The tibialis anterior (TA) muscle plays a vital role in human movement such as walking and running. Overuse of TA during these movements leads to an increased susceptibility of injuries e.g. chronic exertional compartment syndrome. TA activation has been shown to be affected by increases in exercise, age, and the external environment (i.e. incline and footwear). Because activation parameters of TA change with condition, it leads to the interpretation that force changes occur too. However,activation is only an approximate indicator of force output of a muscle. Therefore, the overall aim of this thesis was to investigate the parameters affecting accurate measure of TA force, leading to development of a subject-specific EMG-driven model, which takes into consideration specific methodological issues. The first study investigated the reasons why the tendon excursion and geometric method differ so vastly in terms of estimation of TA moment arm. Tendon length changes during the tendon excursion method, and location of the TA line of action and irregularities between talus and foot rotations during the geometric method, were found to affect the accuracy of TA moment arm measurement. A novel, more valid, method was proposed. The second study investigated the errors associated with methods used to account for plantar flexor antagonist co-contraction. A new approach was presented and shown to be, at worse, equivalent to current methods, but allows for accounting throughout the complete range of motion. The final study utilised the outputs from studies one and two to directly measure TA force in vivo. This was used to develop, and validate, an EMG-driven TA force model. Less error was found in the accuracy of estimating TA force when the contractile component length changes were modelled using the ankle, as opposed to the muscle. Overall, these findings increase our understanding of not only the mechanics associated with TA and the ankle, but also improves our ability to accurately monitor these.

Muscle strength capabilities are a determinant in the ability to successfully accomplish everyday tasks. As such, the quantification of this aspect of human performance is of interest in many settings. Currently, the validity of muscle strength test results is reliant on the notion that during testing, the participant exerted an effort that is sincere, and that consisted of maximal voluntary contractions. Therefore, the ability to differentiate between maximal and non maximal muscular exertions is of importance. The purpose of this dissertation was to develop and validate probability-based decision rules for differentiating between maximal and non-maximal voluntary exertions of the knee and shoulder joint musculature during isokinetic dynamometry-based testing. For development of the decision rules, healthy participants performed a series of maximal and non-maximal exertions at different testing velocities through a prescribed range of motion. Two different theory-based approaches were subsequently used for decision rule development: the first approach was based on expected better consistency in strength waveform shapes and relative magnitudes during performance of maximal efforts in comparison to non-maximal efforts. The second approach was based on the known force-velocity dependency in skeletal muscles. In terms of discriminatory performance, several of the decision rules pertaining to the knee joint markedly improve upon those previously reported. In addition, a separate investigation demonstrated that the decision rules offer excellent discriminatory performance when applied to test results of participants that have undergone surgical reconstruction of their anterior cruciate ligament. As such, clinicians and researchers may be able to ascertain voluntary maximal effort production during isokinetic testing of the knee joint musculature with a high degree of confidence, and thus be able to rely on such scores for decision-making purposes With regards to the shoulder musculature decision rules, several methodological issues related to test positioning and signal processing need to be addressed prior to consideration of their use in the clinical domain. / Thesis (Ph.D, Kinesiology & Health Studies) -- Queen's University, 2013-06-19 01:12:53.454

<p>Bol je subjektivno, neprijatno opažanje i osećaj. Čovek često oseća bol u delu tela koji<br />je znatno udaljen od mesta nastanka bola. U istraživanju je primenjena transverzalna<br />metoda, jednokratnog merenja. Ispitivanjem je obuhvaćeno 136 ispitanika, aktivnih<br />fudbalera, starosti 18-35 (20.49&plusmn;3.73) godina. Sva merenja su vr&scaron;ena od 2006. do<br />2016.godine. Ispitanici su ispunili anketu o postojanju bola u leđima, pre samog<br />početka testiranja, gde su intenzitet bolnosti subjektivno procenili Rolandovom skalom<br />bola). Celokupan uzorak je stratifikovan proporcionalnom tehnikom u pet grupa na<br />osnovu subjektivnog osećaja bola u leđima. Multivarijantnom metodom varijanse<br />utvrđivane su razlike na generalnom sistemu uzorkovanih varijabli, prilikom čega je<br />ustanovljeno da postoji statistički značajna razlika između navedenih grupa ispitanika<br />podeljenih na osnovu subjektivnog osećaja bola u leđima u izokinetičkim varijablama<br />koje su uzete u obzir ovim istraživanjem dok su Univarijantnom analizom varijanse<br />utvrđene razlike u pojedinačnim varijablama. Iz navedenih empirijskih saznanja i<br />relevantnih podataka iz stručne literature dobija se uvid u faktore koji utiču na bolno<br />stanje određene regije, disfunkciju i slabost pojedinih mi&scaron;ićnih grupa, uticaj pojedinih<br />mi&scaron;ićnih grupa na druge, kao i poremećaj u kinetičkom lancu lokomotornog aparata<br />kod fudbalera. Samo istraživanje ukazuju na značaj i potrebu da se standardizuju<br />protokoli i konstrui&scaron;u odgovarajući algoritmi za komparativnu sistematizaciju varijabli<br />dobijenih specifičnim ispitivanjima izokinetičkom dinamometrijom kod ispitanika koji<br />se bave timskim sportom sa loptom (fudbal, kosarka, rukomet i dr). Dobijeni podaci<br />poslužiće jednim delom kao deo monitoringa sportskog treninga, kao i efekata<br />različitih trenažnih protokola na parametre mi&scaron;ićne snage kod fudbalera. Sportskomedicinski značaj na polju testiranja parametara mi&scaron;ićne snage izokinetičkom<br />dinamometrijom se ogleda u prevenciji sportskih povreda ili u brzoj i efikasnoj<br />dijagnostici i terapiji istih, &scaron;to značajno utiče na ekonomski aspekt, s obzirom da je<br />profesionalni sport postao visoko komercijalizovan.</p> / <p>Pain is a subjective, uncomfortable perception and feeling. Human often feels<br />pain in the part of the body that is significantly away from the place of origin of pain.<br />The transversal method was performed during study, with a one-time measurement.