بررسي تغييرات استراتژي كنترل حركت به دنبال خستگي عضلات اكستانسور زانو

The changes of motor control strategy following fatigue in extensor muscles of knee

زمينه و هدف : مفصل زانو يكی از مهمترين مفاصل بدن است كه در هنگام راه رفتن و برخاستن نيروی زيادی را تحمل می كند. مفصل زانو در حين حركات زنجيره بسته نظير نشستن و چمباتمه زدن و نيز انتقال وزن بدن حين حركت متحمل نيروهای زيادی است. خستگی عضلات ران می‌تواند تغييراتی را در اعمال نيروهای وارده ايجاد كرده و سبب تغيير در استراتژی حركت شود. لذا با توجه به نقش عضلات ران در انجام حركات مداوم، مهم است كه تغييرات بوجود آمده متعاقب خستگی بررسی شود. روش بررسی:  تعداد 15 زن سالم در محدوده سنی 30-20 سال در اين تحقيق شركت كردند. ايجاد خستگی عضلانی در دو زنجيره باز و بسته بر اساس حداكثر فعاليت ارادی افراد در دو جلسه انجام شد. قبل و بعد از خستگی در هر دو زنجيره، پنج حركت دايناميك فلكشن اكستنشن زانو انجام شد. مقادير نرمال شده فعاليت الكتروميوگرافی بصورت اكسنتريك و كانسنتريك، همچنين ميانه طيف فركانس بعنوان شاخص خستگی و زمان شروع فعاليت عضلات جهت تعيين زمانبندی شناسايی و ارزيابی شدند. يافته­ ها: تفاوت معنی داری بين شاخص‌های خستگی در قبل و بعد از انجام آزمون در دو زنجيره باز و بسته وجود دارد(05/0 p<). زمانبندی در زنجيره باز بعد از خستگی با تاخير همراه بود (05/0 p<) والگوی حركتی از واستوس لتراليس، واستوس مدياليس و ركتوس فموريس ، در بعد از خستگی به صورت واستوس لتراليس ، ركتوس فموريس و واستوس مدياليس تغيير كرد (05/0 p<). در زنجيره بسته بعد از خستگی تغييرات معنی دار در زمانبندي  به صورت تاخير آن بود (05/0 p<) ولی الگوی زمانبندی بصورت واستوس لتراليس، واستوس مدياليس و ركتوس فموريس حفظ گرديد. نتيجه گيری: ميزان تغييرات ميانه فركانس نسبت به مقادير نرمال شده فعاليت عضلات بعد از خستگی كمتر است. تغييرات مهمی در زمانبندی عضلات بوجود می‌آيد. اين تغييرات به صورت تاخير در شروع فعاليت است. همچنين تغييراتی در الگوی به كارگيری عضلات در زنجيره باز ديده شد. در زنجيره بسته تفاوت مشخصی در الگوی به كارگيری ديده نمی‌شود. اين امر نشان می‌دهد مكانيسم كنترل حركت در شرايط تحمل نيرو با شرايط آزاد متفاوت است.

Background and aim:The knee joint is one of the most important joints of human body, witch tolerates many forces while the subject is standing up or walking especially during close chain and squat positions. Muscle fatigue may causes some modifications on effects of forces and accordingly some changes on strategy of movement, therefore the concentration in thigh muscles impression on continuous movements is a guidance that makes the investigation on these changes so important. Materials and Methods: Fifteen healthy women in the range of 20-30 years were contributed in this study. Muscle fatigue were applied in separate sessions by maximal voluntary contraction (MVC) in both open and close chains. Subjects were done five dynamic repetitions of flexion / extension motion of knee before and after fatigue tests. Surface electromyography (sEMG) recorded from vastus medialis (VM), rectus femoris (RF) and vastus lateralis (VL) muscles during all conditions of tests. Normalized electromyography (NEMG) of muscles activities in two conditions of concentric (Con) and eccentric (Ecc), also median frequency (MF) were calculated for fatigue index. Muscle timing or recruitment pattern indicated by onset of muscle activities for both dynamics chains. Results:  There are significant different of fatigue indexes between before and after fatigue tests (p<0.05).  After fatigue muscle timing delayed in open chain (p<0.05) and recruitment patterns changed from VL- VM- RF to VL-RF-VM. Fatigue test in close chain caused increment of muscle timing (p<0.05), but it did not change recruitment patterns. Conclusion: After fatigue tests MF reduced little than NEMG. Significant difference occurred in muscle timing. These variations were increase and delay of timing with change of recruitment in open chain. These findings suggest that motor control strategy is will change at different condirions of with and without load situations.