Bacak sertliğinin kadın ve erkek olgularda farklı zıplama koşullarına adaptasyonu
Gender specific strategies for adaptation of leg stiffness in demanding hopping conditions
Yazar: İLKŞAN DEMİRBÜKEN
Danışman: DOÇ. DR. SALİH ANGIN
Dokuz Eylül Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoterapi ve Rehabilitasyon Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Fiziksel Tıp ve Rehabilitasyon = Physical Medicine and Rehabilitation
Dizin: Bacak = Leg ; Cinsel kimlik = Gender identity ; Erkekler = Men ; Kadınlar = Women ; Kaslar = Muscles ; Kinematik = Kinematic ; Sıçrama = Jump

Özet:
Amaç: Erkek ve kadınlar arasındaki bacak sertliği farklılıkları, kadın sporcularda yüksek oranlardaki ön çapraz bağ yaralanmasının nedeni olarak düşünülmektedir. Kadınların daha düşük sertliğe sahip oldukları ve bunun sonucu olarak da fonksiyonel görevlere adaptasyon göstermek için daha farklı kas aktivasyonu başlangıcı stratejilerine sahip oldukları varsayılmaktır. Bu çalışmanın amacı; kadınların erkeklere göre, daha hızlı zıplama koşulları gibi yüksek çaba gerektiren görevlere bacak sertliklerini adapte etmek için daha farklı nasıl reaksiyon gösterdiklerini (tepki gösterdiklerini, hareket ettiklerini) açıklamaktır.Yöntem: 21 sağlıklı olgu (11 Erkek-10 Kadın; yaş: 18-35 yıl) bu çalışmaya katıldı. Olgular, kuvvet platformu üzerinde çift bacak zıplama aktivitesi (tercih edilen hızda, metronom hızı 3.0 Hz olacak şekilde, mümkün olduğunca hızlı) gerçekleştirdi. Kinetik veriler (yer reaksiyon kuvveti, zıplama frekansı, yer temas süresi, havada geçen süre, zıplama periodu) kuvvet plaftormundan elde edildi. Bacak uzunluğundaki değişimler, diz ve ayak bileğine ait moment ve sertlikler MATLAB 6.5.1 versiyonu kullanılarak hesaplandı. Kinamatikler (yere inme açıları ve eklem açılarındaki değişimler) VICON (3 boyutlu hareket analiz sistemi) tarafından belirlendi. Alt ekstremitenin (vastus medialis, biseps femoris, gastrokinemius medialis and tibialis anterior) kas dinamiklerini (aktivasyon öncesi zaman, yüklenme öncesi ve yüklenme yanıtları) değerlendirmek için 4 kanallı telemetri EMG sistemi (Pasaq) kullanıldı.Bulgular: Erkekler tüm zıplama koşullarında kadınlara göre daha fazla yer reaksiyona kuvvetlerine sahipti (p<0.005). Değerlerin olguların beden ağırlığına göre normalize edilmesinden sonra kadınlar ve erkekler arasındaki fark kayboldu. Erkekler tercih edilen hızda ve en yüksek hızda kadınlara göre daha fazla diz ve eklem momentlerine sahipken, 3 Hz hızında kadınlar normalize edilen değerler de bile daha fazla diz momentlerine sahipti (p<0.005). Diz sertliği, tercih edilen hızda ve en yüksek hızdaki zıplamada kadınlar ve erkeklerde benzerken, 3.0 Hz hızında kadınlar erkeklere göre daha fazla diz sertliği değerleri gösterdi. Olguların beden ağırlığına göre normalize edilen değerler, kadınların erkeklere göre metronom ve en yüksek hızdaki zıplama gibi daha hızlı zıplama koşullarında daha fazla bacak sertliğine sahip olduklarını gösterdi (p<0.005). Erkekler kadınlara göre yere temas etmeyi anlamlı ölçüde daha fazla plantar fleksiyon açısıyla tercih etti (p<0.005). En yüksek hızdaki zıplamada, erkeklerin Tibialis anterior kasına göre anlamlı olarak daha fazla artmış Gastrokinemius medialis aktivasyon oranına sahip olduğu, yere temastan önce Gastrokinemius medialis aktivitesinin Tibialis Anteriora göre fazla olduğu (p<0.005) görülmüşken, tibialis anterior kası yüklenme öncesi ve yüklenme yanıtlarının erkekler ve kadınlar arasında anlamlı olarak farklı olmadığı görülmüştür.Sonuç: Bacak sertliklerini düzenlemede kadınlar ve erkekler arasında en temel fark, erkeklerin daha fazla plantar fleksiyon postüründe yere temas etmeyi seçmeleri ve birçok kasın aktivasyon öncesi zamanını gösteren yere temastan hemen önceki dönemde Gastrokinemius kasını Tibialis anterior kasına göre daha fazla aktive etmeleridir. Bu nedenle erkeklerle kadınlar arasında kullandıkları hareket stratejisi bakımından anlamlı bir fark vardır. EMG sonuçları, kadınların maksimum efor gerektiren koşullar altında bacak sertliklerini erkekler kadar yüksek derecede aktive etmek için muskuloskeletal sistemlerinde sınırlayıcı faktörlere sahip olmadıklarını göstermiştir. Bacak sertliğine ait gözlenen cinsiyet farklılıkları ve kadınlardaki ön çapraz bağ yaralanması arasındaki ilişki gelecek çalışmaları gerektirmektedir.

