Resumen
Investigamos el efecto cruzado de la fatiga muscular y su curso de tiempo en la extremidad contralateral no ejercitante (NEL) después de contracciones fatigantes unilaterales de la extremidad ipsilateral (EL). Para este propósito, 15 machos realizaron dos episodios de extensiones de rodilla isométrica máxima de 100 segundos con la extremidad de ejercicio, y la función neuromuscular de El y NEL se evaluó antes (pre), después de un primer ejercicio fatigante (mediano) y después de un segundo ejercicio fatigante (post). La producción máxima de torque isométrico voluntario disminuyó en el EL después del primer episodio de ejercicio (−9.6%; pag<0.001) Mientras estaba en el NEL, la disminución ocurrió después del segundo episodio de ejercicio (−10.6%; pag<0.001). A mediados, la disminución del par del EL se asoció estrictamente a una alteración de las propiedades mecánicas de contracción evocadas por la neuroestimulación del nervio femoral (es decirPeak Twitch Torque, tasa máxima de desarrollo de contracción). Según estos marcadores, sugerimos que se produjo una fatiga periférica. En el poste, después del segundo episodio de ejercicio, el nivel de activación voluntaria de los músculos extensores de la rodilla se alteró de pre (−9.1%; pag<0.001), lo que indica una falla central general tanto en El como en el NEL. Estos hallazgos indican que se necesitaban dos episodios de ejercicio fatigante unilateral para inducir un efecto cruzado de la fatiga muscular en la extremidad contralateral no ejercitiva. Ajustes diferenciales de la vía del motor (fatiga periférica VS. La fatiga central) podría contribuir a la disminución del par respectivo en el EL y el NEL. Dado que nuestro ejercicio fatigante unilateral indujo una reducción de torque máxima inmediata en el EL y pospuso la pérdida de la producción de par en el NEL, también se concluye que el curso de tiempo de la fatiga muscular difería entre las extremidades.
Introducción
La fatiga muscular es un campo de investigación amplio y sus mecanismos están ampliamente investigados, pero los datos son escasos con respecto al efecto transversal de la fatiga. Este efecto cruzado se relaciona con el hecho de que un tipo de actividad puede afectar negativamente otros tipos de acción. Por ejemplo, Mosso (1) Inicialmente observó una disminución de la resistencia en una tarea manual después de un día de intensa actividad intelectual. Recientemente, Kennedy et al. (2) demostró que la contracción voluntaria máxima de los músculos flexores plantares disminuyó después de las contracciones bilaterales de empuñadura sostenida. Sin embargo, el efecto cruzado de la fatiga se ha investigado principalmente después de un ejercicio unilateral sobre el rendimiento del músculo homólogo contralateral (3)–(8) o extremidad (9)–(12).
En general, la fatiga muscular se define como una reducción progresiva y transitoria de la producción de fuerza máxima inducida por contracciones musculares sostenidas o repetidas, sin importar si la tarea puede ser sostenida o no (13), (14). Esta definición implica que la producción de fuerza máxima del músculo contralateral no ejercicio debe disminuir para concluir que se produjo un efecto cruzado de la fatiga muscular. Hasta ahora, solo dos estudios han demostrado que la contracción voluntaria máxima (MVC) del músculo contralateral descansado disminuyó después de un ejercicio fatigante unilateral del músculo homólogo ipsilateral (7), (8). Martin y Rattey (7) informó una reducción promedio del 16% en mujeres y 25% en hombres de MVC contralateral de los músculos extensores de la rodilla después de una extensión de rodilla isométrica sostenida de 100 segundos. En el primer músculo interóseo dorsal de la mano contralateral, Post et al. (8) Observó una disminución promedio de MVC del 10% en un grupo de hombres y mujeres después de dos protocolos fatigantes distintos que consisten en un MVC isométrico sostenido de 120 segundos o un ejercicio intermitente submitente submáximo al 30% de MVC mantenido hasta el agotamiento. Otros autores han destacado que el rendimiento motor de la extremidad contralateral descansada se vio afectada negativamente mediante el uso de biomecánicos (9) o enfoques de control postural (10), (11). Por el contrario, es digno de mención que muchos estudios no han podido observar una reducción significativa de MVC de los músculos contralaterales homólogos después de un ejercicio fatigante unilateral para los músculos de las extremidades superiores (3)–(5) o las extremidades inferiores (6),(10), (11). La heterogeneidad de los procedimientos experimentales puede explicar fácilmente estas discrepancias y no todos los resultados pueden compararse por igual. Como consecuencia, el efecto cruzado de la fatiga muscular queda por debatir.