<br />The study included 136 subjects, active players, ages 18-35 (20:49 &plusmn; 3.73) years. All<br />measurements were carried out from 2006 to 2016. Before the start of the test,<br />examinee completed the survey on the existence of back pain, where the intensity of<br />the pain was subjectively assessed according to Roland pain scale. The entire sample was stratified by proportional technique into five groups, based on the subjective experience of back pain. Multivariate variance method for detection of differences in the general system of sampled variables, during which it was established that there is a statistically significant difference between the groups of examinee, who were divided on the basis of subjective experience of back pain of the isokinetic variables that are taken into account in this study while the univariate analysis of variance determined differences in the individual variables. From the empirical findings above and relevant information from technical literature, an insight was obtained into the factors that influence the painful condition of a particular region, dysfunction and weakness of certain muscle groups, the impact of certain muscle groups on others, as well as the disruption in the kinetic chain of the locomotor apparatus. The research highlights the importance of and the need to standardize protocols and construct appropriate algorithms for comparative systematization of variables obtained by isokinetic dynamometry specific trials in subjects who are engaged in team sports with a ball (football, basketball, handball, etc.). The data will serve partially as part of the monitoring of sports training, as well as the effects of various parameters of training protocols on muscle strength in football. Sports and medical significance in the field of testing parameters with isokinetic muscle strength dynamometry is reflected in the prevention of sports injuries or in the quick and efficient diagnosis and treatment of the same, which significantly affects the economic aspect, considering that professional sport has become highly commercialized.</p>

Desde seu desenvolvimento na década de 60, a fototerapia têm sido utilizada no tratamento de diversas condições patológicas, havendo um considerável corpo de evidências acerca de sua ação regenerativa, analgésica e anti-inflamatória. Tais efeitos terapêuticos podem ser explicados pela capacidade que a energia luminosa possui de ser absorvida pelos tecidos e estimular ou inibir processos intracelulares. Estudos recentes têm apresentado resultados promissores desta terapia também sobre a redução da fadiga e do dano muscular induzido pelo exercício. A fadiga muscular é um fenômeno multifacetado caracterizado por uma progressiva redução da capacidade de produção de força do músculo. O dano muscular, causado principalmente pelas ações excêntricas do exercício, é caracterizado pela desorganização da estrutura microscópica do músculo e redução da capacidade contrátil deste tecido. Assim, o objetivo do presente trabalho foi verificar o efeito da fototerapia aplicada imediatamente antes do exercício sobre: (1) a fadiga muscular de extensores de joelho submetidos a exercício isocinético concêntrico; (2) o dano muscular de extensores de joelho submetidos a exercício isocinético excêntrico. No primeiro estudo, 17 homens saudáveis e fisicamente ativos participaram de um desenho experimental cruzado no qual foram submetidos a 30 repetições concêntricas máximas de flexo-extensão do joelho, precedidas de tratamento com fototerapia ou placebo. A fototerapia foi aplicada através de um equipamento de light emitting diodes therapy (LEDT) composto por 35 diodos infravermelhos de 850 nm e 34 diodos vermelhos de 660 nm. O tratamento foi realizado em três pontos do quadríceps com aplicação de uma dose total de 125,1 J. Mensurações da função muscular dos extensores de joelho foram realizadas antes e imediatamente após o exercício através de contrações voluntárias máximas (CVM) de extensores de joelho a 60º de flexão da articulação. Como resultado, observou-se que os voluntários apresentaram um decréscimo de torque significativamente menor quando tratados com fototerapia em comparação ao tratamento placebo. No segundo estudo, 36 homens saudáveis e fisicamente ativos foram randomizados em grupo fototerapia (n=18) e grupo placebo (n=18), e submetidos a cinco séries de 15 contrações excêntricas máximas de extensores de joelho. Avaliações de dor muscular e níveis séricos das enzimas lactato desidrogenase (LDH) e creatina kinase (CK) foram mensuradas pré-exercício, 24 e 48 horas pós-exercício. Avaliações da função muscular (CVM de extensores de joelho) foram realizadas pré-exercício, imediatamente após, 24 e 48 horas após o exercício. Um equipamento de low level laser therapy (LLLT) composto por cinco diodos infravermelhos de 810 nm foi utilizado para aplicar o tratamento em seis pontos do quadríceps e transmitir uma dose total de 180 J. Como resultado, observou-se que o grupo fototerapia apresentou: (1) menores incrementos de LDH 48 horas após o exercício; (2) menores incrementos de CK 24 e 48 horas após o exercício; e (3) menor decréscimo do torque de extensores de joelho imediatamente após, 24 e 48 horas após o exercício, em comparação ao grupo placebo. Os achados destes estudos permitem concluir que o tratamento com fototerapia foi capaz de atenuar os efeitos da fadiga e do dano muscular induzidos por exercício em dinamômetro isocinético. / Since its development in the 60’s, phototherapy has been used in the treatment of several pathological conditions, with a considerable body of evidence with respect to its regenerative, analgesic and anti-inflammatory action. These therapeutic effects may be explained by the capacity that the light energy has of being absorbed by soft tissues and stimulate or inhibit intracellular processes. Recent studies have also shown promising results regarding the reduction of muscle fatigue and exercise induced muscle damage. Muscle fatigue is a multifaceted phenomenon characterized by a progressive reduction in muscle force production capacity. Muscle damage, mainly caused by eccentric exercise, is characterized by the microscopic disorganization of muscle structure and reduction of the contractile capacity of this tissue. Thus, the purpose of this study was to verify the effect of phototherapy applied immediately before exercise on: (1) knee extensors muscle fatigue after isokinetic concentric exercise; (2) knee extensor muscle damage after isokinetic eccentric exercise. In the first study 17 healthy and physically active male subjects participated of a cross-over design trial. Subjects were subjected to 30 maximal concentric repetitions of knee flexion-extension, preceded by placebo or phototherapy treatment. Phototherapy was applied with a light emitting diodes therapy (LEDT) equipment composed by 35 infrared diodes of 850 nm wavelength and 34 red diodes of 660 nm. Treatment was applied in three different points of the quadriceps muscle with a total dose of 125.1 J. Measurements of knee extensor muscle function were obtained before and immediately after exercise by maximal voluntary contractions (MVC) at a knee angle of 60º of joint flexion. Subjects showed a significant smaller decrease in torque when treated with phototherapy compared to placebo treatment. On the second study, 36 healthy and physically active male subjects were randomized into a phototherapy (n=18) and a placebo (n=18) group, and subjected to five series of 15 maximal knee extensor eccentric contractions. Measurements of pain and serum levels of lactate dehydrogenase (LDH) and creatine kinase (CK) enzymes were obtained pre-exercise, 24 and 48 hours postexercise. Evaluations of muscle function (knee extensor MVC) were obtained preexercise, immediately after, and 24 and 48 hours after exercise. A low level laser therapy (LLLT) equipment composed by five infrared diodes of 810 nm wavelength was used to apply the treatment on six different points of the quadriceps muscle with a total dose of 180 J. The phototherapy group showed: (1) smaller increments of LDH 48 hours after exercise; (2) smaller increments of CK 24 and 48 hours after exercise; and (3) smaller decrease on knee extensor torque immediately after, 24 and 48 hours after exercise compared to the placebo group. These findings allow us to conclude that the phototherapy treatment was able to attenuate the effects of fatigue and muscle damage induced by isokinetic exercise.

