Resumen
Este estudio investigó los efectos agudos de los ejercicios fatigantes del músculo del pie sobre la máxima fuerza muscular del pie y la capacidad de control postural. Dieciocho individuos jóvenes sanos realizaron ejercicios fatigantes de fuerza muscular del pie, y el flexor del dedo del pie y la fuerza del flexor plantar del tobillo y la capacidad de control postural se midieron antes y después de los ejercicios. La capacidad de control postural se evaluó utilizando la ruta del centro de presión (COP) durante tres tareas de equilibrio: de pie de doble pierna con los ojos abiertos; Doble pierna de pie con los ojos cerrados; y una sola pierna de pie con los ojos abiertos. Después de los ejercicios, la fuerza muscular del flexor plantar del dedo del pie y el tobillo disminuyó significativamente. En todas las condiciones, la mayoría de las variables COP no difirieron significativamente antes y después de los ejercicios; Sin embargo, la longitud total y la velocidad media en la posición de una sola pierna con los ojos abiertos disminuyeron significativamente después de los ejercicios. Velocidades de balanceo postural en la dirección anteroposterior de la pareja de doble pierna con los ojos cerrados y en direcciones anteroposterior y mediolateral de la pariente de una sola pierna con los ojos abiertos significativamente disminuyeron después de los ejercicios. No se encontraron las asociaciones entre los cambios relativos en la fuerza muscular después del ejercicio y los cambios relativos en las variables COP después del ejercicio. Estos resultados indican que el control postural mientras está de pie podría mantenerse a pesar de que la fuerza del músculo del pie disminuye después de los ejercicios fatigantes del músculo del pie.
Introducción
La fuerza muscular del pie es importante para el rendimiento físico humano que implica una posición vertical y una locomoción. La fuerza muscular del flexor del pie es un indicador de la fuerza del músculo del pie, que es un factor crítico para mejorar el rendimiento físico en adultos (1), y se correlacionó positivamente con un rendimiento físico dinámico de extremidad inferior, como correr y saltar, en niños (2) y adolescentes (3). En la fase de empuje de la marcha humana, cuando el talón sale del suelo y la dorsiflexión de la articulación metatarsofalángica aumenta (4), los flexores de los pies se activan simultáneamente (5). De acuerdo con estos estudios, la fuerza máxima generada por los flexores de los pies en la articulación metatarsofalángica estaba relacionada con las áreas transversales de los músculos intrínsecos y extrínsecos del pie en adultos (6). Los músculos flexores del dedo son una agregación de músculos que cruzan el tobillo y las articulaciones metatarsofalángicas y se dividen en dos grupos musculares: los músculos plantares intrínsecos y extrínsecos (6). Los músculos plantares intrínsecos son estructuras múltiples complejas que tienen sus orígenes e inserciones dentro del pie, mientras que los músculos plantares extrínsecos tienen roles funcionales en la articulación del tobillo. Estos músculos plantares intrínsecos y extrínsecos apoyan la estructura de arco única del pie. Se cree que los músculos del arco del pie y la articulación del tobillo actúan como resortes y regulan la fuerza de reacción del suelo durante la posición y el movimiento (7), y las alteraciones activas en la longitud muscular de la pierna inferior son clave para mantener el equilibrio postural en la articulación del tobillo mientras está de pie (8). Las actividades de los músculos plantares intrínsecos y extrínsecos contribuyen a la estabilidad postural durante la posición vertical, especialmente en la posición de una sola pierna (9). La fuerza del músculo del pie se considera uno de los elementos esenciales importantes que proporciona un control postural mientras está de pie (10); Sin embargo, la relación entre la fuerza muscular del pie y el control postural sigue siendo un tema de discusión.
Los ejercicios físicos causan fatiga muscular, lo cual es una disminución en la capacidad de los músculos para producir fuerza (11) y un deterioro en la capacidad de los nervios para transmitir señales (12). Una pérdida de entrada sensorial del pie es una posible causa de equilibrio postural deteriorado durante la posición vertical (13). Además, los estudios han demostrado que los ejercicios que fatigan los músculos de la parte inferior de la pierna alrededor del tobillo aumentan la excursión del centro de presión (COP) durante la posición en comparación con las condiciones previas a la fatiga (14,15). La excursión de COP representa la derivación de tres componentes de la fuerza o el pequeño dominio irregular lento que genera el cuerpo en la plataforma de fuerza, y se usa comúnmente como un índice de estabilidad postural durante la posición (16). Otros estudios mostraron una disminución o ningún cambio en las variables de COP durante la posición después de fatigantes crías de terneros (17) y ciclismo en las piernas (18) Ejercicios. La capacidad de equilibrio puede verse afectada por las disfunciones de los sistemas vestibulares, visuales, somatosensorios y musculoesqueléticos (19). Algunas de estas disfunciones pueden explicarse por deterioro de las funciones motoras y sensoriales en el pie. Por lo tanto, un cambio en el control postural podría estar relacionado con la disminución de la producción de fuerza por los músculos después de que se fatigan. Sin embargo, no hay estudios que examinen cómo los músculos fatigados del complejo de pie y el complejo de los pisos afectan el control postural durante la posición de doble y una sola pierna. El conocimiento de la influencia de los músculos de los pies fatigados en la capacidad de control postural contribuirá a la comprensión del papel de la fuerza muscular del pie en el control postural y puede proporcionar una nueva información que podría mejorar la capacidad del equilibrio postural en las actividades deportivas y recreativas. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue investigar los efectos inmediatos de los ejercicios fatigantes del músculo del pie sobre la fuerza del músculo del pie y el control postural durante la posición. Se planteó la hipótesis de que los ejercicios fatigantes del músculo del pie inducirían una disminución en la fuerza del músculo del pie y la disminución de la fuerza del músculo del pie después de los ejercicios habría causado un cambio en el control postural durante la posición después de los ejercicios.
Materiales y métodos
Sujetos
Dieciocho individuos jóvenes sanos (edad, 21.11 ± 1.45 años; altura, 1.69 ± 0.05 m; masa corporal, 63.86 ± 9.96 kg) fueron reclutados. Ninguno de los sujetos tomaba medicamentos o tenía disfunción nerviosa periférica, otros trastornos neurológicos o lesiones de los pies o piernas en el último año. Los sujetos eran sedentarios o ligeramente activos, pero actualmente no estaban involucrados en ningún tipo de programa de ejercicio o entrenamiento de más de 30 minutos por día, 2 días por semana. Después de ser considerado elegible, ningún sujeto abandonó el estudio. Este estudio fue aprobado por el Comité de Ética de Investigación Humana de la Universidad de Yokohama de Yokohama de acuerdo con la Declaración de Helsinki. Todos los sujetos dieron su consentimiento informado por escrito antes del inicio del estudio. Los voluntarios potenciales de entre 20 y 25 años fueron reclutados verbalmente de una clase en la universidad local durante el semestre de otoño (octubre de 2015). El tamaño de la muestra experimental se estimó a partir de datos de estudio anteriores (20) que veinte sujetos se midieron puntaje de capacidad de equilibrio utilizando el sistema de evaluación de equilibrio antes y después de la fatiga de las extremidades inferiores. Se usó un nivel de significancia de menos de 0.05 (Zα / 2 (0.025) = 1.96) y un poder de prueba del 80% (Zβ) 0.2 (= 0.84) en los cálculos, y se agregaron 16 sujetos para compensar la tasa de abandono del 10% ya que los sujetos podrían tener complicaciones durante el programa de ejercicio. El tamaño mínimo de muestra requerido fue de 17 a 18.
Procedimiento experimental
Los sujetos evaluaron su capacidad de control postural, la máxima resistencia al flexor del dedo del pie (TFS) y la máxima resistencia al flexor plantar del tobillo (PFS) descalzo antes e inmediatamente después de realizar el programa de ejercicios. El programa de ejercicios consistió en ejercicios de fortalecimiento para los músculos del pie y el tobillo (Fig. 1); El ejercicio se realizó en el siguiente orden: 1) Agilidad, 2) Bola de equilibrio y 3) ejercicios de fuerza muscular de pie y tobillo y la duración total de todo el ejercicio fue de 60 minutos en promedio. Además, nuestro estudio piloto (n = 12) evaluó el nivel de fatiga cardiovascular de los sujetos durante el ejercicio y demostró que después de 1) agilidad, 2) balance de balance y 3) ejercicios de fuerza muscular de pie y tobillo, los sujetos alcanzaron los niveles de frecuencia cardíaca; 1) 164.25 ± 30.69, 2) 123.58 ± 20.11, 3) 115.33 ± 23.31 latidos/min. y tasa de agotamiento percibido (RPE); 1) 16.58 ± 2.57, 2) 13.42 ± 1.88, 3) 12.33 ± 1.92 escala Borg (6–20). Las intensidades de ejercicio después de cada ejercicio fueron determinadas por la fórmula de Karvonen y fueron en promedio 1) 71.98 ± 23.36, 2) 38.08 ± 13.41 y 3) 31.68 ± 13.66%.
