O exercício excêntrico tem sido utilizado na prevenção/reabilitação de lesões e em programas de treinamento de força para melhorar o condicionamento físico de indivíduos saudáveis. O entendimento das adaptações causadas pelo treinamento excêntrico nos músculos flexores plantares se justifica: 1) pela importância desta musculatura na manutenção de posturas e no ciclo da marcha; 2) pela alta incidência de lesões do tendão de Aquiles; e 3) pelo uso sistemático deste tipo de treinamento em programas de prevenção e reabilitação do tríceps sural. Assim, a presente tese de doutorado busca verificar os efeitos do treinamento excêntrico nas propriedades neuromecânicas e morfológicas dos músculos flexores plantares. No capítulo I foram compiladas informações acerca das adaptações neuromusculares dos flexores plantares e do tendão de Aquiles de indivíduos saudáveis submetidos à programas de treinamento excêntrico. Os estudos encontrados indicam que o treinamento excêntrico pode aumentar a produção de força e ativação muscular, especialmente em testes excêntricos. No entanto, resultados conflitantes e lacunas identificadas na literatura motivaram a realização de dois estudos originais. Os objetivos dos estudos originais foram: 1) determinar a temporalidade das adaptações na ativação e massa muscular de flexores plantares, bem como sua contribuição para os ganhos de força em contrações excêntricas, isométricas e concêntricas ao longo do programa de treinamento (Capítulo II); e 2) avaliar os efeitos de 12 semanas de treinamento excêntrico nas propriedades morfológicas, mecânicas e materiais do tendão de Aquiles de indivíduos saudáveis (Capítulo III). Vinte participantes do sexo masculino realizaram um programa de treinamento excêntrico isocinético (duas vezes por semana, 3-5 séries de 10 repetições máximas). As avaliações das propriedades neuromecânicas e morfológicas dos flexores plantares foram realizadas a cada quatro semanas. Ao final de 12 semanas, o programa de treinamento excêntrico aumentou a produção de torque máximo excêntrico, isométrico e concêntrico; aumentou a atividade eletromiográfica máxima excêntrica e isométrica; e aumentou a espessura muscular. Além disso, os ângulos do pico de torque excêntrico e concêntrico foram deslocados para posições em que os músculos estavam mais alongados. O torque máximo e a espessura muscular aumentaram progressivamente até a oitava semana de treinamento. A ativação neural durante contrações excêntricas e isométricas aumentou após quatro semanas de treino e permaneceu constante até o final do treinamento, enquanto que a ativação neural durante contrações concêntricas permaneceu inalterada durante todo o período de treinamento. Além disso, houve aumento da área de secção transversa, da rigidez e do módulo de Young do tendão de Aquiles. Os incrementos na rigidez e no módulo de Young foram observados após quatro semanas de treinamento, enquanto que o aumento significativo da área de secção transversa tendínea ocorreu após oito semanas de treinamento. Quando tomados em conjunto, estes resultados nos possibilitam entender de que forma as adaptações neuromecânicas e morfológicas dos flexores plantares ocorrem. O aumento da força isométrica e excêntrica nas primeiras quatro semanas de treinamento parece ocorrer devido a adaptações neurais, musculares e tendíneas. No entanto, após maiores períodos de treinamento (i.e. acima de quatro semanas), o aumento da força ocorre devido a incrementos na massa muscular e na rigidez tendínea. Além disso, a ausência de adaptações neurais evidencia que os ganhos de força concêntrica podem estar relacionados apenas com adaptações musculares e tendíneas. / Eccentric exercises are commonly used in prevention, rehabilitation and conditioning training programs. Understanding the adaptations caused by eccentric training on the plantar flexor muscles is justified by: 1) the importance of these muscles in maintaining posture and during gait cycle; 2) the high incidence of Achilles tendon injuries; and 3) the systematic use of this type of training in triceps surae prevention and rehabilitation programs. Thus, the present PhD thesis aims to verify the effects of eccentric training in neuromechanical and morphological properties of the plantar flexor muscles. Chapter I compiled information about the neuromuscular adaptations of the plantar flexors and Achilles tendon of healthy subjects undergoing eccentric training programs. The studies found indicate that eccentric training can increase the production of muscle strength and muscle activation, especially in eccentric tests. The studies found indicate that eccentric training can increase muscle strength and muscle activation, especially in eccentric tests. The purposes of the original studies were: 1) to determine the adaptations time course in plantar flexors activation and muscle mass, as well as their contribution to the strength gains in eccentric, isometric and concentric contractions during the training program (Chapter II); and 2) to evaluate the effects of 12 weeks of eccentric training on Achilles tendon morphological, mechanical and material properties in healthy subjects (Chapter III). Twenty male subjects performed an eccentric isokinetic training program (twice a week, 3-5 sets of 10 maximal repetitions). Plantar flexor neuromechanical and morphological evaluations were performed every 4 weeks. The 12-week training program led to increases in maximum eccentric, isometric and concentric torques; maximum eccentric and isometric electromyographic activity; and muscle thickness. The angles of peak torque in eccentric and concentric tests were shifted towards longer muscle lengths. Maximum torque and muscle thickness increased progressively until the 8th training week. Eccentric and isometric activation increased up to the 4th training week and remained constant until the 12th training week, while no change was found in concentric activation. In addition, Achilles tendon cross-sectional area, stiffness and Young's modulus were increased. The increases in stiffness and Young's modulus were observed after four weeks of training, while the significant increase in tendon cross-sectional area occurred after eight weeks of training. Taken together, these results allow us to understand how the neuromechanical and morphologic adaptations occur in the plantar flexors muscles subjected to a 12-week eccentric training program. The increase in isometric and eccentric strength in the first four weeks of training seems to be related to neural, morphological and tendinous adaptations. However, after longer training periods (i.e. up to four weeks), the strength increase is due to increases in muscle mass and tendon stiffness. Moreover, the absence of evidence in terms of neural adaptations during concentric contractions suggest that the concentric strength gains seem to be related only with muscle and tendon adaptations.