A maturação biológica tem demonstrado efeito positivo sobre os valores absolutos de consumo máximo de oxigênio (VO2max), limiares ventilatórios (LV1 e LV2) e torque muscular (TM) durante o crescimento, mas não está totalmente elucidado se este efeito é resultado apenas do aumento do tamanho corporal, da metodologia de normalização ou da melhora de fatores qualitativos do sistema cardiorrespiratório e muscular. Assim, conduzimos dois estudos com o objetivo de verificar o efeito da maturação biológica sobre: (1°) VO2max, LV2 e LV1; (2º) TM e arquitetura muscular. No primeiro estudo, 79 jogadores de futebol classificados em três grupos de acordo com seu estágio maturacional, pré-púberes (PREP, n=14), púberes (PUB, n=38) e pós-púberes (POSP, n=27) realizaram um teste progressivo máximo em esteira para determinarmos o VO2max, LV2 e LV1. Os resultados demonstraram que o volume muscular estimado total (VMT) foi considerado a melhor variável de normalização e evidenciou que os valores de VO2max ml.ml-0,43.min-1 foram significativamente maiores nos grupos POSP (112,9±9,9) e PUB (107,4±9,5) em relação ao grupo PREP (100,0±7,8), com a maturação biológica apresentando efeito positivo de 18%. O LV2 (ml.ml-0,48.min-1) apresentou diferença significativa apenas entre os grupos POSP (57,3±5,7) e PREP (51,7±5,3), mas a maturação biológica não apresentou efeito significativo sobre essa variável. O LV1 (ml.ml-0,43.min-1) não apresentou diferenças significativas entre os grupos, mas a maturação biológica apresentou efeito positivo de 5,7%. No segundo estudo, 34 jogadores de futebol classificados em dois grupos de acordo com seu estágio maturacional, PUB (n=15) e POSP (n= 19) realizaram uma dinamometria isocinética para mensurarmos o TM máximo conjuntamente com uma ultrasonografia para determinarmos as variáveis de arquitetura muscular. Os resultados demonstraram que não existiam diferenças significativas (p>0,05) para o TM isométrico, concêntrico e excêntrico para as 18 contrações musculares testadas entre os grupos quando foram devidamente normalizados por expoentes alométricos específicos referentes à massa corporal (MC), além disso, a maturação biológica não demonstrou efeito consistente e independente das variáveis de arquitetura muscular. A espessura muscular (EM), comprimento do fascículo (CF), CF normalizado (CFn), ângulo de penação (AP) e a área de secção transversa (AST) não apresentaram difeferenças significativas entre os grupos (p>0,05), enquanto que, diferenças significativas foram estabelecidas para o comprimento da coxa e volume muscular estimado dos extensores do joelho (VM). As variáveis de arquitetura muscular demonstram ser variáveis explicativas do TM (10-36%). Os resultados dos dois estudos permitem concluir que a maturação biológica apresentou efeito positivo sobre o VO2max e LV1, mas não apresentou efeito consistente e independente das variáveis de aquitetura muscular para o TM isométrico, concêntrico e excêntrico quando os dados foram devidamente normalizados por expoentes alométricos referentes ao VMT no primeiro estudo e por expoentes alométricos específicos referente a MC no segundo estudo, demonstrando que a normalização é um fator chave para compreendermos os efeitos da maturação biológica sobre as variáveis mensuradas. / The biological maturation show a positive effect on the maximal oxygen uptake (VO2max) values, ventilatory threshold (VT1 and VT2) and muscle torque (T) during growth, however it is not completely elucidated if these effects happen only related the body size increased, the methodology standardization or the qualitative factors improvement of the cardiorespiratory and muscular system. Thus, we conducted two studies to determinate the biological maturation effect on: (1) VO2max, VT2 and VT1; (2) T and muscle architecture. Seventy-nine soccer players, placed in three groups according to their maturational stage, pre-pubescent (PREP, n=14), pubescent (PUB, n=38) and post-pubescent (POSP, n=27), participated in the first study. They performed a progressive maximal treadmill test to determine the VO2max, VT2 and VT1. The estimated total muscle volume (TMV) was considered the greater variable standardization, beside the VO2max ml.ml-0.43.min-1 values were significantly higher in groups POSP (112.9 ± 9. 9) and PUB (107.4 ± 9.5) comparing with PREP group (100.0 ± 7.8), even though the positive effect of 18% of the biological maturation. There was difference in VT2 (ml.ml-0.48.min-1) between POSP (57.3 ± 5.7) and PREP (51.7 ± 5.3) groups; however the biological maturation did not show significant effect on this variable. The VT1 (ml.ml-0.43.min-1) showed no significant differences between groups, but there was a positive effect of 5.7% in the biological maturation. In the second study, 34 soccer players were placed in two groups according to their pubertal stage, PUB (n=15) and POSP (n=19). An isokinetic dynamometry was performed to measure the maximum T and an ultrasound was used to determine the muscle architecture variables. No differences (p>0.05) were found in T isometric, concentric and eccentric contractions between the groups when these variables were properly normalized by specific allometric exponents related to body mass (BM). Additionally, biological maturation there was no consistent and independent effect of variables muscle architecture on T. The muscle thickness (MT), fascicle length (Lf), Lf normalized (Lfn), pennation angle (θp) and cross-sectional area (CSA) show no significant differences between the groups (p>0.05). Significant differences were established for the thigh muscle length and estimated knee extensors volume (MV) and muscle architecture variables were considered explanatory variables of T (10-36%). Both studies results showed that the biological maturity had a positive effect on VO2max and VT1, but there were no consistent and independent effect of the muscle architecture variables in isometric, concentric and eccentric T when these variables were properly normalized using allometric exponents related to TVM in the first study and using a specific allometric exponents related to BM in the second. These results demonstrate that the standardization is a key factor to understand the biological maturation effects on the measured variables.

