Influência da fadiga sobre assimetrias nos ajustes posturais de membros inferiores

Abstract

Um dos principais mecanismos do sistema nervoso central para o controle da postura estática são os ajustes posturais antecipatórios (APAs). APAs são gerados para responder às perturbações ou estratégias de desestabilização do centro de pressão (CP), como no caso do início da marcha. A fadiga tem efeitos sobre os APAs e CP. No entanto, pouco se sabe sobre o papel da preferência podal sobre as respostas de antecipação entre os membros inferiores. Consequentemente, os efeitos da fadiga sobre assimetrias nos APAs não são claros. O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos da fadiga unilateral dos flexores do tornozelo do membro preferido (PREF) e não-preferido (NPREF) sobre os APAs de membros inferiores. Em 22 sujeitos jovens e saudáveis, divididos em dois grupos (Fp, n=11; e Fnp, n=11) foi analisada a atividade EMG dos músculos reto femoral (RF), bíceps femoral (BF), gastrocnêmio medial (GM) e tibial anterior (TA), bilateralmente, antes (PRE) e após fadiga (POS) voluntária unilateral de flexores plantares. A fadiga muscular foi induzida por um protocolo onde os sujeitos deveriam contrair unilateralmente os flexores plantares elevando o calcanhar ao máximo com o membro preferido (Fp) ou o não-preferido (Fnp) pelo maior tempo possível. Neste protocolo, já descrito na literatura, a cada 10 s, uma nova contração isométrica era executada até que o sujeito não conseguisse mais manter a posição desejada por pelo menos dois minutos. Foi calculado o início da ativação muscular (onset) do GM durante movimentos rápidos de flexão bilateral dos ombros, sendo o início deste denominado como T0. O onset foi calculado em dez tentativas pré (PRE) e pós fadiga (POS) unilateral. Em relação ao CP, foram analisados o RMS nas direções ântero-posterior (RMSap) e médio-lateral (RMSml), e a área da elipse. Após aplicação da análise de variância para medidas repetidas (fatores: perna, grupo e tentativa), não foi encontrada nenhuma diferença significativa em relação aos APAs (p>0,05). Entretanto, quando comparamos o RMSml (p=0,013) e área da elipse (p=0,019) do CP no grupo Fp, encontramos diferenças significativas entre PRE e POS fadiga. A simetria nos APA entre membro preferido e não-preferido denota similar capacidade de respostas à perturbação, independente da preferência podal. Com a adicional perturbação da fadiga muscular, este comportamento permaneceu inalterado, embora o CP tenha apresentado alterações significativas dependentes da preferência podal. Em conjunto, estes resultados suportam a idéia de que o SNC consegue gerar respostas satisfatórias de antecipação em ambos os membros inferiores, mesmo em situação de fadiga, e as alterações no CP médio-lateral indicam maiores contribuições de músculos posturais do quadril na manutenção da postura estática.

One of the most important mechanisms of the central nervous system (CNS) working for the control of posture are the anticipatory postural adjustments (APAs). The APAs minimize effects of perturbations influencing the control of the center of pressure (COP). APAs are also involved in the start of movements such as gait. The effects of fatigue on APAs and COP are well known. However, the role of the lower limb preference on symmetry of APAs is not clear. Consequently there is a lack of knowledge concerning effects of fatigue on APAs for preferred and non-preferred limb. This study was to investigate the effects of unilateral fatigue on the APAs of muscles from the preferred (Fp) and non-preferred (Fnp) lower limb. Twenty two healthy subjects were separated in two groups (Fp, n=11; e Fnp, n=11). We analyzed the bilateral EMG activity of rectus femoris (RF), biceps femoris (BF), gastrocnemius medialis (GM) and tibialis anterior (TA) before (PRE) and after (POS) isometric voluntary exhaustion of ankle plantarflexors muscles. Exhaustion was induced by a protocol were the subjects “stand on toes” unilaterally with the preferred (Fp) or non-preferred (Fnp) lower limb, as long as possible. After 10 s interval, a new isometric contraction was solicited until the subject could not maintain the position longer than two minutes. We calculated the muscular onset during fast bilateral arm rising movements, where the beginning of the movement was denominated T0. The muscular onset was calculated in 10 trials pre- (PRE) and post-fatigue (POS). For COP, we analyzed the RMS for the antero-posterior (RMSap), medio-lateral (RMSml) directions, and the ellipse area. After analysis of variance between the factors group (Fp and Fnp), leg (PREF and NPREF) and trial (PRE and POS), dependent t test, and independent t test between legs for every muscle, any statistical significant difference was found in APA generation (p<0.05). However, when compared COP RMSml (p=0.013) and ellipse area (p=0.019) in Fp group, there was significant differences between PRE and POS conditions. The symmetry in APA between lower limbs shows a similar CNS capacity to counteract perturbations induced by ankle plantarflexors fatigue, regardless of limb preference. In spite of the symmetry on APAs, we found significant differences in COP for medio-lateral direction. These results support the idea that the central nervous system can generate enough APAs to counteract a perturbation, even in fatigue situations. The medio-lateral changes in COP are consistent with incapacities of postural muscles of hip to generate the correct responses to maintain the balance.