Estudos anteriores têm relatado um decremento na capacidade de produção de força com a idade. Mudanças estruturais e funcionais nos músculos esqueléticos tal como a sarcopenia (perda de massa muscular), diminuição da ativação das unidades motoras, co-contração aumentada da musculatura antagonista, diminuição da tensão da fibra muscular e rigidez do tendão são referidos para explicar a funcionalidade motora reduzida em indivíduos idosos. Este estudo objetivou investigar as mudanças ligadas à idade na produção de torque voluntário isométrico e isocinético (TVM), como também as respostas eletromiográficas (EMG). Hipotetizamos, como conseqüências do envelhecimento: a) uma redução da capacidade de produção de TVM; b) deslocamento da curva torque-ângulo (para a esquerda) na direção de menores comprimentos musculares; c) deslocamento da curva torque-velocidade (para a esquerda) na direção de menores velocidades; d) que uma menor ativação muscular seria observada. Quarenta indivíduos saudáveis, do gênero masculino, divididos igual e randomizadamente em quatro grupos (15-30; 31-45; 46-60 e 61-75 anos), participaram neste estudo como sujeitos, aos quais foram solicitados produzir torques máximos de extensão de joelho em um dinamômetro isocinético (Byodex®) em diferentes ângulos (15º; 30º;45º; 60º; 75º; 90º e 105º) e velocidades (60º/s; 120º/s; 180º/s; 240º/s; 300º/s e 360º/s) Sinais da EMG dos músculos da coxa, como vasto lateral, reto femoral e vasto medial foram simultaneamente registrados. O nível de atividade física foi avaliado pelo IPAQforma curta (International questionnaire of physical activity ). Valores de TVM, valores RMS do sinal EMG e nível de atividade física foram usados como medidas dependentes. Os resultados demonstraram uma diminuição no TVM com a idade. Particularmente, menores valores de TVM foram encontrados durante as maiores velocidades em condições isocinéticas. Nenhuma mudança foi observada nas curvas torque-ângulo e torque-velocidade e nenhuma mudança ligada à idade foram encontradas nas respostas da EMG. Concluímos que a idade afeta a produção de TVM, particularmente em maiores velocidades. Além disso, os resultados permitemnos apontar que os altos níveis de atividade física e demandas funcionais possam explicar a similaridade encontrada nas respostas EMG entre os diferentes grupos. / Previous studies have reported a decrease in force production ability with age. Structural and functional changes on the skeletal muscles such as sarcopenia (loss of muscle mass), decreased ability of motor unit firing, increased co-activation of antagonist muscle, decreased muscle fiber tension and tendon’s rigidity are taken into account for the reduced motor functionality in elderly individuals. This study aimed to investigate age-related changes of maximum voluntary isometric and isokinetic torque production (MVT), as well as electromyography (EMG) responses. We hypothesized that as consequence of aging: a) a reduced ability of MVT production; b) a torque/angle curve displacement (left side) towards the lowers muscle lengths; c) a torque/velocity curve displacement (left side) towards smaller velocities; d) and decreased muscle activation will be observed. Forty healthy male individuals, evenly and randomly divided in four age groups (15–30; 31– 35; 45– 60; 60–75 years old), participated in this study as subjects. The subjects were asked to produce maximum knee extension torques on the isokinetic dynamometer (Cybex ®) in different angles (15º; 30º; 45º; 60º; 75º; 90º and 105º) and velocities (60º/s; 120º/s; 180º/s; 240º/s; 300º/s and 360º/s) EMG signals from the upper leg muscles such as, vatsus lateralis, rectus femoris, vastus medialis, were simultaneously recorded. The level of physical activity was evaluated by the QIAF–short form (International questionnaire of physical activity). MVT values, RMS values from EMG signals and level of physical activity were used as dependent measures. The results showed a decrease in MVT with age. Particularly, lower values of MVT were found during higher velocities under isokinetic condition. No changes were observed for torque/angle and torque/velocity curves and no age-related changes were found on the EMG responses. We conclude that aging affects MVT production, particularly during high velocities. In addition, the results allowed us to point out that higher levels of physical activity and functional demand, showed by the older groups, could explain the similarities found on EMG responses among the different age groups.

A síndrome da dor patelofemoral (SDPF) é o diagnóstico mais comum em populações fisicamente ativas. A SDPF está relacionada com o mau alinhamento dos membros inferiores durante tarefas de descarga de peso, causando maior estresse e dor na articulação patelofemoral. Esse mau alinhamento está relacionado com um aumento da inclinação ipsilateral do tronco, adução do quadril, abdução do joelho e maior grau de rotação interna da tíbia durante atividades dinâmicas, como agachamento unipodal, corrida, salto e subir e descer escadas. Fatores anatômicos e biomecânicos estão relacionados a alterações ao redor da articulação femoropatelar, como menor força de extensão do joelho, atraso na ativação do vasto medial em relação ao vasto lateral e atrofia do músculo quadríceps. Recentemente, alterações do quadril (fatores proximais), tornozelo e pé (fatores distais) têm sido propostas como fatores contribuintes da SDPF. No entanto, as evidências sobre ativação e alteração da morfologia muscular dos membros inferiores, principalmente nos fatores proximais e distais, são escassas. Esta tese teve como objetivo verificar as alterações neuromusculares dos membros inferiores e determinar se algum parâmetro neuromuscular explicava a cinemática durante tarefas unipodais. Após a apresentação dos motivos para realização deste estudo (Capítulo I), no Capítulo II objetivamos verificar as alterações neuromusculares (ativação muscular e morfologia muscular) relacionadas aos fatores proximais e distais na SDPF por meio de uma revisão sistemática. As buscas foram realizadas nas bases de dados Medline (via PubMed), Scielo, Scopus, PEDro, Cochrane Central, Embase e ScienceDirect databases até abril de 2018 para estudos avaliando ativação muscular ou parâmetros de morfologia muscular das articulações do tronco, quadril e tornozelo/pé. Dois revisores independentes avaliaram cada trabalho para inclusão e qualidade. Dezenove estudos foram identificados (SDPF, n = 319; GC, n = 329). Três estudos investigaram os músculos ao redor das articulações do tronco e tornozelo/pé. Quinze estudos investigaram os músculos ao redor da articulação do quadril. As evidências foram inconclusivas sobre a ativação do transverso do abdome/oblíquo interno (TrA/OI) na SDPF durante atividades de alta velocidade. Os níveis de ativação, duração e atraso na ativação de Glúteo Médio (GMed), glúteo máximo (GMax), biceps femoral (BF) and semitendinoso (ST) foram inconclusivos nos estudos incluídos. Não foram observadas diferenças na ativação de gastrocnêmio lateral (GL), gastrocnêmio medial (GM), sóleo (SOL), tibial anterior (TA) e fibular longo (FIB). Apenas um estudo incluído avaliou parâmetros da morfologia muscular, sem alterações na espessura muscular e na intensidade do eco GMed e GMax. Com base na falta de evidências sobre alterações na ativação muscular em torno das articulações do quadril, tornozelo e pé durante tarefas dinâmicas, e no fato de que um único estudo avaliou os resultados da morfologia muscular (GMed e GMax) na SDPF, propusemos um artigo original (Capítulo III) que teve como objetivo comparar os parâmetros neuromusculares dos membros inferiores e a cinemática no plano frontal durante tarefas unipodais de descarga de peso em mulheres com SDPF e determinar se algum resultado neuromuscular explicava o índice dinâmico de valgo (IVD) durante as tarefas. As buscas foram realizadas nas bases de dados Medline (via