A operação para aumento de glúteos com implantes teve início no fim da década de 1960, entretanto a técnica intramuscular, considerada padrão atualmente, foi descrita cerca de 30 anos depois. Cirurgiões e pacientes apresentam crescente interesse na realização do aumento de glúteos haja vista que sua frequência apresenta aumento nos últimos anos. A utilização de implantes intramusculares que superam o volume do músculo em mais de cinquenta por cento configura uma situação nova que deve ser estudada. O tecido muscular estriado esquelético apresenta grande suscetibilidade para atrofia secundariamente à compressão, e sendo o glúteo máximo um músculo importante na manutenção da postura ereta, deambulação, corrida e salto, é necessário pesquisar possíveis alterações musculares decorrentes da operação. O objetivo deste estudo é avaliar o volume e força do músculo glúteo máximo ao longo de 12 meses após a introdução de implantes intramusculares, o posicionamento destes implantes no interior da musculatura e mudanças antropométricas obtidas com a operação. Foram selecionadas 48 mulheres, 24 candidatas a gluteoplastia de aumento com implantes compuseram o grupo de estudo e 24 candidatas a mamoplastia de aumento compuseram o grupo controle de acordo com os critérios de inclusão e exclusão. As pacientes foram avaliadas em quatro momentos diferentes: pré-operatório e após três, seis e 12 meses da operação. Em todas as etapas foi realizada avaliação clínica nutricional, tomografia computadorizada com reconstrução 3D e teste isocinético. Todas as pacientes permaneceram afastadas de atividades físicas durante três meses após a operação. Foram utilizados implantes glúteos em gel coesivo de base oval e superfície lisa com volumes de 350 cm3 e 400 cm3. O nível de significância estatística foi mantido em 5%. As pacientes candidatas a gluteoplastia apresentaram valores da relação entre as medidas da cintura e do quadril maiores que aquelas do grupo controle. A operação de aumento glúteo com implantes demonstrou eficácia na melhora desta relação. Os implantes apresentaram posição obliqua com inclinação semelhante à das fibras musculares após três meses da operação, independente da posição em que foram inseridos. As pacientes do grupo de estudo apresentaram atrofia muscular após 12 meses em 6,14% à esquerda e 6,43% à direita, as pacientes do grupo controle não apresentaram atrofia. A força muscular apresentou redução do valor de torque máximo durante a flexão do quadril a 30 /s em ambos os grupos e aumento do torque máximo durante a adução a 60 /s apenas no grupo de estudo. Concluímos que a introdução de implante de silicone no interior do músculo glúteo máximo causa atrofia muscular após 12 meses. As variações na força deste músculo nesse período não podem ser atribuídas primariamente à operação ou à presença dos implantes em seu interior. Os implantes permaneceram em posição obliqua. O aumento de glúteos com implantes gera mudanças antropométricas nas mulheres submetidas a esta operação. / The gluteal augmentation surgery using implants began in the late 1960s, however intramuscular technique, which is considered standard today, was described about 30 years later. Plastic surgeons and patients have increased interest in gluteal augmentation given the fact that the operation has been more frequently in recent years. The use of intramuscular implants that overcomes the muscle volume in more than fifty percent configures a new situation that should be studied. The skeletal muscle tissue shows high susceptibility to atrophy secondary to compression, and the gluteus maximus is an important muscle in the maintenance of erect posture, walking, running and jumping, it is necessary to investigate possible muscle changes resulting from the operation. The objective of this study is to assess the volume and strength of the gluteus maximus muscle during 12 months after the introduction of the implants, the position of these implants within the muscles and anthropometric changes obtained with the operation. 48 women were selected, 24 candidates for gluteal augmentation composed the study group and 24 candidates for breast augmentation composed the control group according to the criteria of inclusion and exclusion. The patients were evaluated at four different moments: pre-operatively and after three, six and 12 months of the operation. At all stages of the study, was carried out nutritional evaluation, CT with 3D reconstruction and isokinetic testing. All patients remained away from physical activities for three months after the operation. Cohesive gel, oval base and smooth surface gluteal implants were used with volumes of 350 cm3 and 400 cm3. The level of statistical significance was 5%. The patients who were candidates for gluteoplasty presented bigger waist to hip ratio than those of the control group. The operation of gluteal augmentation using implants has shown to be effective in improving this ratio. The implants showed similar oblique position of the muscle fibers after three months of operation, regardless of the position in which they were placed. The patients in the study group had muscle atrophy after 12 months, 6.14% 6.43% left and right, the control patients showed no atrophy. Muscle strength decreased the maximum torque during hip flexion at 30 /s in both groups and increased maximum torque during the adduction at 60 /s only in the study group. We conclude that the introduction of silicone implant within the gluteus maximus muscle causes muscle atrophy after 12 months. Variations in the strength of this muscle during this period cannot be attributed primarily to the operation or the presence of implants. The implants remained in oblique position. The gluteal augmentation surgery generates anthropometric changes in women who have undergone this operation.

