Características musculares e neurais de ciclistas e triatletas durante o ciclo de pedalada

Abstract

Introdução. O músculo esquelético se adapta a diferentes estímulos externos. Estas adaptações podem ser intrínsecas, bem como neurais, alterando a capacidade de produção de força. Portanto, é de se esperar que diferentes modalidades esportivas (ciclismo e triathlon), possuam diferentes adaptações intrínsecas e neuromusculares durante o ciclo de pedalada. O objetivo deste estudo foi investigar possíveis mudanças causadas pelo treinamento do ciclismo e do triathlon na arquitetura muscular, unidade músculo tendão, ativação muscular e suas possíveis consequências na capacidade de produção de força no pedal durante o ciclo de pedalada. Ainda, que efeitos o nível da carga de trabalho causa nas estruturas neuromusculares e capacidade de produção de força no pedal. Artigo I. A arquitetura muscular de ciclistas e triatletas não parece ter sido determinada. O presente estudo compara a arquitetura muscular, unidade músculo tendão, ativação muscular e forças no pedal entre ciclistas, triatletas e não-atletas ao longo do ciclo da pedalada. Os sujeitos realizaram um teste incremental para determinar a potência máxima. Forças no pedal, ativação muscular, cinemática articular e arquitetura muscular foram registradas na potência máxima correspondente a primeira sessão na cadência de 90 rpm. O maior ângulo de penação e menor comprimento de fascículo foram encontrados em ciclistas e triatletas, comparados a não-atletas (p < 0,05). Triatletas apresentam maior ativação do reto femoral que ciclistas e não-atletas (p < 0,05); e ciclistas tem maior ativação, comparados a não-atletas (p < 0,05). Triatletas e nãoatletas apresentam maior ativação do sóleo que ciclistas (p < 0,05) nos primeiros 90° do ciclo de pedalada, enquanto ciclistas ativam mais o sóleo que triatletas e não-atletas (p < 0,05) dos 90° aos 180° do ciclo de pedalada. Triatletas aplicam maior força resultante no pedal comparados a não-atletas no segundo quadrante, enquanto que no quarto quadrante não-atletas apresentam maior força resultante no pedal que ciclistas e triatletas (p < 0,05). O índice de efetividade é maior em ciclistas e triatletas, comparados a não atletas (p < 0,05). Ciclitas e triatletas são semelhantes na arquitetura muscular e forças no pedal, mas apresentam menor comprimento de fascículo e maior ângulo de penação, além de melhor eficiência das forças aplicadas ao pedal em relação a nãoatletas. Artigo II. Os efeitos da carga de trabalho na arquitetura muscular de ciclistas e triatletas ainda necessitam de melhores esclarecimentos. O objetivo deste estudo foi comparar a arquitetura muscular, unidade musculo-tendão, ativação muscular e forças no pedal em ciclistas, triatletas e não-atletas em diferentes níveis de carga de trabalho durante a fase propulsiva do ciclo de pedalada. Os participantes realizaram teste incremental para determinar o nível da carga de trabalho (máxima potência e potências correspondentes ao primeiro e segundo limiares ventilatórios). Forças no pedal, ativação muscular, cinemática articular e arquitetura muscular foram registrados um dia após a determinação dos respectivos níveis de carga de trabalho. Maior ângulo de penação e menor do comprimento de fascículo foram encontrados em ciclistas e triatletas, comparados a não-atletas (p < 0,05). A arquitetura muscular e a unidade músculotendão não sofreram alterações com o nível da carga de trabalho (p > 0,05). Ciclistas tem menor ativação do músculo vasto medial, comparados a triatletas e maior ativação do músculo sóleo comparados a triatletas e não-atletas (p < 0,05). Os músculos vasto medial, reto femoral, bíceps femoral e sóleo são mais ativados da com o incremento do nível da carga de trabalho (p < 0,05), sem alterações nos músculos tibial anterior e gastrocnêmio medial (p > 0,05). A força resultante e o índice de efetividade não diferem entre os grupos (p > 0,05). O incremento do nível da carga de trabalho aumenta a força resultante (p < 0,05) sem alterações no índice de efetividade (p > 0,05). Ciclistas e triatletas tem arquitetura muscular similar, mas diferem de não-atletas. O incremento da carga de trabalho, provoca aumento a ativação muscular e a força resultante.

Introduction. Skeletal muscle adapts to different external stimuli, and this adaptation can lead to intrinsic and neural changes, altering the capacity of the force produced. Therefore it is expected that different sports (cycling and triathlon) have different intrinsic and neuromuscular adaptations during crank cycle. Therefore, the objective of this study is to investigate possible changes caused to sports training (cycling and triathlon) in muscle architecture, muscle-tendon unit, muscle activation and its consequences in capacity of pedal force production in crank cycle. Furthermore, it is aimed at determining the effects of different effort levels on the muscle structures neural activation and pedal force mentioned above. Article I. Muscle architecture of cyclists and triathletes during pedaling is unknown. Our study compared muscle architecture, muscle-tendon unit and activation, and pedal forces of cyclists, triathletes and non-athletes during a complete crank cycle. Participants performed an incremental test to determine maximal power output. Pedal forces, muscle activation, joint kinematics and muscle architecture were recorded at maximal power output and 90 rpm of cadence. Increased pennation angle and shorter fascicle length were found for cyclists and triathletes compared to non-athletes (p < 0.05). Higher activation of rectus femoris for triathletes than cyclists and non-athletes (p < 0.05); and for cyclists compared to non-athletes were observed (p < 0.05). Triathletes and non-athletes had higher activation of soleus than cyclists (p < 0.05). Cyclists had higher soleus activation than triathletes and non-athletes (p < 0.05). Triathletes applied greater resultant force on the pedal compared to non-athletes in second quarter while non-athletes presented higher resultant force than triathletes and cyclists in fourth quarter (p < 0.05). The index of effectiveness was higher for the athletes compared to non-athletes (p < 0.05). Cyclists and triathletes were similar in terms of muscle architecture and pedal forces but presented increased in pennation angle and shorter fascicle length for cyclists and triathletes compared to non-athletes and better efficiency of the forces applied to the pedal in relation to non-athletes. Article II. Effects of workload level in cyclists and triathletes’ muscle architecture during pedalling is unknown. Our goal was to compare muscle architecture, muscletendon unit and activation, and pedal forces of cyclists, triathletes and non-athletes at different workload levels during the propulsive phase of the crank cycle. Participants performed an incremental test to determine workload level (maximal power output and power output of the first and second ventilatory thresholds). Pedal forces, muscle activation, joint kinematics and muscle architecture were recorded at pre-set workload level. Increased pennation angle and shorter fascicle length were found for cyclists and triathletes compared to non-athletes (p < 0.05). Muscle architecture and muscle-tendon unit length were not affected by workload level (p > 0.05). Cyclists achieved lower activation of vastus medialis compared to triathletes, and higher activation of soleus compared to triathletes and non-athletes (p < 0.05). Vastus medialis, rectus femoris, biceps femoris and soleus activations were increased at higher workload level for all groups (p < 0.05) without changes for tibialis anterior and gastrocnemius medialis (p > 0,05). Resultant force and effectiveness index did not differ for between groups (p > 0. 05). Higher workload level increased resultant force (p < 0.05) without changes in index of effectiveness (p > 0.05). Cyclists and triathletes were similar for muscle architecture but differed to non-athletes. Higher workload level increased muscle activation and resultant force.