Influencia de la velocidad de contracción muscular sobre la estrategia de reclutamiento de unidades motoras durante contracciones isométricas submáximas de fuerza variable, en el bíceps branquial humano

Abstract

El Sistema Nervioso Central (SNC) es el encargado de controlar la generación de fuerza y movimiento humano. Esto es realizado mediante la regulación de los parámetros de Reclutamiento y Frecuencia de Disparo de Unidades Motoras (UMs). En cuanto a la Velocidad de Contracción, la literatura revisada demuestra, que esta variable influye en las estrategias de reclutamiento y frecuencia de disparo de las UM. Sin embargo, esta información es escasa, obsoleta, y las técnicas de análisis utilizadas son de menor precisión, con resultados contradictorios, según el tipo de músculo evaluado. Por lo tanto, hemos diseñado un estudio que permita profundizar y actualizar el conocimiento de la estrategia de control motor utilizada por el SNC durante contracciones isométricas submaximas de fuerza variable, ejecutadas a distintas velocidades, debido a su relevancia en clínica e investigación. Para esto se reclutaron 20 sujetos sanos. Se registró la actividad electromiográfica intramuscular del músculo Bíceps Braquial Humano, durante contracciones isométricas de fuerza variable, ejecutadas a velocidad lenta (1.6%CVM/s), intermedia (3.3% CVM/s) y rápida (6.6%CMV/s). Mediante el análisis de Descomposición y el Editor Interactivo Emglab, se determinaron las variables: Umbral de Reclutamiento, Frecuencia de Disparo Inicial, Promedio, Instantáneas, e Intervalo de disparo de las Unidades Motoras. Para el análisis estadístico se utilizó la Prueba de Shapiro Wilk, que determina la distribución de las variables. Mediana y Rango intercuartil fueron utilizados como estadísticos descriptivos. Para el análisis de comparación se aplicó la Prueba de Análisis de Varianza por rangos a una vía para las variables, Umbral de Reclutamiento, Frecuencia de Disparo Inicial y Promedio. Para comparar el Intervalo de Disparo y la Frecuencia de Disparo instantánea en las distintas velocidades, se empleó el Análisis de Modelos Generalizados de efectos Mixtos. Finalmente se realizó la correlación de Spearman grupal entre las Variables Frecuencia de Disparo Promedio versus Umbral de reclutamiento; y entre Frecuencia de Disparo Inicial versus Umbral de Reclutamiento. El nivel del significancia utilizado fue un valor p menor a 0.05. Los resultados obtenidos, evidenciaron que no existe diferencia estadísticamente significativa en el análisis grupal entre las tres velocidades para las variables Umbral de Reclutamiento, Frecuencia de Disparo Inicial y Promedio. Si se observaron diferencias significativas en el análisis grupal para la variable Intervalo de Disparo y Frecuencia de Disparo Instantánea. En cuanto a las correlaciones, estas no reflejaron asociación significativa. En conclusión, la velocidad de contracción no modificó el comportamiento de las variables Umbral de Reclutamiento, Frecuencia de Disparo Inicial y Promedio durante contracciones isométricas de fuerza variable submáximas, sin embargo si fue posible evidenciar un comportamiento distinto en las variables Intervalo de Disparo y Frecuencias de Disparo Instantáneas. También se concluye que en la población estudiada, ninguna de las velocidades analizadas evidenció el fenómeno de onion skin durante contracciones isométricas submáximas de fuerza variable.

Central Nervous System (CNS) is responsible for controlling the generation of strength and human movement. This is done by regulating the parameters of recruitment and firing frequency of motor units (MUs). As the speed of contraction, the reviewed literature shows that this variable influences the strategies of recruitment and firing frequency of MUs. However, this information is scarce, obsolete, and analysis techniques used are less accurate, with controversial results, depending on the type of muscle evaluated. Therefore, we designed a study to deepen and update knowledge of motor control strategy used by the CNS during submaximal isometric contractions of varying strength, at different speeds. due to its relevance in clinical practice and research. For this, we recruited 20 healthy subjects. Recorded intramuscular EMG activity of Human Brachial Biceps muscle during submaximal isometric contractions of varying force, executed a slow (1.6% MVC / s), intermediate (3.3% CVM / s) and fast (6.6% CMV / s) contractions. Through the analysis of decomposition and Interactive Editor Emglab were determined variables: Recruitment threshold, Initial , Average and Instantaneous Firing Frequency, and Firing Interval of motor units. For statistical analysis, we used the Shapiro Wilk test, which determines the distribution of the sample. Median and interquartile range were used as descriptive statistics. For comparison analysis, was applied ANOVA test by ranks to a pathway for variables, recruitment threshold, initial and average firing frequency. To compare the interval firing and instantaneous firing frequency at different speeds, we used the Generalized Model Analysis Mixed-effects. Finally we performed Spearman correlation between the group variables Average Frequency versus Recruitment Threshold, and between Initial Firing Frequency versus Recruitment Threshold. The significance level used was a p value less than 0.05. The results obtained showed that no statistically significant difference in the grupal analysis of the three speeds for the Recruitment threshold, Initial Firing Rate and Average variables. Significant differences in the grupal analysis were observed for the variable firing interval and instantaneous firing frequency. With regard to correlations, they do not reflect significant association. In conclusion, the speed of contraction did not change the behavior of the Recruitment threshold, Initial Firing Rate, Average Firing Rate variables, during submaximal isometric contractions of varying force, however it was possible to show a different behavior in the variables firing interval and instantaneous firing frequency. It is also concluded that none of the tested speeds was evident the phenomenon of onion skin during submaximal isometric contractions of varying strength.