La coordinazione dei movimenti nel ciclismo è ottenuta dal reclutamento muscolare e dalla modulazione associata dell'architettura muscolotendinea negli arti inferiori (Li, 2004). Durante la pedalata, è desiderabile un'ottimizzazione del reclutamento muscolare del quadricipite e del muscolo bicipite femorale, per produrre un'adeguata potenza sul pedale. Questi gruppi muscolari sono stati descritte come aventi contributi diversi nelle diverse fasi del ciclo della pedalata, e i differenti muscoli all'interno di questi gruppi si presume che possano avere diversi contributi funzionali. Per capire meglio questo meccanismo di contribuzione durante la pedalata, è stata utilizzata in precedenza l'elettromiografia di superficie (EMG) per misurare la coordinazione e l'attivazione muscolare nel ciclismo (Prilutsky e Gregor 2000; Smirmaul et al.,2009; Soderberg e Cook, 1984; Wakeling e Horn, 2009).
Alcuni precedenti studi sui muscoli della coscia durante l'attività in bicicletta hanno dimostrato che i muscoli vasto laterale (VL) e vasto mediale (VM) hanno la loro massima attivazione da circa il punto morto superiore (PMS, 0°) del ciclo della pedalata fino a metà (90°) attraverso la fase di propulsione (0-180 °) (Dorel et al., 2008 ; Jorge e Hull, 1986, Ryan e Gregor, 1992). Secondo Savelberg e Meijer, i due vasti hanno una lunghezza muscolare ottimale in una configurazione del ginocchio flesso (più o meno a 80,8°) e il muscolo retto femorale viene attivato prima dei vasti, che è presumibilmente dovuto alla componente bi-articolare del muscolo, il quale partecipa anche alla flessione dell'articolazione dell'anca (Ryan e Gregor, 1992).
Precedenti studi riportano risultati contrastanti sull'attivazione dei muscoli flessori del ginocchio. Ericson et al. (1985) hanno mostrato che l'attivazione del muscolo semimembranoso (SEMM) e del muscolo semitendinoso (SEMT) avvenga tra i 150° e i 270° del ciclo della pedalata. Dorel et al. (2008) hanno dimostrato che l'attivazione del SEMM durante la fase di discesa avvenga assieme al muscolo bicipite femorale (entrambi i capi). Jorge e Hull (1986) hanno mostrato un'attività prolungata del SEMM tra i 60° e 240° del ciclo della pedalata. Tuttavia, Ryan e Gregor (1992) hanno dimostrato l'attivazione del bicipite femorale, del SEMM e del SEMT durante il ciclo della pedalata completa, con la più alta attività durante la fase di discesa (il picco di attivazione a 145°) e l'attivazione minima ai 270°. La coattivazione muscolare tra gli estensori e i flessori del ginocchio durante la fase di propulsione della pedalata è responsabile della regolazione del movimento delle articolazioni coinvolte al trasferimento della forza sul pedale.
L'elettromiografia di superficie, utilizzata negli studi precedenti, può essere influenzata da alcune interferenze dei muscoli adiacenti. Questo problema è particolarmente pronunciato quando i muscoli contraenti spostano il loro ventre muscolare rispetto alla pelle e, quindi, anche i relativi elettrodi. I segnali EMG intramuscolari sono meno influenzati dal crosstalk e forniscono una maggiore precisione e ripetibilità (Bogey et al. 2003 ; Jacobson et al. 1995). L'EMG intramuscolare facilita anche la misurazione dell'attivazione muscolare dei muscoli profondi, che hanno un accesso limitato o nullo attraverso l'elettromiografia di superficie.
SCOPO
Questo studio estende le precedenti indagini con l'EMG di superficie, fornendo informazioni sull'attivazione del quadricipite (superficiale e profonda) e sull'attivazione degli hamstrings durante la pedalata. Lo scopo di questo studio è stato quello di descrivere i pattern di attivazione muscolare della coscia durante il ciclo della pedalata per i ciclisti più esperti. Questo è stato il primo studio che ha usato l'elettromiografia intramuscolare in quattro muscoli estensori del ginocchio e quattro muscoli flessori del ginocchio, contemporaneamente, durante la pedalata. Ci si aspetta che i risultati forniscano delle informazioni precedentemente riservate di come il sistema nervoso centrale regoli l'attivazione muscolare dei muscoli profondi della coscia (Vasto Intermedio e Capo Breve del Bicipite Femorale) in sinergia con i muscoli superficiali (Capo Lungo del Bicipite Femorale, Semitendinoso, Semimembranoso, Retto Femorale, Vasto Laterale, e Vasto Mediale) per il coordinamento del movimento ciclistico .
METODI:
Nove ciclisti esperti hanno eseguito un test incrementale (iniziato a 170W e aumentato di 20W ogni 2 minuti) su un cicloergometro per un massimo di 20 minuti o fino alla soglia di fatica massima. L'elettromiografia intramuscolare (EMG) di otto muscoli e i dati cinematici dell'arto inferiore destro sono stati registrati durante gli ultimi 20 secondi nel secondo carico di lavoro (190W). I dati EMG sono stati normalizzati all'attività di picco che si verifica durante questo carico di lavoro.
RISULTATI:
I muscoli Vasti hanno mostrato un'attivazione maggiore durante il 1° quadrante rispetto ad altri quadranti. Il retto femorale (RF) ha mostrato un'attivazione simile, ma con due esplosioni nel 1° e 4° quadrante in tre soggetti. Questo comportamento può essere spiegato con la funzione bi-articolare durante il movimento ciclistico. Sia il capo breve del bicipite femorale che il vasto intermedio sono stati attivati più lungo, ma in sinergia con i rispettivi muscoli superficiali agonisti.
CONCLUSIONE:
L'EMG intramuscolare è stata utilizzata per verificare l'attivazione muscolare durante la pedalata. Il pattern di attivazione dei muscoli profondi (Vint e BFS) potrebbe pertanto essere descritto e confrontato con quello dei muscoli più superficiali. Il complesso coordinamento del quadricipite e dei muscoli posteriori della coscia durante la pedalata è stato descritto nel dettaglio.
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