La ubicación del sensor afecta los parámetros de contractilidad del músculo esquelético medidos mediante tensiomiografía

Introducción

La contractilidad del músculo esquelético es un factor importante que influye en el rendimiento deportivo, ya que se requiere un ciclismo de puente cruzado eficiente para generar una fuerza óptima.1). En los últimos años, la tensiomiografía (TMG) ha surgido como un método útil y no invasivo para evaluar la contractilidad muscular midiendo el desplazamiento radial del músculo en respuesta a un estímulo eléctrico estandarizado de 1 milisegundo. El estímulo eléctrico bipolar es provocado por dos electrodos autoadhesivos y medido por un sensor de desplazamiento de alta precisión colocado perpendicularmente en el vientre del músculo.2, 3). Luego, la intensidad de la estimulación se aumenta progresivamente hasta alcanzar el desplazamiento radial máximo o la amplitud de estimulación máxima. En general, cinco parámetros principales se derivan de TMG: desplazamiento muscular máximo (D_metro) se da en milímetros (mm) y refleja el primer pico de la curva de desplazamiento; tiempo de retardo (T_d) representa el tiempo entre el pulso eléctrico y el 10% del desplazamiento máximo; tiempo de contracción (T_do) refleja el período de tiempo desde el 10% hasta el 90% de la curva de medición; tiempo de media relajación (T_r) es el tiempo entre el 90% y el 50% de D_metro en la curva descendente y sostener el tiempo (T_s) es la duración de la contracción sostenida, que se mide entre el 50% de D_metro a cada lado de la curva de contracción. como t_do representa el tiempo del 10% al 90% de D_metrono es posible interpretar T_do independientemente de D_metrolo que puede dificultar la interpretación adecuada de la velocidad de contracción real (4). Por lo tanto, la velocidad de contracción (V_do) se calcula como una alternativa indirecta a T_docomo V._do Combina la respuesta muscular a la contracción en dimensiones temporales y espaciales.

El examen de la contractilidad muscular mediante TMG proporciona a los investigadores conocimientos sobre las capacidades musculares del atleta. Las mediciones son altamente reproducibles (ICC = 0,92 a 0,97; CV = 2,7% a 4,7%) y se correlacionan con características fisiológicas y de rendimiento (2, 5, 6). De manera ejemplar, los parámetros TMG se correlacionan con biomarcadores de daño muscular en el suero sanguíneo después de un protocolo de entrenamiento de fuerza (7, 8), con consumo máximo de oxígeno y gasto cardíaco máximo (9). Además, TMG se ha aplicado en el campo de la composición corporal (10, 11).

En cuanto a los parámetros individuales, parece haber una relación entre D_metro y rigidez muscular (12, 13), lo que permite a los investigadores y profesionales controlar la rigidez a través de TMG. Además, T._do Se considera que se correlaciona con la composición de las fibras musculares y puede proporcionar inferencias sobre la distribución de las fibras de contracción lenta o rápida.14). t_d se puede utilizar para derivar implicaciones relativas a la velocidad de reacción del sistema nervioso. García-Manso et al. (15) documentaron una disminución significativa en la T_d del m. recto femoral después de un ultratriatlón. Además, T._d está asociado con la velocidad de potencia de las fibras musculares y, por lo tanto, está relacionado con la fuerza muscular (16). V_do es adecuado para detectar cambios funcionales en las propiedades mecánicas de los músculos. Las disminuciones crónicas en la velocidad del sprint y el cambio de dirección están potencialmente asociadas con una disminución del V_doque, por lo tanto, se sugiere como una herramienta de seguimiento para evaluar posibles deterioros al correr a máxima velocidad (16).

En conjunto, TMG ofrece una evaluación no invasiva de las características musculares de un atleta, así como una presentación sencilla de los resultados de las mediciones. Sin embargo, la interpretación de los datos y su validez se ven limitadas debido a la falta de estandarización competente de los protocolos de medición (3, 9). Una revisión sistemática reciente con metanálisis de Lohr et al. (4) enfatizaron la falta de evidencia sólida sobre la precisión del diagnóstico al investigar el rendimiento muscular mediante TMG. Por ejemplo, la variabilidad de los parámetros puede verse afectada por ligeros cambios en el ángulo de la articulación, la ubicación del sensor o la distancia entre electrodos (3). Estudios anteriores han demostrado que la colocación del sensor en el vientre muscular afecta D_metro y t_do de diferentes músculos del tronco, y de las extremidades superiores e inferiores (17). Además, los cambios en el ángulo de la articulación y, por tanto, en la longitud del músculo afectaron a D_metrot_dy t_do en los estudios de Ditroilo et al. (18) y Latella et al. (19). Dado que los movimientos de la parte inferior de la pierna durante la medición afectan el ángulo de la articulación y la longitud de los músculos, una fijación de la parte inferior de la pierna podría influir en los resultados de la medición. Si bien investigaciones anteriores expusieron una alta variabilidad de las mediciones de TMG debido a factores externos, el impacto exacto de la posición del sensor y el movimiento de las articulaciones durante las mediciones de TMG, especialmente en las extremidades inferiores, aún no está claro.

En consecuencia, el objetivo del presente estudio fue examinar los efectos de la ubicación del sensor y la fijación de la parte inferior de la pierna durante las mediciones TMG sobre las propiedades contráctiles del m. bíceps femoral (BF). Se eligió el BF porque ya existe una gran cantidad de trabajo sobre los músculos anteriores de la pierna, por ejemplo, m. recto femoral y m. vasto lateral. Sin embargo, el grupo de músculos posteriores de la pierna todavía está infrarrepresentado en esta área de investigación.