PubMed), Scielo, Scopus, PEDro, Cochrane Central, Embase e ScienceDirect databases até abril de 2018 para estudos avaliando ativação muscular ou parâmetros de morfologia muscular das articulações do tronco, quadril e tornozelo/pé. Dois revisores independentes avaliaram cada trabalho para inclusão e qualidade. Dezenove estudos foram identificados (SDPF, n = 319; GC, n = 329). Três estudos investigaram os músculos ao redor das articulações do tronco e tornozelo/pé. Quinze estudos investigaram os músculos ao redor da articulação do quadril. As evidências foram inconclusivas sobre a ativação do transverso do abdome/oblíquo interno (TrA/OI) na SDPF durante atividades de alta velocidade. Os níveis de ativação, duração e atraso na ativação de Glúteo Médio (GMed), glúteo máximo (GMax), biceps femoral (BF) and semitendinoso (ST) foram inconclusivos nos estudos incluídos. Não foram observadas diferenças na ativação de gastrocnêmio lateral (GL), gastrocnêmio medial (GM), sóleo (SOL), tibial anterior (TA) e fibular longo (FIB). Apenas um estudo incluído avaliou parâmetros da morfologia muscular, sem alterações na espessura muscular e na intensidade do eco GMed e GMax. Com base na falta de evidências sobre alterações na ativação muscular em torno das articulações do quadril, tornozelo e pé durante tarefas dinâmicas, e no fato de que um único estudo avaliou os resultados da morfologia muscular (GMed e GMax) na SDPF, propusemos um artigo original (Capítulo III) que teve como objetivo comparar os parâmetros neuromusculares dos membros inferiores e a cinemática no plano frontal durante tarefas unipodais de descarga de peso em mulheres com SDPF e determinar se algum resultado neuromuscular explicava o índice dinâmico de valgo (IVD) durante as tarefas. Quinze mulheres com SDPF e quinze mulheres saudáveis pareadas por 5 idade (grupo controle - GC) foram comparadas com os seguintes testes: (1) questionário funcional; (2) espessura muscular ao redor do quadril (GMed e tensor da fáscia lata - TFL), joelho (VL e VM) e tornozelo/pé (TA e FIB); (3) IVD e ativação muscular durante agachamento e salto vertical unipodais; (4) torque isométrico máximo para abdução do quadril, extensão do joelho e eversão/ inversão do pé; e (5) ativação muscular durante testes isométricos e funcionais. Uma regressão linear múltipla (modelo Stepwise) foi usada para verificar se alguma variável neuromuscular explicava o IVD durante as tarefas unipodais. O tamanho de efeito (ES) foi usado para determiner a magnitude da diferença entre os grupos. Comparado ao GC, o grupo SDPF apresentou: (1) menor espessura do GMed (-10.02%; ES = -0.82) e maior espessura do TFL (+18.44%; ES = +0.92) e do FIB (+14.23%; ES = +0.87); (2) menor ativação do TA durante o agachamento unipodal (-59,38%; ES = -1.29); (3) menor ativação do GMed durante o salto vertical unipodal (-28.70%; ES = -1.35) e (4) maior ativação do GMed durante o teste isométrico de abdução de quadril (+34.40%; ES = +0.77). IVD durante o agachamento unipodal foi explicado pela ativação do VL durante a tarefa somente no GC, enquanto a espessura do TA no GC e o torque de eversores do pé no SDPF explicou o IVD durante o salto vertical unipodal. Com base em nossos resultados, as mulheres com SDPF apresentaram alterações neuromusculares significativas nas articulações do quadril e tornozelo/pé. No entanto, apenas fatores distais explicaram o IVD no grupo SDPF. / Patellofemoral pain syndrome (PFPS) is the most common diagnoses in physically active populations. PFPS is related with lower limbs poor alignment during weight-bearing tasks, causing higher patellofemoral joint stress and pain. This poor alignment is related with an increase of ipsilateral trunk lean, hip adduction, knee abduction and greater tibial internal rotation during dynamic activities such as single-leg squat, running, jumping, and stepping tasks. Anatomical and biomechanical factors are related with unwanted changes around the patellofemoral joint, such as lower knee extension strength, delayed onset of vastus medialis activation relative to vastus lateralis and quadriceps muscle atrophy (knee joint muscles intrinsic changes). Recently, hip (proximal), ankle and foot (distal) changes have been proposed as PFPS contributing factors. However, the evidences about lower limb muscle activation and morphology changes, mainly in proximal and distal factors, are scarce. This thesis aimed to create clinical subgroups based in lower limb neuromuscular changes and determine if some neuromuscular outcome explained kinematics during single-leg tasks. After displaying the reasons to perform this study (Chapter I), in Chapter II we aimed to verify neuromuscular changes (muscle activation and muscle morphology) related to proximal and distal factors in PFPS through a systematic review. Medline (via PubMed), Scielo, Scopus, PEDro, Cochrane Central, Embase and ScienceDirect databases were searched until April 2018 only for retrospective studies evaluating muscle activation or muscle morphology parameters of trunk, hip and ankle/foot joints. Two independent reviewers assessed each paper for inclusion and quality. Twenty retrospective studies were identified (PFPS, n=319; CG, n=329). Three studies investigated muscles around trunk and ankle/foot joints. Fifteen studies investigated muscles around the hip joint. Evidences were inconclusive about transversus abdominis/internal oblique (TrA/IO) activation in PFPS during high-speed activities. Gluteus medius (GMed), gluteus maximus (GMax), bíceps femoris (BF) and semitendinous (ST) activation level, activation duration and activation onset were inconclusive in the included studies. No differences were observed in gastrocnemius lateralis (GL), gastrocnemius medialis (GM), soleus (SOL), tibialis anterior (TA) and fibularis (FIB) muscle activation. Only one included study evaluated muscle morphology parameters, without changes in the GMed and GMax muscle thickness and echo intensity. Based in the lack of evidences about muscle activation changes in PFPS patients’ muscles around hip, ankle and foot joints during dynamic tasks, and in the fact that a single study evaluated muscle morphology outcomes (GMed), we proposed an original article (Chapter III) that aimed to compare lower limb neuromuscular parameters and frontal plane kinematics during single-leg tasks in women with PFPS, and determine if some neuromuscular outcome explained dynamic valgus index (DVI) during tasks. Fifteen PFPS women and fifteen healthy age-matched women (control group - CG) were compared with the following tests: (1) functional questionnaire; (2) hip (GMed and tensor fasciae latae - TFL), knee (VL and VM) and ankle/foot (TA and FIB) muscle thickness; (3) DVI and muscle activation during single-leg squat and vertical jump; (4) maximal isometric torque for hip abduction, knee extension and foot eversion/inversion; and (5) muscle activation during isometric and functional tests. A multiple- 7 stepwise regression analysis was used to test if neuromuscular outcomes explained DVI during single-leg tasks. Effect sizes (ES) were used to determine the magnitude of between-groups differences. Compared to the CG, PFPS showed: (1) smaller GMed (-10.02%; ES = -0.82) and greater TFL (+18.44%; ES = +0.92) and FIB muscle thickness (+14.23%; ES = +0.87); (2) lower TA muscle activation during single-leg squat (-59,38%; ES = -1.29); (3) lower GMed muscle activation during single-leg jump (-28.70%; ES = -1.35) and (4) greater GMed muscle activation during hip abduction isometric test (+34.40%; ES = +0.77). DVI during single-leg squat was explained by VL activation during this task only in CG, whereas lower TA muscle thickness in the CG and higher foot eversion torque in PFPS explained DVI during single-leg vertical jump. Based in our results, females with PFPS showed significant neuromuscular changes at the hip and ankle/foot joints. However, only distal factors explained DVI in the PFPS group.

