Fascicle behavior of the human Vastus Lateralis muscle during counter-movement jump
Creators: name: Παντελή, Χρυστάλλα Παντελάκης
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2017
Subjects: Έξω πλατύς μυς
Άλμα με προδιάταση
Υπερηχογράφημα
Vastus lateralis
Counter-movement jump
Ultrasonography

description: Jumping is a complicated and multipoint movement which we use in many of daily activities. Energy is transferred from the hip to knee joint and then to ankle joint before the take off of the body. Quadriceps muscle is the main knee extensor muscle, and very important for the stability of the leg. Therefore, its contribution is of big significance during vertical jump. It has been noticed that holding halteres (around 4-6 kg), can improve the performance during vertical jump. It has been also reported that by caring extra weight during jump, the knee extensor muscles are forced to act with lower shortening velocity and thus they can produce greater force potential. This hypothesis, has not been yet experimentally proved. This study aims to examine the vastus lateralis (VL) muscle behaviour and more specifically the fascicle length and shortening velocity, during counter-movement jump (CMJ) with and without gaining extra weight. Seventeen healthy adults volunteered to participated in the present study (N=17) and each one of them, after a warm up, had to perform 10 jumps. 5 CMJs with arm swing, and 5 CMJs holding a 2kg halter in each hand. For the measurements, the Vicon Nexus analysis system, ultrasound, surface electromyograph and two force plates were used. A t-test of dependent samples, for each one of the dependent variables has been applied. The significance level was set to α &lt; 0,05. The results exhibited similar function of the VL muscle fibers, during CMJ with and without holding extra weight. A stretch-shortening cycle is occurred during both jumping circumstances without major and statistically significant differences in fascicle length. Moreover, there were no statistically significant differences in VL shortening velocity, after adding extra weight, during CMJ. The total shortening and lengthening of muscle fibers during jumps, remains the same between the two jumping routines. As a result, both, maximum mechanical power, and jumping height, remain unchangeable during the whole experimental procedure. The elegromyografic activity of the monoarticular muscles [(VL and vastus medialis (VM)] appear to be the same, in contrast with the biarticular rectus femoris (RF) muscle, whose electromyographic activity appears to be greater in CMJ with arm swing. To sum up, according to the results, the additional weight of 4 kg is not a stimuli capable of changing the muscle fibers activity during CMJ. Therefore, the mechanism which affects the beneficial use of halters during vertical jump, seems not to be in relation with the VL shortening velocity during push-off phase of jump.
description: Το άλμα είναι μια σύνθετη και πολυαρθρική δεξιότητα την οποία συναντάμε σε πολλές καθημερινές δραστηριότητες. Πριν την εναέρια φάση του άλματος, γίνεται μεταφορά ενέργειας από το ισχίο, στο γόνατο και κατόπιν στην ποδοκνημική άρθρωση. Ο τετρακέφαλος μυς είναι ο εκτείνοντας του γόνατος, και πολύ σημαντικός για στην σταθεροποίηση του ποδιού. Είναι σημαντική λοιπόν η συνεισφορά του, και στο κάθετο άλμα. Έχει επίσης διαπιστωθεί, ότι με την χρήση επιπλέον βάρους (περίπου 4-6 kg), υπάρχει βελτίωση στο κατακόρυφο άλμα. Πιστεύεται ότι με το επιπλέον βάρος οι εκτείνοντες μύες των κάτω άκρων δουλεύουν με μικρότερη ταχύτητα βράχυνσης και έτσι έχουν ένα μεγαλύτερο δυναμικό για παραγωγή δύναμης. Αυτή η υπόθεση δεν έχει μέχρι στιγμής διαπιστωθεί πειραματικά. Σκοπός της εργασίας είναι να εξετάσει την συμπεριφορά του Έξω Πλατύ μυός και συγκεκριμένα το μήκος και την ταχύτητα βράχυνσης των μυϊκών ινών, κατά την εκτέλεση του κατακόρυφου άλματος με προδιάταση, με και χωρίς επιπλέον βάρος. Στην έρευνα συμμετείχαν δεκαεπτά υγιείς ενήλικες (Ν=17). Ο κάθε συμμετέχοντας, μετά από προθέρμανση έχει εκτελέσει 10 άλματα. 5 προσπάθειες στο άλμα με προδιάταση (CMJ) με τα χέρια ελεύθερα και 5 προσπάθειες στο CMJ με την προσθήκη βάρους 4kg. Για τους σκοπούς των μετρήσεων έχουν χρησιμοποιηθεί, το σύστημα τρισδιάστατης ανάλυσης Vicon Nexus, Υπερηχογράφος , Ηλεκτρομυογράφος, και δύο δυναμοδάπεδα. Έχει γίνει t-test εξαρτημένων δειγμάτων, για κάθε μία από τις εξαρτημένες μεταβλητές, και το επίπεδο σημαντικότητας έχει οριστεί στο α &lt; 0,05. Τα αποτελέσματα καταδεικνύουν παρόμοια λειτουργία των μυϊκών δεσμίδων του έξω πλατύ μυός, κατά τη διάρκεια του CMJ με και χωρίς την προσθήκη βάρους στα χέρια. Παρουσιάζεται κύκλος διάτασης-βράχυνσης των μυϊκών δεσμίδων, και στις δύο συνθήκες αλμάτων, χωρίς στατιστικά σημαντικές διαφορές στο μήκος των μυϊκών ινών. Χωρίς στατιστικά σημαντικές διαφορές ήταν επίσης και η ταχύτητα βράχυνσης των μυϊκών ινών του έξω πλατύ μυός, με την προσθήκη βάρους κατά το CMJ. Η διάταση και η βράχυνση που υπέστησαν οι μυϊκές ίνες κατά τα άλματα παρουσιάζεται η ίδια με και χωρίς την προσθήκη βάρους. Ως φυσικό επακόλουθο, και η μέγιστη ισχύς αλλά και το ύψος άλματος, παρέμεινε αμετάβλητο ανάμεσα στις δύο πειραματικές συνθήκες. Η ηλεκτρομυογραφική δραστηριότητα των μονοαρθρικών μυών (έξω πλατύ και έσω πλατύ) δεν παρουσίασε διαφορές, σε αντίθεση με τον διαρθρικό ορθό μηριαίο μυ, ο οποίος κατά το CMJ χωρίς την προσθήκη αλτήρων, παρουσίασε μεγαλύτερη ηλεκτρομυογραφική δραστηριότητα. Εν κατακλείδι, με βάση τα αποτελέσματα φαίνεται ότι το επιπλέον βάρος των 4 κιλών δεν είναι ικανό ερέθισμα ώστε να μεταβάλει την λειτουργία των μυϊκών δεσμίδων κατά το CMJ. Κατ' επέκταση ο μηχανισμός που επιδρά στην ευνοϊκή χρήση των αλτήρων κατά το άλμα, φαίνεται να μην έχει σχέση με την λειτουργία βράχυνσης των μυϊκών δεσμίδων κατά τη φάση ώθησης.