The residual effect of eccentric concentric prior exercise on aerobic capacity and muscle electrical activity during running of different intensity

Autor: Zaičenkovienė, Kristina
Přispěvatelé: Stasiulis, Arvydas
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2011
Předmět:
Popis: After unusual physical activities including eccentric and concentric muscle contractions we might observe delayed onset muscle soreness (DOMS) which is mostly felt 24–72 hours after physical loads (Armstrong, 1984, Yanagisawa et al., 2010). DOMS can be linked to the damage of connective tissue or myofibrils (Davies, White, 1981; Friden et al., 1983), intercellular swelling and increased pressure inside the muscle (Friden et al., 1986; 1988), reduced microcirculation and decreased muscle strength (Davies, White, 1981; Sargeant, Dolan, 1989; Larsen., 2007; Marqueste et al., 2008). After 100 vertical jumps from a platform muscle strength remains reduced even 24 hours after the exercise (Skurvydas et al., 2000). There is much evidence how prior exercise of different intensity and nature affects the intensity of oxygen uptake (VO2) and its kinetics during physical exercise (Gerbino et al., 1996; MacDonald et al., 1997; Koppo, Bouckaert, 2001; Scheuermann et al., 2001; Bearden, Moffatt, 2001; Fukuba et al., 2002; Burnley et al., 2002; Tordi et al., 2003; Endo et al., 2004; Sanchis Moysi et al., 2005; Jones et al., 2008; Buchheit et al, 2009; Barker et al., 2010; Chin et al., 2010; Davies et al., 2011). Data about the effect of eccentric exercise which cause DOMS on VO2 during constant loads are not numerous and their results are contradictory. It has been established that two days after the exercise causing DOMS VO2 and its speed of change in the second and the third phases remain unaltered during aerobic exercise of heavy intensity working out on a cycle ergometer (Gleeson et al., 1995; Walsh et al., 2001; Sanchis Moysi et al., 2005; Schneider et al., 2007). Similarly, after eccentric physical exercises causing muscle damage running efficiency remains the same after one to four days (Paschalis et al., 2005; Vassilis et al., 2008). On the other hand, one hour after eccentric concentric prior load of jumps VO2 during cycle ergometer loads of moderate and heavy intensity increased (Ratkevičius et al., 2006). VO2 while running at a moderate speed and the slow component of VO2 while running at a high speed increased after one hour after the interval training session (James, Doust, 1998; 1999). Heavy prior exercise did not change the time constant of the second phase, but it reduced the slow component of change and improved working capacity during the subsequent heavy exercise when the time period between the heavy loads was longer than nine minutes (Bailey et al., 2009). VO2 kinetics during high speed running did not change 4 min after similar prior exercise of the same intensity (Jones et al., 2008). On the other hand, it is well known that running economy reduces after 60 min during heavy intensity (Sproule, 1998) or downhill running (Chen et al., 2007). There are no data about the effect of eccentric prior exercise on VO2 changes at the onset of different intensity running load and at different recovery periods after such prior load. Eccentric physical exercise can cause DOMS and muscle fiber damage and thus reduce functional capacities of muscles (Skurvydas et al., 2000; Cheung et al., 2003; Yu et al., 2003; Piitulainen et al., 2011). Thus, such unusual physical activities like walking or running downstairs or bench stepping can cause DOMS (Clarkson, Hubal, 2002). Stepping exercise can cause greater damage in eccentric muscles in women than in men (Newham et al., 1983; Larsen et al., 2007; Fredsted et al., 2008). Muscle EMG changes during physical exercise indicate their fatigue as well as changes in recruiting muscles groups and motor units (Scheuermann et al., 2001). It has been established that leg muscle EMG changes during 90-min long-distance running (Muraki et al., 2007), as well as after isokinetic physical exercise evoking calf and thigh selective muscle fatigue (Keliis, Liassou, 2009). After eccentric physical exercise – induced m. triceps brachii muscle damage, changes in EMG amplitude, synchronicity of motor unit activation, propagation velocity of action potentials during isometric contractions (Dunden et al., 2008; Dartnell et al., 2009; Piitulainen et al., 2009) have been observed. In stepping tests (stepping down the bench) active muscles work in eccentric mode (Newham et al., 1986), and this can induce calf muscle damage as well as delayed onset muscle soreness (Scharf-Olson et al., 1996). We were unable to locate data about the effect of such exercise on muscle EMG indices in running. Research hypothesis. Eccentric concentric stepping and jumping exercise can induce calf muscle damage and decrease strength, thus it might affect the indices of aerobic capacity, and especially its efficiency, and leg muscle electrical activity during increasing and constant running on a treadmill. This would confirm the hypothesis that after increasing muscle fatigue or inducing muscle damage, motor unit recruitment changes not only during static, but also during dynamic exercise, and this affects VO2 and running economy or other aerobic capacity indices. Research originality. For the first time we have studied the effect of eccentric concentric (stepping and jumping) prior load on gas metabolism, aerobic capacity and EMG indices during increasing and moderate and heavy intensity constant speed running 1 and 24 hours after such prior load. We have established that the greatest changes in the studied indices appeared 1 hour after such prior load: VO2max and VT2 decreased, VO2 and ratings of perceived exertion increased, EMG amplitude of calf muscles for young women increased. Research aim was to study residual effect of eccentric concentric prior exercise on aerobic capacity and muscle electrical activity during running at different intensity. Research objectives: To study the effect of prior stepping on the indices of aerobic capacity during increasing running load on a treadmill. To study the effect of prior stepping on the electrical activity of leg muscles during increasing running load on a treadmill. To study the effect of prior jumping on the indices of aerobic capacity during moderate and heavy intensity constant speed running on a treadmill. To study the effect of prior jumping on the electrical activity of leg muscles during moderate and heavy intensity constant speed running on a treadmill.