O exercício excêntrico tem sido utilizado na prevenção/reabilitação de lesões e em programas de treinamento de força para melhorar o condicionamento físico de indivíduos saudáveis. O entendimento das adaptações causadas pelo treinamento excêntrico nos músculos flexores plantares se justifica: 1) pela importância desta musculatura na manutenção de posturas e no ciclo da marcha; 2) pela alta incidência de lesões do tendão de Aquiles; e 3) pelo uso sistemático deste tipo de treinamento em programas de prevenção e reabilitação do tríceps sural. Assim, a presente tese de doutorado busca verificar os efeitos do treinamento excêntrico nas propriedades neuromecânicas e morfológicas dos músculos flexores plantares. No capítulo I foram compiladas informações acerca das adaptações neuromusculares dos flexores plantares e do tendão de Aquiles de indivíduos saudáveis submetidos à programas de treinamento excêntrico. Os estudos encontrados indicam que o treinamento excêntrico pode aumentar a produção de força e ativação muscular, especialmente em testes excêntricos. No entanto, resultados conflitantes e lacunas identificadas na literatura motivaram a realização de dois estudos originais. Os objetivos dos estudos originais foram: 1) determinar a temporalidade das adaptações na ativação e massa muscular de flexores plantares, bem como sua contribuição para os ganhos de força em contrações excêntricas, isométricas e concêntricas ao longo do programa de treinamento (Capítulo II); e 2) avaliar os efeitos de 12 semanas de treinamento excêntrico nas propriedades morfológicas, mecânicas e materiais do tendão de Aquiles de indivíduos saudáveis (Capítulo III). Vinte participantes do sexo masculino realizaram um programa de treinamento excêntrico isocinético (duas vezes por semana, 3-5 séries de 10 repetições máximas). As avaliações das propriedades neuromecânicas e morfológicas dos flexores plantares foram realizadas a cada quatro semanas. Ao final de 12 semanas, o programa de treinamento excêntrico aumentou a produção de torque máximo excêntrico, isométrico e concêntrico; aumentou a atividade eletromiográfica máxima excêntrica e isométrica; e aumentou a espessura muscular. Além disso, os ângulos do pico de torque excêntrico e concêntrico foram deslocados para posições em que os músculos estavam mais alongados. O torque máximo e a espessura muscular aumentaram progressivamente até a oitava semana de treinamento. A ativação neural durante contrações excêntricas e isométricas aumentou após quatro semanas de treino e permaneceu constante até o final do treinamento, enquanto que a ativação neural durante contrações concêntricas permaneceu inalterada durante todo o período de treinamento. Além disso, houve aumento da área de secção transversa, da rigidez e do módulo de Young do tendão de Aquiles. Os incrementos na rigidez e no módulo de Young foram observados após quatro semanas de treinamento, enquanto que o aumento significativo da área de secção transversa tendínea ocorreu após oito semanas de treinamento. Quando tomados em conjunto, estes resultados nos possibilitam entender de que forma as adaptações neuromecânicas e morfológicas dos flexores plantares ocorrem. O aumento da força isométrica e excêntrica nas primeiras quatro semanas de treinamento parece ocorrer devido a adaptações neurais, musculares e tendíneas. No entanto, após maiores períodos de treinamento (i.e. acima de quatro semanas), o aumento da força ocorre devido a incrementos na massa muscular e na rigidez tendínea. Além disso, a ausência de adaptações neurais evidencia que os ganhos de força concêntrica podem estar relacionados apenas com adaptações musculares e tendíneas. / Eccentric exercises are commonly used in prevention, rehabilitation and conditioning training programs. Understanding the adaptations caused by eccentric training on the plantar flexor muscles is justified by: 1) the importance of these muscles in maintaining posture and during gait cycle; 2) the high incidence of Achilles tendon injuries; and 3) the systematic use of this type of training in triceps surae prevention and rehabilitation programs. Thus, the present PhD thesis aims to verify the effects of eccentric training in neuromechanical and morphological properties of the plantar flexor muscles. Chapter I compiled information about the neuromuscular adaptations of the plantar flexors and Achilles tendon of healthy subjects undergoing eccentric training programs. The studies found indicate that eccentric training can increase the production of muscle strength and muscle activation, especially in eccentric tests. The studies found indicate that eccentric training can increase muscle strength and muscle activation, especially in eccentric tests. The purposes of the original studies were: 1) to determine the adaptations time course in plantar flexors activation and muscle mass, as well as their contribution to the strength gains in eccentric, isometric and concentric contractions during the training program (Chapter II); and 2) to evaluate the effects of 12 weeks of eccentric training on Achilles tendon morphological, mechanical and material properties in healthy subjects (Chapter III). Twenty male subjects performed an eccentric isokinetic training program (twice a week, 3-5 sets of 10 maximal repetitions). Plantar flexor neuromechanical and morphological evaluations were performed every 4 weeks. The 12-week training program led to increases in maximum eccentric, isometric and concentric torques; maximum eccentric and isometric electromyographic activity; and muscle thickness. The angles of peak torque in eccentric and concentric tests were shifted towards longer muscle lengths. Maximum torque and muscle thickness increased progressively until the 8th training week. Eccentric and isometric activation increased up to the 4th training week and remained constant until the 12th training week, while no change was found in concentric activation. In addition, Achilles tendon cross-sectional area, stiffness and Young's modulus were increased. The increases in stiffness and Young's modulus were observed after four weeks of training, while the significant increase in tendon cross-sectional area occurred after eight weeks of training. Taken together, these results allow us to understand how the neuromechanical and morphologic adaptations occur in the plantar flexors muscles subjected to a 12-week eccentric training program. The increase in isometric and eccentric strength in the first four weeks of training seems to be related to neural, morphological and tendinous adaptations. However, after longer training periods (i.e. up to four weeks), the strength increase is due to increases in muscle mass and tendon stiffness. Moreover, the absence of evidence in terms of neural adaptations during concentric contractions suggest that the concentric strength gains seem to be related only with muscle and tendon adaptations.

Introdução: A Doença de Parkinson (DP) é uma desordem neurodegenerativa, progressiva, patologicamente caracterizada pela perda neuronal de dopamina na via nigro-estriatal e pela presença de inclusões intraneuronais de corpos de Lewy. De etiologia desconhecida é consensualmente aceita como uma doença multifatorial com determinantes genéticos, ambientais e relacionados ao envelhecimento. Constitui-se na segunda doença neurodegenerativa mais comum em idosos. Caracteriza-se clinicamente pela tríade tremor, rigidez e bradicinesia. Juntam-se a esses sinais clássicos as alterações posturais, que levam a DP a ser considerada fator de risco independente para quedas. Apesar disso, a avaliação da estabilidade postural na DP ainda permanece imprecisa e com tratamento difícil. Objetivos e métodos: O principal foco desta dissertação é a compreensão dos mecanismos envolvidos nas alterações do equilíbrio na DP. Neste sentido realizamos uma avaliação da atividade elétrica muscular através da Eletromiografia (EMG) de superfície durante a realização do Pull Test (PT), em português teste de retropulsão. Padrões de latência e amplitude de ativação dos músculos tibial anterior, gastrocnêmio e bíceps femoral foram comparados durante a realização do PT entre pacientes com DP e indivíduos hígidos. Os padrões neurofisiológicos dos pacientes com DP foram comparados com escores no PT, tendência a quedas e administração de levodopa (períodos on e off). Resultados e conclusões: Foram encontradas diferenças significantes na atividade muscular entre DP e controles durante PT. Pacientes com DP apresentaram uma menor latência de ativação muscular. Além disso, após uma repetição em sequência de 10 PT, indivíduos controles apresentaram aumento progressivo das latências, sugerindo habituação. Já os pacientes com DP mantiveram uma latência de ativação constante, ou seja não apresentaram habituação. Não foram observadas diferenças relevantes de atividade muscular entre os DPs com PT positivo e negativo, entre caidores e não caidores e após a ingestão de Levodopa o que sugere a interferência de outros fatores relacionados à estabilidade postural, que levam a quedas na DP, em virtude da natureza heterogênea desses eventos. / Background: Parkinson's disease (PD) is a neurodegenerative disorder, progressive, pathologically characterized by neuronal loss of dopamine in the nigrostriatal pathway and the presence of intraneuronal inclusions of Lewy bodies. Of unknown etiology is widely accepted as a multifactorial disease with genetical, environmental and aging determinants. It constitutes the second most common neurodegenerative disease in the elderly. It is clinically characterized by a triad of tremor, rigidity and bradykinesia. Besides these classic signs we can add postural changes, leading PD to be considered an independent risk factor to falls. Despite this, the assessment of postural stability in PD remains unclear and difficult to treat. Objective and Methods: The main focus of this dissertation is understanding the mechanisms involved in balance disorders in PD. We undertook an assessment of muscle electrical activity through surface electromyography (EMG) while performing a Pull Test (PT). Patterns of latency and amplitude of muscle activation of the tibialis anterior, gastrocnemius and biceps femoris muscles were compared during the course of PT between PD patients and healthy individuals. Neurophysiological patterns of PD patients were compared with scores on the PT, the tendency to fall and administration of levodopa (on and off periods). Results and Conclusion: Significant differences were found in muscle activity between PD and controls during PT. PD patients had a lower latency of muscle activation. Furthermore, after a repetition in sequence of 10 PT, control subjects showed a progressive increase in latency, suggesting habituation. Patients with PD a latency of activation remained constant or showed no habituation. However, there were no significant differences in muscle activity between the PDs with positive and negative PT, between fallers and non fallers and after administration of L-dopa suggesting the influence of other factors related to postural stability, leading to falls in PD, due to the heterogeneous nature of these events.

