Relação entre simetria bilateral e aspectos neuromusculares e de treinamento dos membros inferiores

Abstract

Assimetrias de desempenho, frequentemente, são relacionadas ao controle e desenvolvimento motor da extremidade superior. Por outro lado, a extremidade inferior do corpo humano está muito mais envolvida em ações bilaterais, como aquelas relacionadas à locomoção. Ainda assim, diferenças no desempenho dos membros inferiores foram descritos na literatura, como, por exemplo, em relação à força durante tarefas de andar, correr e pedalar. As razões para essas diferenças - uma vez que ambos os membros inferiores, teoricamente, tem a mesma possibilidade de movimento e a preferência lateral pode mudar de acordo com a tarefa - tem intrigado cientistas. Em estudos prévios apresentados na literatura, notamos que assimetrias na força produzida ocorrem durante a pedalada, apresentando relação, por exemplo, com a intensidade do exercício. Também sugere-se que a experiência com a tarefa influencie assimetrias. Entre os motivos para estudar esses mecanismos de assimetria está o risco aumentado de lesão inerente a assimetrias cinéticas, como constatado na corrida, assim como a importância de empregar estratégias unilaterais de treinamento e/ou reabilitação. A ativação muscular foi sugerida como sendo um fator determinante de assimetrias. A ativação muscular nos membros inferiores poderia diferir entre os membros, e tal como ocorre para a extremidade superior, levar a vantagem em favor da perna preferida. No entanto, essa hipótese não havia sido testada, considerando exercícios em diferentes configurações e sujeitos com diferentes níveis de experiência. Assim, buscamos investigar as diferenças entre o membro inferior preferido e não-preferido durante a pedalada, em testes bilaterais e unilaterais, considerando: (1) o consumo de oxigênio, (2) a eficiência muscular, (3) a magnitude da ativação muscular, (4) a variabilidade na ativação muscular, e (5) a comunicação entre os membros durante ações isoladas de um dos membros inferiores. Protocolos de ciclismo (a) incremental máximo, (b) submáximo de carga constante para pedalada bilateral, e (c) submáximo de carga constante para pedalada unilateral, com o membro inferior preferido e não-preferido, foram realizados por ciclistas e não-ciclistas. As análises estatísticas sugeriram que durante a pedalada bilateral, assimetrias de força previamente descritas não parecem estar relacionadas com diferenças na magnitude de ativação muscular (biceps femoris, gastrocnemius medialis e vastus lateralis) entre o membro inferior preferido e nãopreferido. No entanto, a variabilidade da ativação foi influenciada pela preferência em não-ciclistas. No exercício unilateral, a preferência lateral não influenciou o consumo de oxigênio e a eficiência muscular. A magnitude da ativação muscular e a sua variabilidade também não diferiram estatisticamente entre as pernas durante os protocolos unilaterais, o que não ajuda a explicar assimetrias de força dependentes em aspectos neurais. Os resultados de comunicação entre membros sugerem efeitos da preferência lateral para ciclistas na perna preferida, o que poderia influenciar a transferência interlateral de aprendizagem em sujeitos treinados. Dessa forma, a preferência lateral parece não influenciar a magnitude da ativação muscular e eficiência muscular, no entanto, ela pode apresentar diferentes efeitos frente à variabilidade da ativação muscular e da comunicação entre os membros em função da experiência com ciclismo. Assimetrias encontradas no ciclismo parecem mais frequentes para a força e podem ser relacionadas à configuração da atividade e ao efeito do ambiente de prática, sem apresentar correlatos com a ativação muscular.

Performance asymmetries are frequently addressed by studies on motor control. Research projects adopt protocols which will assess unimanual and bimanual action in order to determine lateralization and transfer of learning processes, as well as to monitor the development of learning. On the other hand, the lower limbs of the human body are more related to bilateral actions, such as those required for locomotion. Nevertheless, differences in the performance between lower limbs have been reported in previous investigations for force, during walking, running and cycling. The factors which determine these differences - once both lower limbs in theory have the same possibility to be recruited and the leg preference can switch according to the tasks requirements - have been discussed in the literature. Previous studies from the literature reported force asymmetries during pedaling, which appeared dependent on exercise intensity and experience. Among the motivations to study mechanisms of asymmetry is the increased risk of injury associated with kinetic asymmetries, as previously described for runners, as well the development of unilateral strategies of training and rehabilitation. Muscle activation was suggested as a factor determinant of limb asymmetries. The muscle activation could differ between lower limbs as observed for upper extremity, and lead to advantages in favor of preferred limb during dynamic actions. Although proposed in the literature, this hypothesis was not tested using different configurations of exercise and subjects with different levels of experience with pedaling. Therefore, we investigated differences between preferred and non-preferred limbs during bilateral and unilateral pedaling. Parameters measured included (1) oxygen uptake, (2) muscle efficiency, (3) magnitude of muscle activation (4) variability of muscle activation, and (5) interlimb excitation during isolated actions of one limb. Cycling protocols consisted of (a) incremental maximal cycling test, (b) bilateral pedaling at submaximal intensity, and (c) unilateral pedaling at submaximal intensity, with preferred and non-preferred limbs. Tests were performed by cyclists and non-cyclists. The statistical analysis suggested that during bilateral pedaling, force asymmetries described in the literature appeared not related to differences in magnitude of muscle activation (biceps femoris, gastrocnemius medial head, and vastus lateralis) between preferred and non-preferred lower limbs. Despite of this, variability of muscle activation was influenced by leg preference in noncyclists. During unilateral pedaling, leg preference did not statistically influence oxygen uptake and muscle efficiency. Magnitude of muscle activation and its variability did not differ statistically between legs. This finding does not support force asymmetry as dependent on neural factors related to the magnitude of muscle activation. The result of interlimb excitation suggests the effects of lateral preference for the preferred leg of cyclists, which could influence the interlimb transfer of learning in trained subjects. In summary, lateral preference appeared not to influence magnitude of lower limbs muscle activation and muscle efficiency, but can present different effects on variability of muscle activation and interlimb communication according to cycling experience. Asymmetries found during cycling appear more frequent for force and can be dependent on the exercise configuration and environment, without correlation with the muscle activation.