (estímulos duplos pareados a 100 Hz). A familiarização foi composta de contrações voluntárias isométricas máximas (CVIM) de 5 s a 60º de joelho e em três posições de quadril (90º, 45º e 0º). A cada CVIM foi realizado um doublet durante o platô de torque e após a CVIM, seguido de um pulso simples. Na segunda visita, foram repetidas as avaliações isométricas prévias, porém foram incluídas as posições 30º e 90º de joelho, com o registro da ativação dos músculos vasto medial (VM), vasto lateral (VL) e RF e avaliação da VAL e arquitetura muscular. Para representar a ativação muscular foi utilizado o valor root mean square (RMS) normalizado pela M-wave dos pulsos simples. Foi avaliado o comprimento de fascículo e a espessura muscular dos músculos RF e VL por meio de ultrassonografia. Para o cálculo do comprimento do RF foi utilizado um modelo de regressão com os ângulos de quadril e joelho. A relação torque-comprimento foi estimada a partir da contribuição do RF no torque total em função do comprimento normalizado do músculo em cada posição, e as curvas foram categorizadas em ascendente, descendente e platô. Para a análise estatística foi realizado uma ANOVA para medidas repetidas three way (fatores: ângulo de quadril; joelho e modalidade). Nossos principais resultados foram que a categorização da curva torque-comprimento de parte dos triatletas (n=7) e ciclistas (n=5) ocorreu na fase descendente, enquanto que em parte dos corredores (n=6) ocorreu na fase ascendente. Já o grupo não atleta apresentou uma maior variabilidade na categorização da curva torque-comprimento. Também não encontramos diferenças no comprimento de fascículo do RF (p=0,41), ativação muscular (VL: p=0,95; RF: p=0,55; VM: p=0,62) e na VAL (p=0,49) entre as modalidades e posicionamentos. Os resultados sugerem que a curva torque-comprimento de atletas da mesma modalidade apresenta comportamento semelhante e que o volume e o tempo de treinamento são fatores determinantes para curva torque-comprimento. Em conclusão, a prática dessas modalidades pode ser um indicativo da categorização da curva torque-comprimento e o comprimento de fascículo, o valor RMS e a VAL parecem não determinar a curva torque-comprimento do RF.

Abstract: It is well known that the torque-length curve can be changed due to training. It has been speculated that morphological and neural alterations of the rectus femoris muscle (RF) occur due to the practice of cyclical modalities. However, little is known about the contribution of these changes in the adaptation of the torque-length curve. Therefore, the present study aims to determine the contributions of the morphological and neural factors in the RF torque-length relationship in athletes from different cyclical modalities. Ten cyclists, 10 runners, 10 triathletes, and 10 non-athletes were recruited. Each volunteer underwent two visits and four evaluations. In the first visit, familiarization with the isometric and level of voluntary activation (VAL) protocols was carried out using an isokinetic dynamometer and neuromuscular electrical stimulation (NMES), respectively. The right knee was fixed at 60º and the hip at 90º (0º=full extension). After that, the maximum intensity of single and doublet pulses (double paired stimuli of 100 Hz frequency) was determined. Familiarization consisted of 5-s maximal voluntary isometric contractions (MVIC) with the knee at 60º and hip in three different positions (90º, 45º, and 0º). A doublet was performed at each CVIM during the torque plateau and after the CVIM, followed by a single pulse. On the second visit, the same previous assessments were performed, but the 30º and 90º knee positions were included, with the recording of the activation of vastus medialis (VM), vastus lateralis (VL), and RF muscles, VAL, and muscle architecture. To represent muscle activation, the root mean square (RMS) value normalized by the single pulse M-wave was used. The fascicle length and muscle thickness of the RF and VL muscles were assessed by ultrasonography. To calculate the RF length, a regression model using hip and knee angles was used. The torque-length relationship was estimated from the RF contribution to the total torque as a function of the normalized length of the muscle in each position, and the curves were categorized into ascending, descending, and plateau. For the statistical analysis, a three-way repeated measures ANOVA was performed (factors: hip angle, knee, and modality). Our main results were that the categorization of the torque-length curve of the majority triathletes (n=7) and part of cyclists (n=5) occurred in the descending phase, while the majority of the runners (n = 6) belong to ascending phase. However, the non-athlete group showed greater variability in the categorization of the torque-length curve. We also found no differences for RF fascicle length (p=0.41), muscle activation (VL: p=0.95; RF: p=0.55; VM: p=0.62), and VAL (p=0.49) between modalities and positions. The results suggest that the torque-length curve of athletes from the same modality has similar behavior and the years of experience and training volume are determinant factors for the torque-length curve. In conclusion, the practice of these modalities can be an indication of the categorization of the torque-length curve, and the fascicle length, muscle activation, and VAL do not seem to determine the RF torque-length curve.