Estudos anteriores têm relatado um decremento na capacidade de produção de força com a idade. Mudanças estruturais e funcionais nos músculos esqueléticos tal como a sarcopenia (perda de massa muscular), diminuição da ativação das unidades motoras, co-contração aumentada da musculatura antagonista, diminuição da tensão da fibra muscular e rigidez do tendão são referidos para explicar a funcionalidade motora reduzida em indivíduos idosos. Este estudo objetivou investigar as mudanças ligadas à idade na produção de torque voluntário isométrico e isocinético (TVM), como também as respostas eletromiográficas (EMG). Hipotetizamos, como conseqüências do envelhecimento: a) uma redução da capacidade de produção de TVM; b) deslocamento da curva torque-ângulo (para a esquerda) na direção de menores comprimentos musculares; c) deslocamento da curva torque-velocidade (para a esquerda) na direção de menores velocidades; d) que uma menor ativação muscular seria observada. Quarenta indivíduos saudáveis, do gênero masculino, divididos igual e randomizadamente em quatro grupos (15-30; 31-45; 46-60 e 61-75 anos), participaram neste estudo como sujeitos, aos quais foram solicitados produzir torques máximos de extensão de joelho em um dinamômetro isocinético (Byodex®) em diferentes ângulos (15º; 30º;45º; 60º; 75º; 90º e 105º) e velocidades (60º/s; 120º/s; 180º/s; 240º/s; 300º/s e 360º/s) Sinais da EMG dos músculos da coxa, como vasto lateral, reto femoral e vasto medial foram simultaneamente registrados. O nível de atividade física foi avaliado pelo IPAQforma curta (International questionnaire of physical activity ). Valores de TVM, valores RMS do sinal EMG e nível de atividade física foram usados como medidas dependentes. Os resultados demonstraram uma diminuição no TVM com a idade. Particularmente, menores valores de TVM foram encontrados durante as maiores velocidades em condições isocinéticas. Nenhuma mudança foi observada nas curvas torque-ângulo e torque-velocidade e nenhuma mudança ligada à idade foram encontradas nas respostas da EMG. Concluímos que a idade afeta a produção de TVM, particularmente em maiores velocidades. Além disso, os resultados permitemnos apontar que os altos níveis de atividade física e demandas funcionais possam explicar a similaridade encontrada nas respostas EMG entre os diferentes grupos. / Previous studies have reported a decrease in force production ability with age. Structural and functional changes on the skeletal muscles such as sarcopenia (loss of muscle mass), decreased ability of motor unit firing, increased co-activation of antagonist muscle, decreased muscle fiber tension and tendon’s rigidity are taken into account for the reduced motor functionality in elderly individuals. This study aimed to investigate age-related changes of maximum voluntary isometric and isokinetic torque production (MVT), as well as electromyography (EMG) responses. We hypothesized that as consequence of aging: a) a reduced ability of MVT production; b) a torque/angle curve displacement (left side) towards the lowers muscle lengths; c) a torque/velocity curve displacement (left side) towards smaller velocities; d) and decreased muscle activation will be observed. Forty healthy male individuals, evenly and randomly divided in four age groups (15–30; 31– 35; 45– 60; 60–75 years old), participated in this study as subjects. The subjects were asked to produce maximum knee extension torques on the isokinetic dynamometer (Cybex ®) in different angles (15º; 30º; 45º; 60º; 75º; 90º and 105º) and velocities (60º/s; 120º/s; 180º/s; 240º/s; 300º/s and 360º/s) EMG signals from the upper leg muscles such as, vatsus lateralis, rectus femoris, vastus medialis, were simultaneously recorded. The level of physical activity was evaluated by the QIAF–short form (International questionnaire of physical activity). MVT values, RMS values from EMG signals and level of physical activity were used as dependent measures. The results showed a decrease in MVT with age. Particularly, lower values of MVT were found during higher velocities under isokinetic condition. No changes were observed for torque/angle and torque/velocity curves and no age-related changes were found on the EMG responses. We conclude that aging affects MVT production, particularly during high velocities. In addition, the results allowed us to point out that higher levels of physical activity and functional demand, showed by the older groups, could explain the similarities found on EMG responses among the different age groups.

