Dependence of muscle torque of ankle plantar and dorsal flexors on different ankle angles

Abstract

Tyrimo pagrindimas ir hipotezė. Moksliniuose straipsniuose gausu informacijos apie šlaunies keturgalvio raumens jėgos momento ir kelio sąnario kampo priklausomybę (Mohamed et al., 2002). Tačiau nėra plačiai tyrinėta blauzdos raumenų jėgos momento ir pėdos sąnario kampo priklausomybė. Tikslas: nustatyti pėdos lenkiamųjų, tiesiamųjų raumenų maksimaliosios valingos jėgos (MVJ) ir elektros stimuliacijos (ES) sukelto jėgos momento bei raumenų elektrinio aktyvumo (EMG) priklausomybę nuo pėdos sąnario kampo. Buvo iškelta hipotezė, kad pėdos lenkiamųjų ir tiesiamųjų raumenų MVJ, ES sužadintas jėgos momentas bei raumenų EMG amplitudė didės, kuomet raumuo bus ilgas (t. y. didės kampas). Metodai. Buvo tiriama dešimt nesportuojančių vyrų. Tyrimo metu pėdos lenkiamųjų ir tiesiamųjų raumenų jėgos momentas tirtas atsitiktine tvarka parinkus aštuonis skirtingus (–25o; –15o; –5o; 0o; 15o; 25o; 35o; 45o) pėdos sąnario kampus. Tiriamųjų priekinio blauzdos, plekšninio, vidinio ir šoninio dvilypio raumenų EMG buvo registruota izometrinio MVJ momentu. Rezultatai. Nustatyta, kad pėdos lenkiamųjų raumenų ES sukeltas ir MVJ išugdytas didžiausias jėgos momentas buvo tada, kai pėda sulenkta –25° kampu (149,1 ± 31,6 ir 207,8 ± 38,1 N·m). O pėdos tiesiamųjų raumenų didžiausias MVJ momentas – kai pėda sulenkta 25° kampu (47,2 ± 8,1 N·m). Aptarimas ir išvados. Pėdos tiesiamojo priekinio blauzdos raumens ES sukeltos jėgos momentas nepriklauso nuo pėdos sąnario kampo

Research background and hypothesis. There is much research information about the relationship between knee joint angle and the quadriceps muscle torque (Mohamed et al., 2002), but still we lack evidence about the relationship between ankle angle and calf muscle torque. Research aim. The purpose of this research was to establish the dependence of maximal voluntary contraction (MVC) and electrical stimulation (ES)-evoked torque and calf muscle electrical activity (EMG) on different ankle plantar and dorsal fl exion angles. We hypothesized that the calf muscle MVC and ES-evoked torque as well as muscle EMG amplitude would increase with increasing muscle length (i. . increasing ankle angle). Research methods. The subjects in the research were ten non-trained men. Calf plantar and dorsal fl exors muscle ES and MVC torque were tested at eight different ankle angles (–25o; –15o; –5o; 0o; 15o; 25o; 35o; 45o) which were chosen in randomized sequence. The tibialis anterior, soleus, gastrocnemius lateralis and medialis muscle EMG were measured during muscle MVC. Research results. The results showed that the highest ES-evoked and MVC developed torque of plantar fl exion muscles was at –25° ankle angle (149.1 ± 31.6 N·m and 207.8 ± 38.1 N·m, respectively), while the highest dorsal fl exion MVC muscle torque was at 25° ankle angle (47.2 ± 8.1 N·m). However, dorsal fl exion muscle MVC torque increased with the muscle length only until 25° ankle angle. Discussion and conclusions. Plantar flexion muscle electrical stimulation evoked and plantar / dorsal fl exion muscle maximal voluntary contraction torques are highest at that ankle angle where muscle length is the longest