Desde seu desenvolvimento na década de 60, a fototerapia têm sido utilizada no tratamento de diversas condições patológicas, havendo um considerável corpo de evidências acerca de sua ação regenerativa, analgésica e anti-inflamatória. Tais efeitos terapêuticos podem ser explicados pela capacidade que a energia luminosa possui de ser absorvida pelos tecidos e estimular ou inibir processos intracelulares. Estudos recentes têm apresentado resultados promissores desta terapia também sobre a redução da fadiga e do dano muscular induzido pelo exercício. A fadiga muscular é um fenômeno multifacetado caracterizado por uma progressiva redução da capacidade de produção de força do músculo. O dano muscular, causado principalmente pelas ações excêntricas do exercício, é caracterizado pela desorganização da estrutura microscópica do músculo e redução da capacidade contrátil deste tecido. Assim, o objetivo do presente trabalho foi verificar o efeito da fototerapia aplicada imediatamente antes do exercício sobre: (1) a fadiga muscular de extensores de joelho submetidos a exercício isocinético concêntrico; (2) o dano muscular de extensores de joelho submetidos a exercício isocinético excêntrico. No primeiro estudo, 17 homens saudáveis e fisicamente ativos participaram de um desenho experimental cruzado no qual foram submetidos a 30 repetições concêntricas máximas de flexo-extensão do joelho, precedidas de tratamento com fototerapia ou placebo. A fototerapia foi aplicada através de um equipamento de light emitting diodes therapy (LEDT) composto por 35 diodos infravermelhos de 850 nm e 34 diodos vermelhos de 660 nm. O tratamento foi realizado em três pontos do quadríceps com aplicação de uma dose total de 125,1 J. Mensurações da função muscular dos extensores de joelho foram realizadas antes e imediatamente após o exercício através de contrações voluntárias máximas (CVM) de extensores de joelho a 60º de flexão da articulação. Como resultado, observou-se que os voluntários apresentaram um decréscimo de torque significativamente menor quando tratados com fototerapia em comparação ao tratamento placebo. No segundo estudo, 36 homens saudáveis e fisicamente ativos foram randomizados em grupo fototerapia (n=18) e grupo placebo (n=18), e submetidos a cinco séries de 15 contrações excêntricas máximas de extensores de joelho. Avaliações de dor muscular e níveis séricos das enzimas lactato desidrogenase (LDH) e creatina kinase (CK) foram mensuradas pré-exercício, 24 e 48 horas pós-exercício. Avaliações da função muscular (CVM de extensores de joelho) foram realizadas pré-exercício, imediatamente após, 24 e 48 horas após o exercício. Um equipamento de low level laser therapy (LLLT) composto por cinco diodos infravermelhos de 810 nm foi utilizado para aplicar o tratamento em seis pontos do quadríceps e transmitir uma dose total de 180 J. Como resultado, observou-se que o grupo fototerapia apresentou: (1) menores incrementos de LDH 48 horas após o exercício; (2) menores incrementos de CK 24 e 48 horas após o exercício; e (3) menor decréscimo do torque de extensores de joelho imediatamente após, 24 e 48 horas após o exercício, em comparação ao grupo placebo. Os achados destes estudos permitem concluir que o tratamento com fototerapia foi capaz de atenuar os efeitos da fadiga e do dano muscular induzidos por exercício em dinamômetro isocinético. / Since its development in the 60’s, phototherapy has been used in the treatment of several pathological conditions, with a considerable body of evidence with respect to its regenerative, analgesic and anti-inflammatory action. These therapeutic effects may be explained by the capacity that the light energy has of being absorbed by soft tissues and stimulate or inhibit intracellular processes. Recent studies have also shown promising results regarding the reduction of muscle fatigue and exercise induced muscle damage. Muscle fatigue is a multifaceted phenomenon characterized by a progressive reduction in muscle force production capacity. Muscle damage, mainly caused by eccentric exercise, is characterized by the microscopic disorganization of muscle structure and reduction of the contractile capacity of this tissue. Thus, the purpose of this study was to verify the effect of phototherapy applied immediately before exercise on: (1) knee extensors muscle fatigue after isokinetic concentric exercise; (2) knee extensor muscle damage after isokinetic eccentric exercise. In the first study 17 healthy and physically active male subjects participated of a cross-over design trial. Subjects were subjected to 30 maximal concentric repetitions of knee flexion-extension, preceded by placebo or phototherapy treatment. Phototherapy was applied with a light emitting diodes therapy (LEDT) equipment composed by 35 infrared diodes of 850 nm wavelength and 34 red diodes of 660 nm. Treatment was applied in three different points of the quadriceps muscle with a total dose of 125.1 J. Measurements of knee extensor muscle function were obtained before and immediately after exercise by maximal voluntary contractions (MVC) at a knee angle of 60º of joint flexion. Subjects showed a significant smaller decrease in torque when treated with phototherapy compared to placebo treatment. On the second study, 36 healthy and physically active male subjects were randomized into a phototherapy (n=18) and a placebo (n=18) group, and subjected to five series of 15 maximal knee extensor eccentric contractions. Measurements of pain and serum levels of lactate dehydrogenase (LDH) and creatine kinase (CK) enzymes were obtained pre-exercise, 24 and 48 hours postexercise. Evaluations of muscle function (knee extensor MVC) were obtained preexercise, immediately after, and 24 and 48 hours after exercise. A low level laser therapy (LLLT) equipment composed by five infrared diodes of 810 nm wavelength was used to apply the treatment on six different points of the quadriceps muscle with a total dose of 180 J. The phototherapy group showed: (1) smaller increments of LDH 48 hours after exercise; (2) smaller increments of CK 24 and 48 hours after exercise; and (3) smaller decrease on knee extensor torque immediately after, 24 and 48 hours after exercise compared to the placebo group. These findings allow us to conclude that the phototherapy treatment was able to attenuate the effects of fatigue and muscle damage induced by isokinetic exercise.