O objetivo do presente estudo foi analisar os efeitos de um treinamento de 12 semanas do Método Pilates (MP) no solo sobre variáveis fisiológicas e biomecânicas da corrida em duas velocidades diferentes. A amostra foi dividida aleatoriamente em dois grupos, sendo 16 para o grupo controle (GC) e 16 para o grupo Pilates (GP). O GC realizou um treinamento de 12 semanas de corrida, enquanto o GP realizou o treinamento de corrida combinado com o treinamento do MP, este realizado em dias alternados. Previamente ao início do treinamento, os sujeitos foram familiarizados com procedimentos e equipamentos. Para análise de desempenho em prova, realizou-se uma prova de 5 quilômetros em pista antes do início do treinamento e após o seu término. Em uma sessão específica de testes foram mensurados o custo metabólico (Cmet) e ativação eletromiográfica nas fases de pré-ativação, fase de apoio e fase de balanço da passada referentes aos músculos obliquus internus abdominis (OI), obliquus externus abdominis (OE), gluteus medius (GM), longissimus (LO), latissimus dorsi (LA), biceps femoris (BF) e vastus lateralis (VA) durante a corrida em esteira nas velocidades de 10km.h-1 e 12km.h- 1. Os dados eletromiográficos foram normalizados através da amplitude isométrica máxima do sinal eletromiográfico obtido em teste específico para cada músculo. As fases de movimento foram definidas através da filmagem de forma sincronizada à coleta EMG no último minuto de cada estágio de corrida. Para a análise entre os grupos, no período prétreinamento, utilizou-se ANOVA one-way. Em caso de distribuição não-paramétrica foi utilizado o teste de Mann-Whitney. As comparações referentes às variáveis de desempenho de corrida, metabólicas, ativação muscular e caracterização da amostra, entre os fatores tempo e grupo, foram realizadas através do modelo de Equações de Estimativas Generalizadas (GEE). Como resultados, em relação ao tempo de 5km, tanto o GC (25,33 ± 0,58 min; 24,61 ± 0,52min. p=0,006) quanto o GP (25,65 ± 0,44 min; 23,23 ± 0,40min. p<0,001) apresentaram uma redução após o treinamento e GP foi significativamente mais rápido (p=0,039) comparado ao GC. Em relação a variável Cmet em 12km.h-1, as análises apresentaram uma melhora significativa quando comparados pré- e pós-treinamento para os dois grupos, e GP (4,33 ±0,07J.kg-1.m-1) teve melhores respostas comparado a GC (4,71±0,11J.kg-1.m-1) no pós-treinamento. O GP apresentou uma menor ativação comparado ao GC na fase de apoio para OI, LO, GM (p<0,05) e na fase de balanço para OE, OI, LO, GM após o treinamento. Entretanto, os músculos BF, VA e LA não apresentaram diferenças entre os grupos. Conclui-se o GP apresentou melhoras significativamente maiores comparadas ao GC no pós-treinamento para tempo de 5km e Cmet12. O GP apresentou redução no percentual de ativação muscular para OI, OE, LO e GM no pós-treinamento e foi menor do que GC evidenciando que um treinamento de corrida associado a um treinamento de MP pode proporcionar uma maior economia de corrida, através de uma menor demanda muscular o que parece influenciar o desempenho em provas de 5km. / The aim of this study was to analyze the effects of a 12-week training of Pilates Method (MP) in the physiological and biomechanical variables of running at two different speeds. The sample was randomly divided into two groups, 16 subjects for the control group (CG) and 16 subjects for the Pilates group (GP). GC held a 12 weeks of a running training program while the GP performed the running training program combined with Pilates training on alternate days. Prior to the start of training, subjects performed a familiarization session with procedures and equipment. For performance evaluation, a five kilometers running test on track was performed before and after the training period. In a specific test session, metabolic cost (Cmet) and EMG activation in the pre-activation, support and swing phase were obtained for obliquus internus abdominis (OI), obliquus externus abdominis (OE), gluteus medius (GM), longissimus (LO), latissimus dorsi (LA), biceps femoris (BF) and vastus lateralis (VA) muscles during treadmill running at speeds of 10km.h-1 and 12km.h-1. The electromyographic data were normalized by maximum isometric amplitude of the electromyographic signal obtained in specifics tests for each muscle. Motion phases were determined through a synchronized shooting during the EMG collection, wich was obtained in the last minute of each of the two running stages. For statistical analysis between groups in the pre-training period one-way ANOVA was performed. In the case of nonparametric data distribution the Mann-Whitney test was applied. Comparisons related to running performance, metabolic variables, muscle activation and characterization of the sample, among the factors time and group, were performed using the Generalized Estimation Equation Model (GEE). Regarding to the 5km performance, both the GC (25.33 ± 0.58 min;. 24.61 ± 0,52min p = 0.006) and the GP (25.65 ± 0.44 min; 23.23 ± 0, 40min. p <0.001) showed a reduction after the training program and GP was significantly faster (p = 0.039) compared to the GC. For the Cmet12 the analysis showed a significant improvement when compared pre- and post-training in both groups. Also,GP (4.33 ± 0.07) had better responses than GC (4.71 ± 0.11 ) in the post-training period. Futhermore, GP had a lower activation compared to the CG in the stance phase for OI, LO, GM (p <0.05) and in the swing phase for OE, OI, LO, GM in post-training period. The BF muscle, VA and LA did not differ between groups. In Conclusion, the GP showed significantly greater improvements compared to the GC in post-training for 5km performance and Cmet12 . Also, GP showed a reduction in the percentage of muscle activation to OI, OE, LO and GM in the post-training and was smaller than GC, showing that a running training associated with a Pilates training program can provide greater running economy through a smaller muscular demand which seems to influence performance in 5km performance test.

Introdução. O músculo esquelético se adapta a diferentes estímulos externos. Estas adaptações podem ser intrínsecas, bem como neurais, alterando a capacidade de produção de força. Portanto, é de se esperar que diferentes modalidades esportivas (ciclismo e triathlon), possuam diferentes adaptações intrínsecas e neuromusculares durante o ciclo de pedalada. O objetivo deste estudo foi investigar possíveis mudanças causadas pelo treinamento do ciclismo e do triathlon na arquitetura muscular, unidade músculo tendão, ativação muscular e suas possíveis consequências na capacidade de produção de força no pedal durante o ciclo de pedalada. Ainda, que efeitos o nível da carga de trabalho causa nas estruturas neuromusculares e capacidade de produção de força no pedal. Artigo I. A arquitetura muscular de ciclistas e triatletas não parece ter sido determinada. O presente estudo compara a arquitetura muscular, unidade músculo tendão, ativação muscular e forças no pedal entre ciclistas, triatletas e não-atletas ao longo do ciclo da pedalada. Os sujeitos realizaram um teste incremental para determinar a potência máxima. Forças no pedal, ativação muscular, cinemática articular e arquitetura muscular foram registradas na potência máxima correspondente a primeira sessão na cadência de 90 rpm. O maior ângulo de penação e menor comprimento de fascículo foram encontrados em ciclistas e triatletas, comparados a não-atletas (p < 0,05). Triatletas apresentam maior ativação do reto femoral que ciclistas e não-atletas (p < 0,05); e ciclistas tem maior ativação, comparados a não-atletas (p < 0,05). Triatletas e nãoatletas apresentam maior ativação do sóleo que ciclistas (p < 0,05) nos primeiros 90° do ciclo de pedalada, enquanto ciclistas ativam mais o sóleo que triatletas e não-atletas (p < 0,05) dos 90° aos 180° do ciclo de pedalada. Triatletas aplicam maior força resultante no pedal comparados a não-atletas no segundo quadrante, enquanto que no quarto quadrante não-atletas apresentam maior força resultante no pedal que ciclistas e triatletas (p < 0,05). O índice de efetividade é maior em ciclistas e triatletas, comparados a não atletas (p < 0,05). Ciclitas e triatletas são semelhantes na arquitetura muscular e forças no pedal, mas apresentam menor comprimento de fascículo e maior ângulo de penação, além de melhor eficiência das forças aplicadas ao pedal em relação a nãoatletas. Artigo II. Os efeitos da carga de trabalho na arquitetura muscular de ciclistas e triatletas ainda necessitam de melhores esclarecimentos. O objetivo deste estudo foi comparar a arquitetura muscular, unidade musculo-tendão, ativação muscular e forças no pedal em ciclistas, triatletas e não-atletas em diferentes níveis de carga de trabalho durante a fase propulsiva do ciclo de pedalada. Os participantes realizaram teste incremental para determinar o nível da carga de trabalho (máxima potência e potências correspondentes ao primeiro e segundo limiares ventilatórios). Forças no pedal, ativação muscular, cinemática articular e arquitetura muscular foram registrados um dia após a determinação dos respectivos níveis de carga de trabalho. Maior ângulo de penação e menor do comprimento de fascículo foram encontrados em ciclistas e triatletas, comparados a não-atletas (p < 0,05). A arquitetura muscular e a unidade músculotendão não sofreram alterações com o nível da carga de trabalho (p > 0,05). Ciclistas tem menor ativação do músculo vasto medial, comparados a triatletas e maior ativação do músculo sóleo comparados a triatletas e não-atletas (p < 0,05). Os músculos vasto medial, reto femoral, bíceps femoral e sóleo são mais ativados da com o incremento do nível da carga de trabalho (p < 0,05), sem alterações nos músculos tibial anterior e gastrocnêmio medial (p > 0,05). A força resultante e o índice de efetividade não diferem entre os grupos (p > 0,05). O incremento do nível da carga de trabalho aumenta a força resultante (p < 0,05) sem alterações no índice de efetividade (p > 0,05). Ciclistas e triatletas tem arquitetura muscular similar, mas diferem de não-atletas. O incremento da carga de trabalho, provoca aumento a ativação muscular e a força resultante. / Introduction. Skeletal muscle adapts to different external stimuli, and this adaptation can lead to intrinsic and neural changes, altering the capacity of the force produced. Therefore it is expected that different sports (cycling and triathlon) have different intrinsic and neuromuscular adaptations during crank cycle. Therefore, the objective of this study is to investigate possible changes caused to sports training (cycling and triathlon) in muscle architecture, muscle-tendon unit, muscle activation and its consequences in capacity of pedal force production in crank cycle. Furthermore, it is aimed at determining the effects of different effort levels on the muscle structures neural activation and pedal force mentioned above. Article I. Muscle architecture of cyclists and triathletes during pedaling is unknown. Our study compared muscle architecture, muscle-tendon unit and activation, and pedal forces of cyclists, triathletes and non-athletes during a complete crank cycle. Participants performed an incremental test to determine maximal power output. Pedal forces, muscle activation, joint kinematics and muscle architecture were recorded at maximal power output and 90 rpm of cadence. Increased pennation angle and shorter fascicle length were found for cyclists and triathletes compared to non-athletes (p < 0.05). Higher activation of rectus femoris for triathletes than cyclists and non-athletes (p < 0.05); and for cyclists compared to non-athletes were observed (p < 0.05). Triathletes and non-athletes had higher activation of soleus than cyclists (p < 0.05). Cyclists had higher soleus activation than triathletes and non-athletes (p < 0.05). Triathletes applied greater resultant force on the pedal compared to non-athletes in second quarter while non-athletes presented higher resultant force than triathletes and cyclists in fourth quarter (p < 0.05). The index of effectiveness was higher for the athletes compared to non-athletes (p < 0.05). Cyclists and triathletes were similar in terms of muscle architecture and pedal forces but presented increased in pennation angle and shorter fascicle length for cyclists and triathletes compared to non-athletes and better efficiency of the forces applied to the pedal in relation to non-athletes. Article II. Effects of workload level in cyclists and triathletes’ muscle architecture during pedalling is unknown. Our goal was to compare muscle architecture, muscletendon unit and activation, and pedal forces of cyclists, triathletes and non-athletes at different workload levels during the propulsive phase of the crank cycle. Participants performed an incremental test to determine workload level (maximal power output and power output of the first and second ventilatory thresholds). Pedal forces, muscle activation, joint kinematics and muscle architecture were recorded at pre-set workload level. Increased pennation angle and shorter fascicle length were found for cyclists and triathletes compared to non-athletes (p < 0.05). Muscle architecture and muscle-tendon unit length were not affected by workload level (p > 0.05). Cyclists achieved lower activation of vastus medialis compared to triathletes, and higher activation of soleus compared to triathletes and non-athletes (p < 0.05). Vastus medialis, rectus femoris, biceps femoris and soleus activations were increased at higher workload level for all groups (p < 0.05) without changes for tibialis anterior and gastrocnemius medialis (p > 0,05). Resultant force and effectiveness index did not differ for between groups (p > 0. 05). Higher workload level increased resultant force (p < 0.05) without changes in index of effectiveness (p > 0.05). Cyclists and triathletes were similar for muscle architecture but differed to non-athletes. Higher workload level increased muscle activation and resultant force.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2006. / Submitted by mariana castro (nanacastro0107@hotmail.com) on 2009-12-01T19:16:56Z No. of bitstreams: 1 tese Wilson Henrique Veneziano - eng eletrica.pdf: 6826947 bytes, checksum: 60507809db546d0f1f8cb14afe1f61b6 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2009-12-03T13:15:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tese Wilson Henrique Veneziano - eng eletrica.pdf: 6826947 bytes, checksum: 60507809db546d0f1f8cb14afe1f61b6 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-12-03T13:15:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese Wilson Henrique Veneziano - eng eletrica.pdf: 6826947 bytes, checksum: 60507809db546d0f1f8cb14afe1f61b6 (MD5) Previous issue date: 2006-04-24 / Nesta tese de doutorado em Engenharia Elétrica foram desenvolvidas metodologias para a aquisição, o processamento e a interpretação de sinais eletromiográficos (EMG) de superfície em ambientes subaquáticos. Também se estudou o efeito do ambiente aquático sobre as variáveis eletromiográficas. Quatro experimentos contemplando os músculos abdutor curto do polegar e bíceps braquial foram realizados em ambientes aéreo e subaquático. No primeiro experimento, foi avaliada a repetibilidade de um protocolo envolvendo contrações isométricas do abdutor curto do polegar, tendo o resultado mostrado uma boa repetibilidade do processo de captação e processamento do EMG. Esse protocolo foi utilizado no segundo experimento, cujo objetivo foi o de avaliar se existem diferenças nas variáveis do sinal de EMG (amplitude e parâmetros espectrais) medido no ar e na água. Não foram encontradas diferenças estatisticamente significativas. Em um terceiro experimento, o sinal de EMG do bíceps braquial foi medido nos ambientes aéreo e subaquático, tanto em situação de imersão somente do membro superior como de imersão do corpo até a altura da vértebra C7. Foram encontradas diferenças significativas entre os ambientes; entretanto, o resultado foi o oposto quando uma pulseira especial compensadora do empuxo foi utilizada no ambiente subaquático. Ou seja, o experimento mostrou que ocorre diferença na amplitude do sinal de EMG em água somente quando não são compensadas as forças de empuxo e de arrasto. Um quarto experimento contemplou contrações dinâmicas do bíceps braquial, em ambientes aéreo e subaquático. Concluiu-se que, desde que compensados os fatores perturbadores (forças de empuxo e de arrasto e temperatura da água), o valor retificado médio, a freqüência média e a velocidade de condução das fibras musculares não apresentam diferença significativa quando o sinal é captado em um meio ou no outro. Outra contribuição é que os trabalhos desta tese de doutorado apresentam uma metodologia cuidadosa para a captação e o processamento de sinais eletromiográficos de superfície em ambientes subaquáticos. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this doctoral thesis in Electrical Engineering, methodologies for acquisition, processing and interpretation of the surface electromyographic (EMG) signals in underwater environments were developed. The effect of the aqueous environment on the electromyographic variables was studied as well. Four experiments involving both the abductor pollicis brevis and the biceps brachii muscles were performed in aerial and in underwater conditions. In the first experiment, the repeatability of a protocol involving isometric contractions of the abductor pollicis brevis muscle was evaluated, and the results showed that the protocol developed has a good repeatability. This protocol was used in the second experiment, whose goal was to evaluate if there are differences in the electromyographic variables (amplitude and spectral parameters) measure in air or underwater. The results showed no significant differences between the electromyographic variables in the two environments. In the third experiment, the electromyographic signal was measured in the biceps brachii, in both aerial and underwater environments for both total body immersion and only the immersion of the limb. The experiment showed significant differences between the electromyographic variables measured in the two environments. However, when the effect of the buoyancy force exerted by the water on the arm was compensated for, no significant differences were found. This experiment showed that decreases in EMG variables measured in water are just due to the buoyancy effects and that, once these effects are counteracted, there are no differences between the electromyographic variables measured in the two environments. In the fourth experiment the electromyographic signal was measured in the biceps brachii, during dynamic contractions, for both air and aqueous environments. Several electromyographic measurements (average rectified value, mean freque ncy and conduction velocity) were studied, and the results showed that, if the effects of water temperature and of buoyancy and dragging forces of the water are properly counteracted, then there are no significant differences in the electromyographic measurements. These results are important, since it settles the fact that there is no effect of water on the electromyographic signals other than the buoyancy and dragging forces. The work is also important because it presents different techniques for dealing with and for analyzing surface EMG signals measured in underwater environments.