Nuestra hipótesis fue que (1) la ubicación del sensor y (2) la fijación de la parte inferior de la pierna afectan la contractilidad muscular del BF derivada de TMG. Hasta donde saben los autores, este fue el primer estudio que implementó mediciones de TMG en dos sitios de medición diferentes en el BF. Además, ningún estudio hasta la fecha ha investigado los efectos de la fijación de la parte inferior de la pierna sobre los parámetros de contractilidad muscular del BF.

Métodos

Diseño del estudio

Para este estudio se utilizó un diseño cruzado aleatorio de un solo grupo, que fue aprobado por el comité de ética local (departamento del comité de ética 05, Universidad Goethe, Frankfurt am Main, Alemania, no.: 2021-17) y se realizó de acuerdo con el estándares éticos establecidos por la declaración de Helsinki. La contractilidad del músculo esquelético del BF de la pierna dominante se evaluó mediante tensiomiografía (TMG; TMG-BMC Ltd., Ljubljana, Eslovenia). Los participantes se tumbaron en decúbito prono con los tobillos colocados sobre el cojín TMG para medir la parte inferior de la pierna, de modo que la medición se realizó con una flexión de rodilla de aproximadamente 5° (20, 21). Se colocaron dos electrodos (autoadhesivos, Dura-Stick, 50 ✕ 50 mm) sobre la piel desinfectada con una distancia entre electrodos de 5 cm entre los bordes enfrentados de los electrodos (21, 22). Luego se colocó el sensor TMG perpendicularmente a la piel, con una retracción de aproximadamente 2 cm dentro de su alojamiento. Las mediciones de TMG se realizaron en dos sitios de medición y condiciones en el BF. El primer sitio de medición fue en el 50% de la longitud entre el origen (tuberosidad isquiática) y la inserción (cabeza del peroné) (BF-mid); el sitio fue marcado con un bolígrafo resistente al agua. Para garantizar que la marca se colocara correctamente en el BF, cada participante realizó una contracción isométrica con los isquiotibiales contra la mano del investigador. Por lo tanto, se indicó a los participantes, mientras estaban acostados en decúbito prono, que levantaran la parte inferior de la pierna hasta alcanzar una flexión de 90° en la articulación de la rodilla. Luego, el investigador colocó su mano contra el talón del participante, a quien se le pidió que presionara su talón contra la mano del investigador lo más fuerte posible durante 5 segundos. Durante la contracción isométrica, el investigador palpó el BF con su mano libre para asegurar una correcta colocación en el vientre muscular.

El segundo sitio de medición estaba a 10 cm distal de BF-mid y también estaba marcado (BF-distal). Para BF-distal, el electrodo proximal de BF-mid se colocó 5 cm por debajo del electrodo distal de BF-mid. Por lo tanto, el electrodo distal BF-mid se convirtió en el electrodo proximal para BF-distal, permitiendo nuevamente una distancia entre electrodos de 5 cm. Las mediciones de TMG en ambos sitios de medición (BF-medio y BF-distal) se realizaron bajo dos condiciones: en una condición, las mediciones se realizaron sin fijación de la parte inferior de la pierna (no fija), mientras que la segunda condición se realizó con el participante. parte inferior de la pierna sujeta a la almohadilla TMG usando una correa ajustable no elástica de 25 mm ✕ 2 m, que se fijó en el tendón de Aquiles (fija). Cada participante se sometió a cada una de las dos condiciones en un orden aleatorio, según lo determinado por randomizer.org. Para mitigar la sobreestimulación del músculo, se buscó un intervalo de descanso de aproximadamente 2 minutos entre las condiciones. En última instancia, nuestro estudio incluyó cuatro mediciones en un orden aleatorio por participante, por ejemplo, 1. BF-medio/fijo, 2. BF-medio/no fijo, 3. BF-distal/fijo, 4. BF-distal/no- fijado (Higo 1).

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Figura 1. Ilustración esquemática del protocolo de medición.

Los participantes fueron asignados aleatoriamente a la condición de medición fija o no fija. Después de completar el protocolo en ambos sitios de medición en el m. bíceps femoral (BF-medio = 50% de la longitud de BF (tuberosidad isquiática hasta cabeza del peroné); BF-distal: 5 cm distal de BF-medio), los sujetos recibieron la condición de medición restante.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0281651.g001

La medición de TMG en sí se realizó de la siguiente manera: comenzando con 50 mA, la intensidad se aumentó progresivamente en 10 mA cada 30 segundos hasta alcanzar el desplazamiento máximo o la salida máxima (10). Así, los participantes tuvieron un máximo de siete estímulos por sitio de medición. La estimulación eléctrica consistió en estímulos únicos, monofásicos, de onda cuadrada, con una duración de 1 ms cada uno. Entre cada sitio de medición, se incluyó un intervalo de descanso de 2 a 3 minutos para proporcionar relajación muscular. Para el análisis estadístico, la curva de medición con la D más alta_metro fue usado. Todos los demás parámetros se derivaron de la misma curva de medición. V_do se calculó como la velocidad media hasta el 90% D_metro (V_do = 0,9D_metro/ (t_d +T_do)*1000) se alcanzó (11).