Desde seu desenvolvimento na década de 60, a fototerapia têm sido utilizada no tratamento de diversas condições patológicas, havendo um considerável corpo de evidências acerca de sua ação regenerativa, analgésica e anti-inflamatória. Tais efeitos terapêuticos podem ser explicados pela capacidade que a energia luminosa possui de ser absorvida pelos tecidos e estimular ou inibir processos intracelulares. Estudos recentes têm apresentado resultados promissores desta terapia também sobre a redução da fadiga e do dano muscular induzido pelo exercício. A fadiga muscular é um fenômeno multifacetado caracterizado por uma progressiva redução da capacidade de produção de força do músculo. O dano muscular, causado principalmente pelas ações excêntricas do exercício, é caracterizado pela desorganização da estrutura microscópica do músculo e redução da capacidade contrátil deste tecido. Assim, o objetivo do presente trabalho foi verificar o efeito da fototerapia aplicada imediatamente antes do exercício sobre: (1) a fadiga muscular de extensores de joelho submetidos a exercício isocinético concêntrico; (2) o dano muscular de extensores de joelho submetidos a exercício isocinético excêntrico. No primeiro estudo, 17 homens saudáveis e fisicamente ativos participaram de um desenho experimental cruzado no qual foram submetidos a 30 repetições concêntricas máximas de flexo-extensão do joelho, precedidas de tratamento com fototerapia ou placebo. A fototerapia foi aplicada através de um equipamento de light emitting diodes therapy (LEDT) composto por 35 diodos infravermelhos de 850 nm e 34 diodos vermelhos de 660 nm. O tratamento foi realizado em três pontos do quadríceps com aplicação de uma dose total de 125,1 J. Mensurações da função muscular dos extensores de joelho foram realizadas antes e imediatamente após o exercício através de contrações voluntárias máximas (CVM) de extensores de joelho a 60º de flexão da articulação. Como resultado, observou-se que os voluntários apresentaram um decréscimo de torque significativamente menor quando tratados com fototerapia em comparação ao tratamento placebo. No segundo estudo, 36 homens saudáveis e fisicamente ativos foram randomizados em grupo fototerapia (n=18) e grupo placebo (n=18), e submetidos a cinco séries de 15 contrações excêntricas máximas de extensores de joelho. Avaliações de dor muscular e níveis séricos das enzimas lactato desidrogenase (LDH) e creatina kinase (CK) foram mensuradas pré-exercício, 24 e 48 horas pós-exercício. Avaliações da função muscular (CVM de extensores de joelho) foram realizadas pré-exercício, imediatamente após, 24 e 48 horas após o exercício. Um equipamento de low level laser therapy (LLLT) composto por cinco diodos infravermelhos de 810 nm foi utilizado para aplicar o tratamento em seis pontos do quadríceps e transmitir uma dose total de 180 J. Como resultado, observou-se que o grupo fototerapia apresentou: (1) menores incrementos de LDH 48 horas após o exercício; (2) menores incrementos de CK 24 e 48 horas após o exercício; e (3) menor decréscimo do torque de extensores de joelho imediatamente após, 24 e 48 horas após o exercício, em comparação ao grupo placebo. Os achados destes estudos permitem concluir que o tratamento com fototerapia foi capaz de atenuar os efeitos da fadiga e do dano muscular induzidos por exercício em dinamômetro isocinético. / Since its development in the 60’s, phototherapy has been used in the treatment of several pathological conditions, with a considerable body of evidence with respect to its regenerative, analgesic and anti-inflammatory action. These therapeutic effects may be explained by the capacity that the light energy has of being absorbed by soft tissues and stimulate or inhibit intracellular processes. Recent studies have also shown promising results regarding the reduction of muscle fatigue and exercise induced muscle damage. Muscle fatigue is a multifaceted phenomenon characterized by a progressive reduction in muscle force production capacity. Muscle damage, mainly caused by eccentric exercise, is characterized by the microscopic disorganization of muscle structure and reduction of the contractile capacity of this tissue. Thus, the purpose of this study was to verify the effect of phototherapy applied immediately before exercise on: (1) knee extensors muscle fatigue after isokinetic concentric exercise; (2) knee extensor muscle damage after isokinetic eccentric exercise. In the first study 17 healthy and physically active male subjects participated of a cross-over design trial. Subjects were subjected to 30 maximal concentric repetitions of knee flexion-extension, preceded by placebo or phototherapy treatment. Phototherapy was applied with a light emitting diodes therapy (LEDT) equipment composed by 35 infrared diodes of 850 nm wavelength and 34 red diodes of 660 nm. Treatment was applied in three different points of the quadriceps muscle with a total dose of 125.1 J. Measurements of knee extensor muscle function were obtained before and immediately after exercise by maximal voluntary contractions (MVC) at a knee angle of 60º of joint flexion. Subjects showed a significant smaller decrease in torque when treated with phototherapy compared to placebo treatment. On the second study, 36 healthy and physically active male subjects were randomized into a phototherapy (n=18) and a placebo (n=18) group, and subjected to five series of 15 maximal knee extensor eccentric contractions. Measurements of pain and serum levels of lactate dehydrogenase (LDH) and creatine kinase (CK) enzymes were obtained pre-exercise, 24 and 48 hours postexercise. Evaluations of muscle function (knee extensor MVC) were obtained preexercise, immediately after, and 24 and 48 hours after exercise. A low level laser therapy (LLLT) equipment composed by five infrared diodes of 810 nm wavelength was used to apply the treatment on six different points of the quadriceps muscle with a total dose of 180 J. The phototherapy group showed: (1) smaller increments of LDH 48 hours after exercise; (2) smaller increments of CK 24 and 48 hours after exercise; and (3) smaller decrease on knee extensor torque immediately after, 24 and 48 hours after exercise compared to the placebo group. These findings allow us to conclude that the phototherapy treatment was able to attenuate the effects of fatigue and muscle damage induced by isokinetic exercise.