Las manifestaciones de la fatiga muscular pueden ocurrir a través de vías periféricas o centrales. Específicamente, la fatiga periférica se refiere a una falla del músculo en la generación de fuerza a nivel o distal a la unión neuromuscular (15). La fatiga central, en cambio, se relaciona con una reducción progresiva en la activación voluntaria que abarca circuitos supraespinales y espinales. En la literatura, la mayoría de los estudios antes mencionados acordaron que el efecto cruzado de la fatiga se refiere a los mecanismos de fatiga central. No obstante, pocos han investigado efectivamente el efecto cruzado de la fatiga central (3), (5)–(8). De hecho, dos estudios han encontrado que el MVC reducido del músculo contralateral no ejercicio se asoció a una disminución significativa en la activación voluntaria (7), (8). Como se mencionó anteriormente, Post et al. (8) También examinó el efecto del ejercicio submaximal máximo y repetitivo sostenido, y sus resultados indicaron que el esfuerzo máximo indujo una disminución más pronunciada de la activación voluntaria en el músculo contralateral no ejercicio. En línea con esta observación, Kennedy et al. (2) concluyó que un protocolo de fatiga máxima de las contracciones de empuñadura afectó la activación voluntaria y el MVC de los músculos flexores plantar del tobillo más severamente que un protocolo submáximo. En general, estas observaciones enfatizaron que el efecto cruzado de la fatiga puede relacionarse con la intensidad de la contracción realizada. Por el contrario, el ciclo de una sola pierna de alta intensidad no comprometió la capacidad máxima de potencia de la extremidad contralateral descansada ni la fuerza de mano isométrica máxima (12). Por todas estas razones, los mecanismos subyacentes al efecto cruzado de la fatiga aún no se han aclarado.
Un enfoque interesante para delinear el efecto de un ejercicio fatigante unilateral en la producción máxima de la fuerza del músculo contralateral no ejercicio podría implementarse analizando el curso de tiempo del efecto transversal de la fatiga. En la actualidad, hay evidencia en la literatura que respalda este enfoque. De hecho, se ha sugerido que las contracciones musculares múltiples afectan progresivamente la activación voluntaria y, por lo tanto, aumenta el efecto cruzado de la fatiga. (3), (5). Por lo tanto, el objetivo del presente estudio fue investigar el curso temporal de la fatiga muscular en ambos músculos extensores de rodilla después de un ejercicio fatigante isométrico máximo unilateral que consiste en dos episodios de MVC de 100 segundos. Se planteó la hipótesis de que el primer episodio de ejercicio induciría la fatiga muscular en la extremidad del ejercicio, y esperábamos que el efecto cruzado de la fatiga de la extremidad contralateral no ejercitante ocurriera después del segundo episodio de ejercicio.
Métodos
Participantes
Quince hombres sanos (edad: 21.7 ± 3.1 años; altura: 181 ± 5 cm; masa corporal: 76.8 ± 7.9 kg; media ± DE) aceptó participar en el estudio. Los participantes eran estudiantes de educación física y eran recreativos activos (≈ 5 a 10 horas a la semana). Los participantes no informaron ninguna patología, complicaciones neurológicas, lesiones musculares, tendinales o articulares dentro de los seis meses previos al estudio.
Declaración de ética
Los participantes fueron informados sobre los riesgos potenciales y dieron su consentimiento informado por escrito antes de la inscripción en la investigación. El experimento fue aprobado por el Comité de Ética sobre Experimentos Humanos en Ciencias de la Vida y la Salud de la Universidad de Niza – Sophia Antipolis y de acuerdo con la Declaración de Helsinki (1964).
Configuración de equipos
Medidas de par.
