Il coordinamento del movimento nel ciclismo è ottenuto mediante il reclutamento muscolare e la relativa modulazione dell'architettura muscolo-tendinea dell'arto inferiore (Li 2004). Durante la pedalata, è preferibile un'ottimizzazione del reclutamento muscolare del quadricipite e degli hamstring per produrre energia al pedale. Questi gruppi muscolari sono stati descritti come aventi diversi contributi in diverse fasi del ciclo della pedalata. Anche muscoli diversi all'interno di questi gruppi possono essere assunti per avere diversi contributi funzionali. Per meglio comprendere questo meccanismo di contribuzione durante la pedalata, è stata recentemente utilizzata l'elettromiografia superficiale (EMG) per misurare il coordinamento dell'attivazione muscolare nel ciclismo (Prilutsky e Gregor 2000 , Smirmaul et al. 2009, Soderberg e Cook 1984 , Wakeling e Horn 2009).
I precedenti studi sui muscoli della coscia durante il ciclismo hanno dimostrato che i muscoli vasto laterale (VL) e vasto mediale (VM) hanno la massima attivazione dal top dead center (TDC, 0 °) del pedale 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, il vasto mediale e laterale hanno una lunghezza muscolare ottimale in una configurazione ideale del ginocchio ad 80,8° e il retto femorale è attivato prima dei vasti, presumibilmente dovuto al fatto della sua bi-articolarità che gli permette di flettere anche l'articolazione dell'anca (Ryan e Gregor 1992 ).
Studi precedenti riportano risultati conflittuali sull'attivazione dei muscoli flessori del ginocchio. Ericson et al. hanno mostrato l'attivazione del semimembranoso (SemM) e del semitendinoso (SemT) tra l'angolo di pedalata tra 150° a 270°. Dorel et al. hanno mostrato l'attivazione di SemM durante la fase di downstroke insieme al bicipite femorale (capo lungo e capo corto). Jorge e Hull hanno mostrato un'attività prolungata per il semM tra i 60° e i 240° di pedalata. Tuttavia, Ryan e Gregor hanno mostrato l'attivazione del bicipite femorale, SemM e SemT durante il ciclo completo di pedalata, con la massima attività durante la fase di discesa (attivazione di picco a 145 ° di angolo di pedalata) e minima attivazione a 270°. La coattivazione tra estensori del ginocchio e flessori durante la fase di propulsione della pedalata è stata suggerita per regolare i momenti responsabili del trasferimento della forza al pedale (Hug et al., 2011 ; Jorge e Hull 1986 , Li 2004 , Ryan e Gregor 1992 ; al., 2005 ).
La tecnica di EMG superficiale utilizzata negli studi precedenti può essere influenzata da una stretta sovrapposizione data dai muscoli adiacenti. Questo problema è particolarmente pronunciato quando i muscoli contraenti si muovono rispetto alla pelle e quindi anche ai relativi elettrodi. I segnali intramuscolari dell'EMG sono meno influenzati dalla crosstalk e forniscono maggiore precisione e ripetibilità (Bogey et al2003 ; Jacobson et al., 1995). L'EMG intramuscolare facilita anche la misurazione dell'attivazione muscolare nei muscoli profondi con accesso limitato o nullo in superficie, ad esempio il Vasto intermedio, e l'inserimento dell'elettrodo guidato dall'ecografia consente di indagare i muscoli con difficile accesso superficie, come il capo breve del muscolo bicipite femorale (Andersson et al. 1997 ).
Studi precedenti hanno applicato la tecnica intramuscolare di EMG in molti compiti diversi. Questa tecnica è di interesse per il ciclismo, perché gli elettrodi a filo flessibile possono muoversi con il muscolo durante la pedalata anche ad alta cadenza. L'EMG intramuscolare è stata usata in precedenza per misurare i pattern di attivazione muscolare durante il ciclismo, ma questi studi sono, a conoscenza degli autori, limitati soltanto alle indagini sui muscoli del polpaccio.
Questo studio estende le indagini precedenti dell'EMG di superficie fornendo informazioni sul quadricipite superficiale e profondo e sull'attivazione muscolare durante il ciclismo. Lo scopo di questo studio è stato quello di descrivere i pattern di attivazione muscolare della coscia durante il ciclo di pedalata in ciclisti esperti. Questo è stato il primo studio ad utilizzare l'EMG intramuscolare in quattro estensori del ginocchio e quattro flessori del ginocchio contemporaneamente durante il ciclismo. I risultati dovrebbero fornire informazioni precedentemente non divulgate di come il sistema nervoso centrale regoli l'attivazione muscolare dei muscoli profondi della coscia (Vint e BFS) in sinergia con i muscoli superficiali (BFL, SemM, SemT, RF, VL e VM) per il coordinamento del movimento ciclistico .
METODI
Nove ciclisti esperti hanno eseguito un test incrementale (inizio a 170 W e aumentato di 20 W ogni 2 minuti) su un ergometro da bicicletta per un massimo di 20 minuti o al raggiungimento della fatica. L'elettromiografia intramuscolare (EMG) di otto muscoli e i dati cinematici dell'arto inferiore destro sono stati registrati negli ultimi 20 s nel secondo carico di lavoro (190 W). I dati EMG sono stati normalizzati all'attività di picco che si è verificata durante questo carico di lavoro. La significatività statistica è stata assunta.
RISULTATI
I vasti hanno mostrato una maggiore attivazione durante il primo quadrante rispetto ad altri quadranti. Il retto femorale (RF) ha mostrato un'attivazione simile, ma con due esplosioni nel primo e quarto quadrante in tre soggetti. Questo comportamento può essere spiegato con la funzione bi-articolare durante il movimento ciclistico. Sia il BFS che il Vint sono stati attivati più a lungo, ma in sinergia con i rispettivi muscoli superficiali agonistici.
CONCLUSIONI
L'EMG intramuscolare è stata usata per verificare l'attivazione muscolare durante il ciclismo. Il modello di attivazione dei muscoli profondi (Vint e BFS) potrebbe quindi essere descritto e paragonato a quello dei muscoli più superficiali. Il complesso coordinamento dei quadricipiti e dei muscoli degli hamstring durante il ciclismo è stato descritto in dettaglio.
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