A operação para aumento de glúteos com implantes teve início no fim da década de 1960, entretanto a técnica intramuscular, considerada padrão atualmente, foi descrita cerca de 30 anos depois. Cirurgiões e pacientes apresentam crescente interesse na realização do aumento de glúteos haja vista que sua frequência apresenta aumento nos últimos anos. A utilização de implantes intramusculares que superam o volume do músculo em mais de cinquenta por cento configura uma situação nova que deve ser estudada. O tecido muscular estriado esquelético apresenta grande suscetibilidade para atrofia secundariamente à compressão, e sendo o glúteo máximo um músculo importante na manutenção da postura ereta, deambulação, corrida e salto, é necessário pesquisar possíveis alterações musculares decorrentes da operação. O objetivo deste estudo é avaliar o volume e força do músculo glúteo máximo ao longo de 12 meses após a introdução de implantes intramusculares, o posicionamento destes implantes no interior da musculatura e mudanças antropométricas obtidas com a operação. Foram selecionadas 48 mulheres, 24 candidatas a gluteoplastia de aumento com implantes compuseram o grupo de estudo e 24 candidatas a mamoplastia de aumento compuseram o grupo controle de acordo com os critérios de inclusão e exclusão. As pacientes foram avaliadas em quatro momentos diferentes: pré-operatório e após três, seis e 12 meses da operação. Em todas as etapas foi realizada avaliação clínica nutricional, tomografia computadorizada com reconstrução 3D e teste isocinético. Todas as pacientes permaneceram afastadas de atividades físicas durante três meses após a operação. Foram utilizados implantes glúteos em gel coesivo de base oval e superfície lisa com volumes de 350 cm3 e 400 cm3. O nível de significância estatística foi mantido em 5%. As pacientes candidatas a gluteoplastia apresentaram valores da relação entre as medidas da cintura e do quadril maiores que aquelas do grupo controle. A operação de aumento glúteo com implantes demonstrou eficácia na melhora desta relação. Os implantes apresentaram posição obliqua com inclinação semelhante à das fibras musculares após três meses da operação, independente da posição em que foram inseridos. As pacientes do grupo de estudo apresentaram atrofia muscular após 12 meses em 6,14% à esquerda e 6,43% à direita, as pacientes do grupo controle não apresentaram atrofia. A força muscular apresentou redução do valor de torque máximo durante a flexão do quadril a 30 /s em ambos os grupos e aumento do torque máximo durante a adução a 60 /s apenas no grupo de estudo. Concluímos que a introdução de implante de silicone no interior do músculo glúteo máximo causa atrofia muscular após 12 meses. As variações na força deste músculo nesse período não podem ser atribuídas primariamente à operação ou à presença dos implantes em seu interior. Os implantes permaneceram em posição obliqua. O aumento de glúteos com implantes gera mudanças antropométricas nas mulheres submetidas a esta operação. / The gluteal augmentation surgery using implants began in the late 1960s, however intramuscular technique, which is considered standard today, was described about 30 years later. Plastic surgeons and patients have increased interest in gluteal augmentation given the fact that the operation has been more frequently in recent years. The use of intramuscular implants that overcomes the muscle volume in more than fifty percent configures a new situation that should be studied. The skeletal muscle tissue shows high susceptibility to atrophy secondary to compression, and the gluteus maximus is an important muscle in the maintenance of erect posture, walking, running and jumping, it is necessary to investigate possible muscle changes resulting from the operation. The objective of this study is to assess the volume and strength of the gluteus maximus muscle during 12 months after the introduction of the implants, the position of these implants within the muscles and anthropometric changes obtained with the operation. 48 women were selected, 24 candidates for gluteal augmentation composed the study group and 24 candidates for breast augmentation composed the control group according to the criteria of inclusion and exclusion. The patients were evaluated at four different moments: pre-operatively and after three, six and 12 months of the operation. At all stages of the study, was carried out nutritional evaluation, CT with 3D reconstruction and isokinetic testing. All patients remained away from physical activities for three months after the operation. Cohesive gel, oval base and smooth surface gluteal implants were used with volumes of 350 cm3 and 400 cm3. The level of statistical significance was 5%. The patients who were candidates for gluteoplasty presented bigger waist to hip ratio than those of the control group. The operation of gluteal augmentation using implants has shown to be effective in improving this ratio. The implants showed similar oblique position of the muscle fibers after three months of operation, regardless of the position in which they were placed. The patients in the study group had muscle atrophy after 12 months, 6.14% 6.43% left and right, the control patients showed no atrophy. Muscle strength decreased the maximum torque during hip flexion at 30 /s in both groups and increased maximum torque during the adduction at 60 /s only in the study group. We conclude that the introduction of silicone implant within the gluteus maximus muscle causes muscle atrophy after 12 months. Variations in the strength of this muscle during this period cannot be attributed primarily to the operation or the presence of implants. The implants remained in oblique position. The gluteal augmentation surgery generates anthropometric changes in women who have undergone this operation.