Abstract:
Purpose: Difference in leg stiffness between females and males is considered to be a cause of higher rates of Anterior Cruciate Ligament injury in female athletes. Females are believed to have lower stiffness and as a consequence different recruitment strategies to adapt functional tasks. The purpose of the present study was to elucidate how females reacted different than males to adapt their leg stiffness to higher demanding task as faster hopping conditionsMethods: 21 healthy subjects (11 Male-10 Female; age: 18-35 years) participated in this study. Subjects performed two-legged hopping tasks (at their preferred rate, metronome rate at 3.0 Hz and as fast as possible) on a force platform. Kinetic data (ground reaction force, frequency of hop, ground contact time, aerial time, hop cycle were obtained from force platform. Changes in leg length, knee and ankle joints moments and stiffness were calculated by using MATLAB 6.5.1 version. Kinematics (touchdown angles and changes in joint angles) were determined by VICON (3D motion analyses system).4-channel telemetry EMG system (pasaq) was used to assess muscle dynamics (preactivation time, preloading and loading responses) of lower extremity (vastus medialis, biceps femoris, gastrocnemius medialis and tibialis anterior).Results: Males had significantly greater ground reaction forces than females at all hopping conditions (p<0.005). After normalizing the values with subjects? body weight the differences between men and women disappeared. Males had greater knee and ankle moments than females at preferred and fastest hopping rates however, at 3.0 Hz, females had significantly greater knee moment even for the normalized values (p<0.005). Knee stiffness at preferred and fastest hopping rates is similar between females and males while at 3.0 Hz females indicated greater knee stiffness values than males. Normalized values by body weight of subjects indicated that females had significantly greater leg stiffness than males at faster hopping conditions as metronome and fastest rate hopping (p<0.005). Males preferred to touch the ground with significantly greater plantar flexion degrees than females did (p<0.005). At the fastest hopping rate it was seen that males had significantly increased their activation ratio of Gastrocnemius medialis to Tibialis anterior muscle before ground contact indicating greater Gastrocnemius medialis activity than Tibialis anterior (p<0.005) while Tibialis anterior muscle preloading and loading responses did not significantly differ between males and females.Conclusion: The main differences between males and females for regulation of their leg stiffness is that males chose more plantar flexed posture to touch the ground and activated their gastrocnemius muscle more than tibialis anterior just before ground contact which represents pre-activation period of muscles. Thus there is a significant difference between males and females in the movement strategy they used. EMG results showed that females have no limiting factor in their musculoskeletal system to recruit their leg stiffness as high as males under condition of maximum effort. The relationship between observed gender differences in leg stiffness and increased Anterior Cruciate Ligament injury rate in females requires further study.