Po neįprastos fizinės veiklos, kurią sudaro ekscentriniai ar ekscentriniai koncentriniai raumenų susitraukimai, gali pasireikšti vėluojantis raumenų skausmas (VRS), kuris labiausiai juntamas praėjus 24–72 val. po krūvio (Armstrong, 1984, Yanagisawa et al., 2010). VRS gali būti susijęs su jungiamojo audinio ir miofibrilių pažaida (Davies, White, 1981; Friden et al., 1983), viduląsteliniu pabrinkimu ir padidėjusiu spaudimu raumens viduje (Friden et al., 1986; 1988), pablogėjusia mikrocirkuliacija ir raumenų jėgos sumažėjimu (Davies, White, 1981; Sargeant, Dolan, 1989 Larsen., 2007; Marqueste et al., 2008). Po 100 vertikalių šuolių po nušokimų nuo pakylos raumenų funkcija išlieka pablogėjusi bent jau 24–72 val. po krūvio (Skurvydas et al., 2000). Sukaupta daug duomenų kaip skirtingo intensyvumo ar pobūdžio prieškrūvis daro įtaką deguonies suvartojimo dydžiui ir kaitai įvairių fizinių krūvių metu (Gerbino et al., 1996; MacDonald et al., 1997; Koppo & Bouckaert, 2001; Scheuermann et al., 2001; Bearden & Moffatt, 2001; Fukuba et al., 2002; Burnley et al., 2002; Tordi et al., 2003; Endo et al., 2004; Sanchis Moysi et al., 2005; Jones et al., 2008; Buchheit et al, 2009; Barker et al., 2010; Chin et al., 2010; Davies et al., 2011). Duomenys apie ekscentrinių VRS sukeliančių krūvių poveikį deguonies suvartojimui pastovaus intensyvumo krūvių metu negausūs ir jų rezultatai prieštaringi. Nustatyta, kad praėjus dviems paroms po VRS sukeliančių krūvių deguonies suvartojimas ar jo kaitos greitis antroje ir trečioje fazėse nepakinta atliekant didelio intensyvumo aerobinį krūvį veloergometru (Gleeson et al., 1995; Walsh et al., 2001; Sanchis Moysi et al., 2005; Schneider et al., 2007). Panašiai, po ekscentrinių fizinių pratimų, sukėlusių raumenų pažaidą, bėgimo ekonomiškumas po vienos–keturių parų buvo nepakitęs (Paschalis et al., 2005; Vassilis et al., 2008;). Kita vertus, praėjus 1 val. po ekscentrinio koncentrinio šuolių prieškrūvio deguonies suvartojimas vidutinio ir didelio intensyvumo veloergometrinių krūvių metu buvo padidėjęs (Ratkevičius et al., 2006). VO2 bėgant vidutiniu greičiu ir lėtasis VO2 komponentas bėgant dideliu greičiu padidėjo praėjus vienai valandai po intervalinės bėgimo treniruotės (James, Doust, 1998; 1999). Sunkus prieškrūvis nepakeitė antrosios fazės laiko konstantos, bet sumažino lėtąjį kaitos komponentą ir pagerino darbingumą po to sekančio sunkaus krūvio metu kai laiko tarpas tarp sunkių krūvių buvo daugiau kaip 9 minutės (Bailey et al., 2009). VO2 kinetika bėgant dideliu greičiu nepakito praėjus 4 min po analogiško to paties intensyvumo prieškrūvio (Jones et al., 2008). Kita vertus žinoma, kad bėgimo ekonomiškumas pablogėja po 60 min. bėgimo dideliu intensyvumu (Sproule, 1998) ar 30 min. bėgimo nuokalne (Chen et al., 2007). Mums žinomoje literatūroje neaptikome duomenų apie ekscentrinio prieškrūvio poveikį dujų apykaitos ir aerobinio pajėgumo rodikliams nuosekliai didinamo bėgimo krūvio metu. Yra tik keletas tyrimų, kur buvo vertinamas tokio prieškrūvio