Se usó un dinamómetro estacionario Biodex® (System 3 Pro; Biodex Medical Systems, Shirley, NY, EE. UU.) En modo isométrico para registrar MVC isométricos y las contracciones evocadas de la extensión de la rodilla. El eje del dinamómetro estaba alineado con el eje anatómico de la extensión de flexión de la rodilla, y el brazo de palanca estaba unido en el vástago, a aproximadamente 2 cm sobre el maléolo lateral del tobillo. Los participantes se colocaron en el asiento con un ángulo de cadera de 120 ° y un ángulo de rodilla de 60 ° (0 ° se consideró como la extensión de rodilla completa). Los movimientos de la parte superior del cuerpo de los participantes estaban limitados por dos cinturones de hombro cruzados y un cinturón a través del abdomen. A los participantes se les permitió agarrar cinturones de hombro cruzados durante el procedimiento de prueba, pero no se les permitió sostener el asiento. Para permitir registros de electromiografía de superficie semitendinosus (ST), se colocó una placa (espesor ≈5 cm) debajo del sujeto con un orificio donde se colocaron los electrodos para evitar cualquier compresión entre los electrodos de la superficie y el cable en el asiento.
Grabaciones de electromiografía de superficie (SEMG).
Los electrodos SEMG bipolares (cloruro de plata, diámetro de grabación de 1 cm, distancia entre electrodos de 2 cm, gráfico de contrivers médico, brie-comte-robert, Francia) se colocaron sobre el VL (Vastus lateral), el VM (Vastus medialis), la RF (rectus) y el semado de semado (estatus (estatales) en ambas mínimas). (16). El electrodo de referencia se colocó en la fiesta ósea medial de la muñeca derecha. La impedancia de baja resistencia entre los electrodos (<5 kΩ) se obtuvo abasteciendo la piel y limpiándola con alcohol. Se usó un sistema BioPAC MP 100 (BioPac Systems, Inc., Holliston, MA, EE. UU.) Para registrar datos SEMG a una velocidad de muestreo de 2000 Hz. Las señales EMG se amplificaron con una frecuencia de ancho de banda que varía de 1 Hz a 500 Hz (relación de rechazo de modo común = 11 dB; entrada de impedancia = 1000 MΩ; ganancia = 1000).
Estimulación del nervio femoral.
La estimulación del nervio femoral se indujo utilizando un estimulador eléctrico (Digitimer DS7AH, Digitimer, Herthforshire, United-Reydom) para evocar el potencial de acción muscular compuesta y la respuesta mecánica asociada. El nervio femoral fue estimulado con un electrodo de bola de cátodo de tungsteno (0,5 cm de diámetro) presionado sobre el triángulo femoral por el mismo experimentador durante toda la sesión. El ánodo era un 45 cm2 Electrodo rectangular (STEMEX, Wetzlar, Alemania) colocado entre el gran trocánter y la columna ilíaca. El estímulo era un pulso rectangular de 400 V y 2 ms. La intensidad óptima de la estimulación se estableció aumentando la intensidad en 10 mA pasos. La intensidad máxima se alcanzó una vez que el potencial de acción muscular compuesta (mmáximo) y la salida de par de la respuesta mecánica asociada fue máxima y estable. Luego, para provocar una estimulación supramaximal, la intensidad de estimulación máxima aumentó en un 10%. Esta intensidad se usó para inducir estímulos de doblete, separados por 10 ms a 100 Hz. Las intensidades supramaximales individuales fueron entre 70 y 140 Ma.
Procedimiento experimental
Los participantes debían asistir a dos sesiones en el laboratorio. La primera sesión sirvió para familiarizar a los participantes con los procedimientos de equipos y pruebas. En la segunda sesión, los participantes estaban equipados con electrodos SEMG en ambas extremidades inferiores. Los participantes realizaron un calentamiento estandarizado de 5 minutos a 2 vatios.−1 en un ergómetro de ciclismo (monark, 818e, Vansbro, Suecia) con una frecuencia de pedaleo de 70 rpm (17). Después del calentamiento, los voluntarios fueron transferidos y asegurados al dinamómetro isocinético. La intensidad de la neuroestimulación se ajustó rápidamente. Si bien los ejercicios fatigantes se realizaron unilateralmente, por la presente la extremidad de ejercicio (EL), se realizaron pruebas neuromusculares tanto en el EL como en la extremidad no ejercitante (NEL) para evaluar la fatiga en ambas extremidades.
Pruebas neuromusculares pre, medias y posteriores a la fatiga.
Figura 1 ilustra el diseño y los procedimientos experimentales utilizados para la recopilación de datos. Se realizó una secuencia de pruebas neuromusculares antes (pre), después de un primer ejercicio fatigante (medio) y después de un segundo ejercicio fatigante (post). Estas pruebas se realizaron de la siguiente manera: 1) Tres estímulos individuales fueron …