DEO, doble pierna de pie con los ojos abiertos; Dec, doble pierna de pie con los ojos cerrados; SEO, una sola pierna de pie con los ojos abiertos; TFS, resistencia al flexor del dedo del pie; PFS, resistencia al flexor plantar; I. Escalera: i) trotar hacia adelante * 4 conjuntos; ii) paso en marcha * 4 conjuntos; iii) salto frontal * 4 conjuntos; iv) pasos cruzados * 4 conjuntos; v) SidEps * 4 conjuntos; II. Mini-Hurdles vi) corriendo hacia adelante * 3 conjuntos; vii) saltos frontales * 3 conjuntos; y viii) lúpulos laterales * 3 conjuntos. El taladro de escalera se repitió 4 veces con un período de descanso de 1 minuto entre diferentes tipos de ejercicios, y el taladro de mini-Hurdles se repitió 3 veces con un período de descanso de 1 minuto entre diferentes tipos de ejercicios. Iii. Balance * 3 conjuntos con un descanso de 1 minuto entre conjuntos; IV. Raise de ternero * 3sets con un descanso de 1 minuto entre conjuntos; V. recolección de toallas izquierda y derecha * 3sets con un descanso de 20 segundos entre series para cada pie.
Protocolo de ejercicio.
Antes del ejercicio, los sujetos se calentaron con caminatas a su propio ritmo durante 3 minutos y estiraron los músculos del pie y las piernas. El ejercicio de agilidad consistió en una serie de taladros de escalera y mini-Hurge (21), incluyendo: i) trotar hacia adelante – ladder; ii) Paso avanzando – Ladder; iii) salto frontal: lada; iv) Pasos cruzados – Ladder; v) zigzag latidos – ladder; vi) Correr hacia adelante: Hurdles Mini; vii) saltos frontales: hurvas de Mini; y viii) lúpulo lateral: hurvas de Mini. Después de que los sujetos realizaron algunos esfuerzos submáximos para familiarizarse con los ejercicios, se les indicó que realizaran todos los ejercicios lo más rápido posible. Los ejercicios de la escalera usaron una escalera de 4.05 m de largo con pasos de 45 cm de largo, y los ejercicios de mini-Hurge utilizaron 15 mini mandos colocados a intervalos de 70 cm. El taladro de escalera se repitió 4 veces con un período de descanso de 1 minuto entre diferentes tipos de simulacros, y el taladro de minifurdles se repitió 3 veces con un período de descanso de 1 minuto entre diferentes tipos de ejercicios. A continuación, el ejercicio de la bola de equilibrio se realizó en un dispositivo de equilibrio «ambos lados» (Bosu; Fitness Quest, Canton, OH). Los sujetos recibieron instrucciones de pararse con ambos pies en la plataforma Circular Bosu y mantener el equilibrio permanente sobre un hemisferio inflado durante 2 minutos. Esto se repitió tres veces con un descanso de 1 minuto entre conjuntos. Por último, se realizaron los ejercicios de resistencia a la ternera y los ejercicios de fuerza de toallas. Para el ejercicio de crías de terneros, los sujetos se pararon con los pies separados y levantaron los talones con las rodillas cerradas. Este ejercicio incluyó tres conjuntos de 60 repeticiones por conjunto, con un descanso de 1 minuto entre conjuntos. El ejercicio de recolección de toallas implicó flexión de los pies en la articulación metatarsofalángica. Los sujetos sacaron una toalla que se cargó con un peso igual al 60% del TF máximo, con solo los dedos de los pies. Este ejercicio consistió en tres conjuntos de 30 repeticiones con un descanso de 20 segundos entre conjuntos para cada pie.
Medición de TF y PFS isométricos máximos
Los TF isométricos voluntarios máximos en la posición permanente se midieron con un dinamómetro de agarre de los pies (TKK3361, Takei Scientific Instruments, Niigata). Los detalles del aparato y la metodología y la reproducibilidad de la medición se han descrito en otra parte (2,3,6,22). El rango de fuerza con este dinamómetro es 1–800 N. El dinamómetro consiste en transductores de fuerza de calibre de deformación, y la fuerza se midió cuando se extrajó la barra de agarre. El pie se colocó en el dinamómetro y se fijó usando el tapón del talón con el sujeto en posición de pie con una extensión completa de las juntas de rodilla y cadera. Durante las medidas, los sujetos colocaron sus brazos frente a sus cofres y fueron instruidos …
