بررسی فعالیت عصبی عضلانی و زمانبندی عضلات زانو حین فرودهای مختلف در زنان جوان فعال

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار بیومکانیک ورزشی دانشکده علوم ورزشی دانشگاه فردوسی مشهد

2 استاد دانشکده تربیت بدنی دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران

3 استاد گروه فیزیوتراپی دانشگاه توانبخشی ایران، تهران، ایران

4 دانشیار گروه طب ورزشی دانشگاه علوم پزشکی تهران و مرکز تحقیقات پزشکی ورزشی، تهران، ایران

چکیده

مقدمه و اهداف
انواع مختلف پرش- فرود به عنوان مهارت­های حرکتی پایه، نقش مهمی در موفقیت­های ورزشی دارند. آسیب در اندام تحتانی ورزشکاران شرکت کننده در فعالیت­های شامل فرود بسیار شایع است. در نتیجه تحقیقات زیادی بیومکانیک فرود را در تلاش برای فهم بهتر مکانیزم آسیب­ها و کمک به پیشگیری و نیز تدوین استراتژی­های تمرینی و توانبخشی بررسی کرده­اند. هدف از انجام مطالعه­ی حاضر، مقایسه الگوی عملکرد عضلات اندام تحتانی در زنان جوان حین فرود در حرکات مختلف پرش-فرود بود.
مواد و روش­ها
در مطالعه نیمه تجربی حاضر، 9 زن جوان فعال (سن 2.7±21.2 سال، وزن 13.1±76.4 کیلوگرم، قد 5.2±168.6 متر، سابقه فعالیت 3±7.8 سال و درصد چربی 4.1±25.2 درصد) که به شیوه داوطلبی در دسترس انتخاب شده بودند، در مطالعه­ی حاضر شرکت کردند. با بهره­گیری از الکترومایوگرافی سطحی، زمان شروع موج نسبت به لحظه برخورد و اوج RMS سیگنال الکترومیوگرافی 150 ثانیه قبل و پس از برخورد با زمین در عضلات لترال کوادریسپس، مدیال همسترینگ، لترال همسترینگ و لترال گستروکنمیوس در سه حرکت فرود-پرش، پرش معکوس و فرود جمع­آوری و داده­های مربوط به آمپلی تود سیگنال به اوج انقباض ارادی ایزومتریک بیشینه نرمال و به عنوان درصدی از آن گزارش شد. از آزمون تحلیل واریاس اندازه­گیری مکرر به منظور مقایسه میانگین­ها در سه تکلیف، و آزمون تی زوجی به منظور مقایسه میانگین آمپلی تود فعالیت عضلانی قبل و پس از برخورد استفاده شد.
یافته­ها
فعالیت عضلات لترال همسترینگ پس از برخورد با زمین در پرش معکوس تفاوت معناداری با دو حرکت دیگر و لترال گستروکنمیوس تفاوت معناداری با حرکت پرش-فرود داشت. همچنین در فعالیت عضلات وستوس لترالیس در هر سه حرکت پرش معکوس، فرود-پرش و فرود و فعالیت لترال همسترینگ در حرکات فرود و فرود-پرش تفاوت معناداری بین قبل و بعد برخورد مشاهده شد. زمان شروع فعالیت عضلات نسبت به لحظه برخورد با زمین تفاوت معناداری بین فرود در دو حرکت فرود-پرش و فرود نشان ندادند.
نتیجه­گیری
 با توجه به نتایج مطالعه­ی حاضر، فعالیت عصبی-عضلانی در انواع مختلف پرش و فرود متفاوت است. تفاوت­های موجود در هر تکلیف قادر است فعالیت عضلات اندام تحتانی را به ویژه پس از فرود تغییر دهد. از این رو استفاده از حرکاتی که در فعالیت­های ورزشی رایج­تر است همانند فرود-پرش و یا پرش معکوس به جای حرکات ایزوله فرود در مطالعه بیومکانیک فرود حائز اهمیت است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The Study of Neuromuscular Activity Pattern and Timing of Knee Muscles during Jump-Landing Tasks in Active Young Females

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Alirezaei 1
  • Heidar Sadeghi 2
  • Esmaeel Ebrahimi Takamjani 3
  • Ramin Kordi 4
1 PhD, Faculty of Sport Science, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
2 PhD, Faculty of Sport Sciences, Kharazmi University, Tehran, Iran
3 PhD, Department of Physical Therapy, Faculty of Rehabilitation, Iran University of Medical Sciences, Tehran, Iran
4 PhD, Sport Medicine Research Center, Tehran University of Medical Science Tehran, Iran
چکیده [English]

Background and Aims: Various jump-landing tasks, as fundamental sport skills, have a significant role in athletic achievements. Injury to the lower limb is prevalent in athletes engaged in jump-landing activities. Therefore, the study of biomechanics of landing is an important aspect to address in the development of preventive and training strategies. The purpose of the present study was to compare neuromuscular activity pattern of lower extremity during various jump-landing tasks in active young females.
Materials and Methods: In the present quasi-experimental study, nine healthy active women volunteered to participate (age: 21.2 ± 2.7 years, height: 1.68 ± 0.5 m, weight: 63.15 ± 7.73 kg, and fat percent: 25.2 ±4.1). The onset time of wave prior to initial contact and maximum RMS over 150 ms pre-landing and 150 ms post-landing for Vastus Lateralis (VL), Lateral Hamstring (LH), Medial Hamstring (MH) and Lateral Gastrocnemious (LG), in Drop-landing, Jump-landing, and countermovement jump tasks were calculated and then normalized to the peak RMS amplitude of MVIC and reported as percentage of it. Repeated measure ANOVA was used to compare amplitude of muscle activity in different tasks, and dependent t-test was used to compare the mean amplitude and onset time of muscle activity between pre and post contact.
Results: The post-impact activation of LH in countermovement jump was significantly different for different jumps and landings. VL activities in all the three tasks and for LH in drop jump and drop landing were significantly different between pre- and post-contact. No significant difference was observed in the onset of muscle activity prior to impact in the three tasks.
Conclusion: Based on the results, neuromuscular activity was different in various jump-landing tasks. The differences in the demands of tasks can change the lower extremity muscle activity patterns, especially after contact. Therefore, using the most common tasks in sport, especially jump-landing and countermovement jump, instead of jump landing tasks, is essential in the study of landing biomechanics.
 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Jump-landing biomechanics
  • Neuromuscular responses
  • Active women
  1. Martel GF, Harmer ML, Logan GM. 2005. Aquatic plyometric training increases vertical jump in female volleyball players. Med Sci Sports Exerc, 37(10):1814-9. ##
  2. Rodacki AL, Fowler NE. 2001. Intermuscular coordination during pendulum rebound exercises. J Sports Sci 19 (6):411-425. ##
  3. Hoffman JR, Liebermann D, Gusis A. 1997. Relationship of leg strength and power to ground reaction forces in both experienced and novice jump trained personnel. Avviat Environ Med 68(5):710-714.##
  4. Arendet EA, Agel J. 1999. Anterior cruciate ligament injury patterns among collegiate men and women. J Athl Train 34(2): 86-92. ##
  5. Griffin LY, Agel J, Albohm MJ, Arendt EA. 2000. Noncontact anterior cruciate ligament injuries: risk factors and prevention strategies. J Am Academy Orthopic Surg, 8(3), 141-150.##
  6. Solomonov M, Krogsgaard M. 2001. Sensory-motor control of knee stability. Scand J Med Sci Sport, 11(1):64-80.##
  7. Santello M, McDonagh MJN. 1998. The control of timing and amplitude of EMG activity in landing movements in humans. Experimental Physiology, 83(6), 857-874. ##
  8. McLean SG, Lipfert SW, Van Den Bogert AJ. Effect of gender and defensive opponent on the biomechanics of sidestep cutting. Med & Sci Sport & Exerc. 2004 36;(6):1008-1016.##
  9. Fagenbaum R, Darling WG .2003. Jump landing strategies in male and female college athletes and the implications of such strategies for Anterior Cruciate ligament Injury. Am J Sports Med, 31(2):233-40. ##

10. Shultz SJ, Schmitz RJ, Nguyen A. 2010. Joint laxity is related to lower extremity energetics during drop jump landing. Med Sci Sport Exerc 42(4):771-780. ##

11. Leukel C, Gollhofer A, Keller M, Taube W. 2008. Phase and task specific modulation of soleuse H-reflex during drop jumps and landings. Exp Br Res 190 (1):71-79.##

12. Tillman MD, Criss RM, Brunt D, Hass CJ. 2004. Landing constraints influence ground reaction forces and lower extremity EMG in female volleyball players. J Appl Biomech; 20(1):36-50.##

13. Shultz SJ, Nguyen AD, Leonard MD. 2009. Thigh strength and activation as predictors of knee biomechanics during a drop jump task. Med Sci Sports Exerc, 33(4):923-931.##

14. Affifi M, Hinrichs RN. 2012. A mechanics comparison between landing from a countermovement jump and landing from stepping off a box. J App Biomech, 28(1): 1-9 ##

15. Padua D A, Marshal S A, Boling M C. 2009. The Landing Error Scoring System (LESS) is a valid and reliable clinical assessment tool of jump landing biomechanics: The JUMP-ACL study. Am J of Sports Med, 37(10):1996-2002. ##

16. Ambegaonkar AP, Shultz JA, Perrin DH. 2011. A subsequent movement alters lower extremity muscle activity and kinetics in drop jumps vs drop landings. J Strength and Conditioning, 25(10):2781-89.##

17. Peretto A. 2005. Anatomical guide for the electromyographer: the limbs and trunks. Springfield, IL:Charles C Thomas, P:194-228.##

18. Hislop HJ, Montgomery J. Daniels and Worthingham's Muscle Testing: Techniques of Manual Examination. 6th ed. Philadelphia, PA: WB Saunders; 1995. pp. 207–208.##

19. Wojtys EM, Huston LJ, Schock HL, Boylan JP, Ashton-Miller JA. 2003. Gender differences in muscular protection of knee in torsion in size-mached athletes. The Journal of bone and joint surgery, 85 (5): 782-789.##

20. Besier TF, Lloyd DG, Ackland TR. 2003. Muscle activation strategies at the knee during running and cutting maneuvers. Med Sci Sport Exerc, 35(1): 119-127.##

21. Cowling EJ, Steele JR. 2001. Is lower limb muscle synchrony during landing affected by gender? Implications for variations in ACL injury rates. Journal of Electromyography and Kinesiology, 11(4): 263-268.##

22. Hanson AM, Padua DA, Blackburn JT, Prentice WE, Hirth CJ. 2008. Muscle activation during side-step cutting maneuvers in male and female soccer athletes. J Athl Train, 43(2):133-43. ##

23. Arampatzis A, Bruggemann G. 2001. Leg stiffness and mechanical energetic processes during jumping on a sprung surface. Med Sci Sports Exerc 33(6):923-931.##

24. Viitasalo JT. Salo A, Lahtinen J. 1998. Neuromuscular functioning of athletes and non-athletes in the drop jumps. Eue J Appl Physiol 78(5):432-440.##

25. Bastian AJ. 2006. Learning to predict the future: the cerebellum adapts feed-foward movement control. Curr Opin Neurobiol, 16 (4):645-649.##

26. Dyhre-Poulsen P, Laursen AM.1980. Programmed and reflex muscular activity in monkeys landing from a leap. In spinal and supraspinal control mechanisms of voluntary motor control and locomotion. Karger, Basel, 323-329. ##