اثر خستگي اندام تحتاني بر استراتژي هاي كنترل مفصل زانو در فرود مردان جوان

Effect of Lower Limb Muscle Fatigue on Knee Joint Control Strategies during Landing in Young Men

مقدمه و اهداف با توجه به اين كه از خستگي به عنوان عاملي اثرگذار بر آسيب ليگامنت متقاطع قدامي ياد مي­شود، هدف از انجام مطالعه حاضر بررسي اثر خستگي اندام تحتاني بر كينماتيك، كينتيك و فعاليت عضلات منتخب مفصل زانو در حين وظيفه حركتي فرود بود. مواد و روش ها در تحقيق نيمه ­تجربي حاضر 15 مرد سالم فعال (3/18±22/09 سال) با ميانگين قد (7/58±177 سانتي­متر) و وزن (7/72± 71 كيلوگرم) شركت كردند. از پروتكل خستگي نشست و برخاست براي خستگي اندام تحتاني استفاده شد. آزمودني ­ها حركت فرود با دو پا را قبل و بعد از اعمال پروتكل خستگي انجام داده و كينماتيك مفصل زانو، نيروهاي عكس­ العمل سطح و فعاليت عضلات دوقلو، چهارسر و همستريگ مورد ارزيابي قرار گرفت. از آمار توصيفي براي تعيين شاخص ­هاي گرايش به مركز و پراكندگي، از آزمون شاپيرو-ويلك براي تعيين وضعيت نرمال بودن توزيع داده­ ها و از آزمون آماري t همبسته در سطح معناداري (0/05>P) براي مقايسه متغيرهاي تحقيق استفاده شد. يافته ­ها افزايش سرعت فلكشن زانو (0/004=P)، افزايش فلكشن زانو در لحظه تماس اوليه (0/016=P) و اوج آن (0/02=P)، كاهش نيروي عكس­العمل عمودي زمين (0/001=P)، افزايش زمان رسيدن به اوج نيرو (0/02=P)، كاهش پيش از فعاليت عضلات دوسرراني (0/000=P)، نيمه­وتري (0/000=P) و دوقلوي داخلي (0/012=P) قبل از فرود و كاهش فعاليت عضله دوسرراني پس از فرود (0/002=P) مشاهده شد. نتيجه­ گيري با توجه به نقش حمايتي عضلات دوقلو و همسترينگ و همكاري اين عضلات با رباط ACL در ثبات مفصل زانو، به نظر مي­ رسد، خستگي شديد اندام تحتاني مي ­تواند منجر به آسيب اين رباط و كاهش ثبات زانو شود. افزايش زاويه فلكشن در لحظه تماس پا با زمين، كاهش نيروي عكس ­العمل زمين و افزايش زمان رسيدن به حداكثر نيروي عكس ­العمل زمين ممكن است استراتژي سيستم عصبي براي جذب شوك ناشي از وزن بدن در لحظه برخورد و كاهش آسيب به مفاصل اندام تحتاني باشد.

Background and Aim: Fatigue is thought to affect the anterior cruciate ligament injury risk; thus, the present study was conducted to investigate kinematics, kinetics, and active muscle control strategies of the knee joint in fatigue conditions during a landing task. Materials and Methods: A total of 15 healthy active male individuals (age: 22.09± 3.18 years; height: 58/7 ± 177 cm; weight: 72/7 ± 71 kg) participated in the current quasi-experimental study. Sit to stand fatigue protocol was used for lower limb fatigue and kinematic and kinetic and muscle activity during normal gait before and after fatigue protocol were collected. Shapiro-Wilk test was used to ensure the normal distribution of data and paired t-test was run to compare variables at p≤0.05 level. Results: Increased knee flexion velocities (P=0.004), increased knee flexion angle at initial foot contact (p=0.016), and peak knee flexion angle (p<0.02), decreased ground reaction force (p=0.001), increased time to peak force (p=0.02), decreased pre-activation of biceps femois (p=0.00), semitendinosus (p=0.00), and medial gastrocnemius before landing and decreased biceps femoris after landing (p<0.002) were observed. Conclusion: According to the supportive role of gastrocnemius and hamstrings muscles and contribution of this muscle with ACL ligament at knee joint stability, it seems that lower limb fatigue can lead to ACL injury and reduction of the stability of the knee. Increased flexion angle at foot contact, reduced ground reaction force, and increased time to pike may be related to the nervous system strategy to shock absorption and reduce injury of lower limb joints.