A maturação biológica tem demonstrado efeito positivo sobre os valores absolutos de consumo máximo de oxigênio (VO2max), limiares ventilatórios (LV1 e LV2) e torque muscular (TM) durante o crescimento, mas não está totalmente elucidado se este efeito é resultado apenas do aumento do tamanho corporal, da metodologia de normalização ou da melhora de fatores qualitativos do sistema cardiorrespiratório e muscular. Assim, conduzimos dois estudos com o objetivo de verificar o efeito da maturação biológica sobre: (1°) VO2max, LV2 e LV1; (2º) TM e arquitetura muscular. No primeiro estudo, 79 jogadores de futebol classificados em três grupos de acordo com seu estágio maturacional, pré-púberes (PREP, n=14), púberes (PUB, n=38) e pós-púberes (POSP, n=27) realizaram um teste progressivo máximo em esteira para determinarmos o VO2max, LV2 e LV1. Os resultados demonstraram que o volume muscular estimado total (VMT) foi considerado a melhor variável de normalização e evidenciou que os valores de VO2max ml.ml-0,43.min-1 foram significativamente maiores nos grupos POSP (112,9±9,9) e PUB (107,4±9,5) em relação ao grupo PREP (100,0±7,8), com a maturação biológica apresentando efeito positivo de 18%. O LV2 (ml.ml-0,48.min-1) apresentou diferença significativa apenas entre os grupos POSP (57,3±5,7) e PREP (51,7±5,3), mas a maturação biológica não apresentou efeito significativo sobre essa variável. O LV1 (ml.ml-0,43.min-1) não apresentou diferenças significativas entre os grupos, mas a maturação biológica apresentou efeito positivo de 5,7%. No segundo estudo, 34 jogadores de futebol classificados em dois grupos de acordo com seu estágio maturacional, PUB (n=15) e POSP (n= 19) realizaram uma dinamometria isocinética para mensurarmos o TM máximo conjuntamente com uma ultrasonografia para determinarmos as variáveis de arquitetura muscular. Os resultados demonstraram que não existiam diferenças significativas (p>0,05) para o TM isométrico, concêntrico e excêntrico para as 18 contrações musculares testadas entre os grupos quando foram devidamente normalizados por expoentes alométricos específicos referentes à massa corporal (MC), além disso, a maturação biológica não demonstrou efeito consistente e independente das variáveis de arquitetura muscular. A espessura muscular (EM), comprimento do fascículo (CF), CF normalizado (CFn), ângulo de penação (AP) e a área de secção transversa (AST) não apresentaram difeferenças significativas entre os grupos (p>0,05), enquanto que, diferenças significativas foram estabelecidas para o comprimento da coxa e volume muscular estimado dos extensores do joelho (VM). As variáveis de arquitetura muscular demonstram ser variáveis explicativas do TM (10-36%). Os resultados dos dois estudos permitem concluir que a maturação biológica apresentou efeito positivo sobre o VO2max e LV1, mas não apresentou efeito consistente e independente das variáveis de aquitetura muscular para o TM isométrico, concêntrico e excêntrico quando os dados foram devidamente normalizados por expoentes alométricos referentes ao VMT no primeiro estudo e por expoentes alométricos específicos referente a MC no segundo estudo, demonstrando que a normalização é um fator chave para compreendermos os efeitos da maturação biológica sobre as variáveis mensuradas. / The biological maturation show a positive effect on the maximal oxygen uptake (VO2max) values, ventilatory threshold (VT1 and VT2) and muscle torque (T) during growth, however it is not completely elucidated if these effects happen only related the body size increased, the methodology standardization or the qualitative factors improvement of the cardiorespiratory and muscular system. Thus, we conducted two studies to determinate the biological maturation effect on: (1) VO2max, VT2 and VT1; (2) T and muscle architecture. Seventy-nine soccer players, placed in three groups according to their maturational stage, pre-pubescent (PREP, n=14), pubescent (PUB, n=38) and post-pubescent (POSP, n=27), participated in the first study. They performed a progressive maximal treadmill test to determine the VO2max, VT2 and VT1. The estimated total muscle volume (TMV) was considered the greater variable standardization, beside the VO2max ml.ml-0.43.min-1 values were significantly higher in groups POSP (112.9 ± 9. 9) and PUB (107.4 ± 9.5) comparing with PREP group (100.0 ± 7.8), even though the positive effect of 18% of the biological maturation. There was difference in VT2 (ml.ml-0.48.min-1) between POSP (57.3 ± 5.7) and PREP (51.7 ± 5.3) groups; however the biological maturation did not show significant effect on this variable. The VT1 (ml.ml-0.43.min-1) showed no significant differences between groups, but there was a positive effect of 5.7% in the biological maturation. In the second study, 34 soccer players were placed in two groups according to their pubertal stage, PUB (n=15) and POSP (n=19). An isokinetic dynamometry was performed to measure the maximum T and an ultrasound was used to determine the muscle architecture variables. No differences (p>0.05) were found in T isometric, concentric and eccentric contractions between the groups when these variables were properly normalized by specific allometric exponents related to body mass (BM). Additionally, biological maturation there was no consistent and independent effect of variables muscle architecture on T. The muscle thickness (MT), fascicle length (Lf), Lf normalized (Lfn), pennation angle (θp) and cross-sectional area (CSA) show no significant differences between the groups (p>0.05). Significant differences were established for the thigh muscle length and estimated knee extensors volume (MV) and muscle architecture variables were considered explanatory variables of T (10-36%). Both studies results showed that the biological maturity had a positive effect on VO2max and VT1, but there were no consistent and independent effect of the muscle architecture variables in isometric, concentric and eccentric T when these variables were properly normalized using allometric exponents related to TVM in the first study and using a specific allometric exponents related to BM in the second. These results demonstrate that the standardization is a key factor to understand the biological maturation effects on the measured variables.