poveikis dujų apykaitos ir aerobinio pajėgumo rodikliams nuosekliai didinamo veloergometrinio krūvio metu (Gleeson et al., 1998; Davies et al., 2011). Ekscentriniai fiziniai pratimai gali sukelti vėluojantį raumenų skausmą, raumenų skaidulų pažaidą ir sumažinti raumenų funkcines galimybes (Skurvydas et al. 2000; Cheung et al., 2003; Yu et al., 2003; Piitulainen et al., 2011). Todėl po neįprastos fizinės veiklos, tokios kaip lipimas, bėgimas žemyn laiptais, laipiojimas ant suolelio gali pasireikšti vėluojantis raumenų skausmas (Clarkson & Hubal, 2002). Raumenų EMG pokyčiai atliekant fizinį krūvį atspindi jų nuovargį, raumenų grupių ir motorinių vienetų rekrutavimo pokyčius (Scheuermann et al., 2001). Nustatyta, kad kojų raumenų EMG pakinta ilgo 90-ties min. bėgimo metu (Muraki et al., 2007), taip pat po blauzdos ir šlaunies selektyvų nuovargį sukeliančių izokinetinių fizinių pratimų (Keliis, Liassou, 2009). Po ekscentrinių fizinių pratimų, sukėlusių žasto dvigalvio raumens pažaidą, pakinta EMG amplitudė, motorinių vienetų aktyvumo sinchroniškumas, veikimo potencialų sklidimo greitis izometrinių susitraukimų metu (Dunden et al., 2008; Dartnell et al., 2009; Piitulainen et al., 2009). Laipiojimo testų metu (lipant žemyn nuo suolelio) aktyvūs raumenys dirba ekscentriniame režime (Newham et al., 1986), tai gali sukelti blauzdos raumenų pažaidą ir vėluojantį skausmą (Scharf-Olson et al., 1996). Laipiojimo pratimai sukelia didesnę pažaidą moterų ekscentriškai dirbančiuose raumenyse nei vyrų (Newham et al., 1983; Larsen et al., 2007; Fredsted et al., 2008). Neradome duomenų apie tokio krūvio poveikį raumenų EMG rodikliams bėgant. Tyrimo tikslas – Ištirti ekscentrinio koncentrinio prieškrūvio liekamąjį poveikį aerobiniam pajėgumui ir raumenų elektriniam aktyvumui atliekant skirtingo intensyvumo bėgimo fizinį krūvį. Tyrimo uždaviniai 1. Ištirti laipiojimo prieškrūvio poveikį aerobinio pajėgumo rodikliams atliekant nuosekliai didinamą fizinį krūvį bėgtakiu 2. Ištirti laipiojimo prieškrūvio poveikį kojų raumenų elektriniam aktyvumui atliekant nuosekliai didinamą fizinį krūvį bėgtakiu 3. Ištirti nušokimų prieškrūvio poveikį aerobinio pajėgumo rodikliams atliekant vidutinio ir didelio intensyvumo aerobinį krūvį bėgtakiu 4. Ištirti nušokimų prieškrūvio poveikį kojų raumenų elektriniam aktyvumui atliekant vidutinio ir didelio intensyvumo aerobinį krūvį bėgtakiu Tyrimo originalumas Mes pirmą kartą ištyrėme ekscentrinio koncentrinio (laipiojimo ir nušokimų) prieškrūvio poveikį dujų apykaitos, aerobinio pajėgumo rodikliams ir EMG rodikliams nuosekliai didinamo ir vidutinio bei didelio pastovaus intensyvumo bėgimo krūvių metu praėjus vienai ir 24 val. po tokio prieškrūvio. Nustatėme, kad didžiausi daugelio tirtų rodiklių pokyčiai pasireiškė praėjus vienai valandai po tokio prieškrūvio: sumažėja VO2max, antrasis VS, padidėja deguonies suvartojimas ir subjektyviai suvokiamos pastangos, padidėja merginų blauzdos raumenų EMG amplitudė.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: