Neuromuscular Alteration in the Human Soleus Muscle During and After a Fatiguing 800m Run
Authors
Nielsen, Niels-Peter Brøchner ; Poulsen, Mathias Krogh
Term
4. semester
Education
Publication year
2013
Submitted on
2013-06-03
Pages
59
Abstract
Et gradvist fald i hastighed under et maksimalt 800 m-løb kan skyldes begrænsninger i samspillet mellem nerver og muskler (det neuromuskulære system). Træthed er tidligere oftest målt efter træning, men hvordan dette samspil ændrer sig under selve et udmattende løb, er ikke tidligere undersøgt. I dette studie løb 8 mandlige, konkurrencevante mellemdistanceløbere to submaksimale og ét maksimalt 800 m på løbebånd. Under løbene blev der hvert andet sekund ved fodisæt givet små elektriske impulser til lægmusklens nerve (soleus) for at måle refleks- og muskelresponser: H-refleks, V-bølge og maksimal M-bølge (Mmax). Før og efter løb udførte deltagerne isometriske kontraktioner af læggen ved 50, 75 og 100% indsats. Her brugte vi transkraniel magnetisk stimulering og små elektriske impulser til at vurdere maksimal frivillig kontraktion (MVC), motorfremkaldte potentialer (MEP), stilleperioder (SP), frivillig aktivering (VA) og hviletwitch (RT). Efter det maksimale løb faldt MVC, VA og RT, mens MEP og SP steg (ændringerne var statistisk signifikante). Under løbet steg H-refleks og V-bølge fra start til slut, mens Mmax faldt; skridttid og gennemsnitlig muskelaktivitet (EMG) ændrede sig ikke. Det lavere RT og Mmax peger på perifer træthed i musklen under 800 m med maksimal indsats, mens den højere H-refleks og V-bølge tyder på, at centralnervesystemet øgede sin excitabilitet/aktivering for at opretholde kraft. Centrale mekanismer var derfor muligvis ikke det, der begrænsede præstationen under selve løbet. Faldet i MVC og VA efter løbet viser dog central træthed, hvilket kan hænge sammen med forskellen mellem dynamisk løb og de isometriske tests, der blev brugt før/efter.
A gradual drop in speed during an all-out 800 m run may stem from limits in the neuromuscular system—the way nerves and muscles work together. Fatigue has mostly been measured after exercise, but changes in neuromuscular signaling during fatiguing running have not previously been examined. In this study, 8 male competitive middle-distance runners completed two submaximal and one maximal 800 m run on a treadmill. During the runs, brief electrical stimuli were delivered to the calf (soleus) nerve at foot strike every 2 seconds to record reflex and muscle responses: the H-reflex, V-wave, and maximal M-wave (Mmax). Before and after running, participants performed isometric calf contractions at 50, 75, and 100% effort. Using transcranial magnetic stimulation and small electrical pulses, we assessed maximum voluntary contraction (MVC), motor-evoked potentials (MEP), silent periods (SP), voluntary activation (VA), and rest twitches (RT). After the maximal run, MVC, VA, and RT decreased, while MEP and SP increased (all changes were statistically significant). During the run, the H-reflex and V-wave increased from the first to the last part, while Mmax decreased; stride time and overall muscle activity (EMG) did not change. The reductions in RT and Mmax indicate peripheral fatigue within the muscle during maximal 800 m running, whereas the increases in the H-reflex and V-wave suggest the central nervous system boosted its excitability/drive to maintain power output. Central mechanisms therefore may not have limited performance during the run itself. However, the post-run declines in MVC and VA show central fatigue, likely related to differences between dynamic running and the isometric tests used before/after.
[This abstract was generated with the help of AI]
Documents