O objetivo do presente estudo foi analisar os efeitos de um treinamento de 12 semanas do Método Pilates (MP) no solo sobre variáveis fisiológicas e biomecânicas da corrida em duas velocidades diferentes. A amostra foi dividida aleatoriamente em dois grupos, sendo 16 para o grupo controle (GC) e 16 para o grupo Pilates (GP). O GC realizou um treinamento de 12 semanas de corrida, enquanto o GP realizou o treinamento de corrida combinado com o treinamento do MP, este realizado em dias alternados. Previamente ao início do treinamento, os sujeitos foram familiarizados com procedimentos e equipamentos. Para análise de desempenho em prova, realizou-se uma prova de 5 quilômetros em pista antes do início do treinamento e após o seu término. Em uma sessão específica de testes foram mensurados o custo metabólico (Cmet) e ativação eletromiográfica nas fases de pré-ativação, fase de apoio e fase de balanço da passada referentes aos músculos obliquus internus abdominis (OI), obliquus externus abdominis (OE), gluteus medius (GM), longissimus (LO), latissimus dorsi (LA), biceps femoris (BF) e vastus lateralis (VA) durante a corrida em esteira nas velocidades de 10km.h-1 e 12km.h- 1. Os dados eletromiográficos foram normalizados através da amplitude isométrica máxima do sinal eletromiográfico obtido em teste específico para cada músculo. As fases de movimento foram definidas através da filmagem de forma sincronizada à coleta EMG no último minuto de cada estágio de corrida. Para a análise entre os grupos, no período prétreinamento, utilizou-se ANOVA one-way. Em caso de distribuição não-paramétrica foi utilizado o teste de Mann-Whitney. As comparações referentes às variáveis de desempenho de corrida, metabólicas, ativação muscular e caracterização da amostra, entre os fatores tempo e grupo, foram realizadas através do modelo de Equações de Estimativas Generalizadas (GEE). Como resultados, em relação ao tempo de 5km, tanto o GC (25,33 ± 0,58 min; 24,61 ± 0,52min. p=0,006) quanto o GP (25,65 ± 0,44 min; 23,23 ± 0,40min. p<0,001) apresentaram uma redução após o treinamento e GP foi significativamente mais rápido (p=0,039) comparado ao GC. Em relação a variável Cmet em 12km.h-1, as análises apresentaram uma melhora significativa quando comparados pré- e pós-treinamento para os dois grupos, e GP (4,33 ±0,07J.kg-1.m-1) teve melhores respostas comparado a GC (4,71±0,11J.kg-1.m-1) no pós-treinamento. O GP apresentou uma menor ativação comparado ao GC na fase de apoio para OI, LO, GM (p<0,05) e na fase de balanço para OE, OI, LO, GM após o treinamento. Entretanto, os músculos BF, VA e LA não apresentaram diferenças entre os grupos. Conclui-se o GP apresentou melhoras significativamente maiores comparadas ao GC no pós-treinamento para tempo de 5km e Cmet12. O GP apresentou redução no percentual de ativação muscular para OI, OE, LO e GM no pós-treinamento e foi menor do que GC evidenciando que um treinamento de corrida associado a um treinamento de MP pode proporcionar uma maior economia de corrida, através de uma menor demanda muscular o que parece influenciar o desempenho em provas de 5km. / The aim of this study was to analyze the effects of a 12-week training of Pilates Method (MP) in the physiological and biomechanical variables of running at two different speeds. The sample was randomly divided into two groups, 16 subjects for the control group (CG) and 16 subjects for the Pilates group (GP). GC held a 12 weeks of a running training program while the GP performed the running training program combined with Pilates training on alternate days. Prior to the start of training, subjects performed a familiarization session with procedures and equipment. For performance evaluation, a five kilometers running test on track was performed before and after the training period. In a specific test session, metabolic cost (Cmet) and EMG activation in the pre-activation, support and swing phase were obtained for obliquus internus abdominis (OI), obliquus externus abdominis (OE), gluteus medius (GM), longissimus (LO), latissimus dorsi (LA), biceps femoris (BF) and vastus lateralis (VA) muscles during treadmill running at speeds of 10km.h-1 and 12km.h-1. The electromyographic data were normalized by maximum isometric amplitude of the electromyographic signal obtained in specifics tests for each muscle. Motion phases were determined through a synchronized shooting during the EMG collection, wich was obtained in the last minute of each of the two running stages. For statistical analysis between groups in the pre-training period one-way ANOVA was performed. In the case of nonparametric data distribution the Mann-Whitney test was applied. Comparisons related to running performance, metabolic variables, muscle activation and characterization of the sample, among the factors time and group, were performed using the Generalized Estimation Equation Model (GEE). Regarding to the 5km performance, both the GC (25.33 ± 0.58 min;. 24.61 ± 0,52min p = 0.006) and the GP (25.65 ± 0.44 min; 23.23 ± 0, 40min. p <0.001) showed a reduction after the training program and GP was significantly faster (p = 0.039) compared to the GC. For the Cmet12 the analysis showed a significant improvement when compared pre- and post-training in both groups. Also,GP (4.33 ± 0.07) had better responses than GC (4.71 ± 0.11 ) in the post-training period. Futhermore, GP had a lower activation compared to the CG in the stance phase for OI, LO, GM (p <0.05) and in the swing phase for OE, OI, LO, GM in post-training period. The BF muscle, VA and LA did not differ between groups. In Conclusion, the GP showed significantly greater improvements compared to the GC in post-training for 5km performance and Cmet12 . Also, GP showed a reduction in the percentage of muscle activation to OI, OE, LO and GM in the post-training and was smaller than GC, showing that a running training associated with a Pilates training program can provide greater running economy through a smaller muscular demand which seems to influence performance in 5km performance test.