abstract: Humans moving in the environment must frequently change walking speed and direction to negotiate obstacles and maintain balance. Maneuverability and stability requirements account for a significant part of daily life. While constant-average-velocity (CAV) human locomotion in walking and running has been studied extensively unsteady locomotion has received far less attention. Although some studies have described the biomechanics and neurophysiology of maneuvers, the underlying mechanisms that humans employ to control unsteady running are still not clear. My dissertation research investigated some of the biomechanical and behavioral strategies used for stable unsteady locomotion. First, I studied the behavioral level control of human sagittal plane running. I tested whether humans could control running using strategies consistent with simple and independent control laws that have been successfully used to control monopod robots. I found that humans use strategies that are consistent with the distributed feedback control strategies used by bouncing robots. Humans changed leg force rather than stance duration to control center of mass (COM) height. Humans adjusted foot placement relative to a "neutral point" to change running speed increment between consecutive flight phases, i.e. a "pogo-stick" rather than a "unicycle" strategy was adopted to change running speed. Body pitch angle was correlated by hip moments if a proportional-derivative relationship with time lags corresponding to pre-programmed reaction (87 ± 19 ms) was assumed. To better understand the mechanisms of performing successful maneuvers, I studied the functions of joints in the lower extremities to control COM speed and height. I found that during stance, the hip functioned as a power generator to change speed. The ankle switched between roles as a damper and torsional spring to contributing both to speed and elevation changes. The knee facilitated both speed and elevation control by absorbing mechanical energy, although its contribution was less than hip or ankle. Finally, I studied human turning in the horizontal plane. I used a morphological perturbation (increased body rotational inertia) to elicit compensational strategies used to control sidestep cutting turns. Humans use changes to initial body angular speed and body pre-rotation to prevent changes in braking forces. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Kinesiology 2012

Na corrida humana, a demanda metabólica aumenta com o efeito da fadiga. A menor contribuição da energia elástica das unidades músculo-tendíneas, responsáveis pela propulsão, poderia explicar este fenômeno. O presente estudo analisou os efeitos da fadiga sobre parâmetros do bouncing elástico e sobre as assimetrias contato despregue assim como as implicações da mesma sobre o trabalho mecânico total em diferentes velocidades de corrida. Quatorze participantes corredores recreacionais (8 homens e 6 mulheres) correram em uma faixa de velocidades entre 9 e 14 km.h-1 antes e depois de realizar 60 segundos de saltos verticais máximos (protocolo de fadiga). As corridas foram registradas com uma câmera de vídeo e uma plataforma de força. O processamento dos dados foi realizado utilizando um programa elaborado em Labview versão 8.5. Para determinar os efeitos da fadiga e da velocidade foi utilizado teste ANOVA dois fatores. A mecânica da corrida com o efeito da fadiga apresentou diferenças significativas (p<0,05) tais como: menor trabalho mecânico externo e menor potência mecânica durante trabalho positivo. Esta redução pode ser atribuída à maior rigidez vertical presente na corrida com fadiga, o que diminui a deformação do corpo como um todo prejudicando o armazenamento de energia elástica. A redução da contribuição de energia elástica para o trabalho externo foi de 8%. Porém, as estratégias que determinam a escolha da frequência de passo na corrida, tanto para baixas quanto para velocidades intermediárias de corrida, foram preservadas com o efeito da fadiga. A assimetria contato despregue acentuou-se com fadiga devido à diminuição da fase de elevação balística do CM o que também explica o menor tempo aéreo com fadiga. Conclui-se que o mecanismo elástico da corrida foi prejudicado pela fadiga. / The metabolic cost of human running is increased in fatigued situation. The lower contribution of elastic energy from muscle-tendon units responsible for propulsion could be an explanation for this phenomenon. The main purpose of this study was to analyze the effects of fatigue on parameters of the elastic bouncing, landing take-off asymmetries and their implications for total mechanical work at different running speeds. Fourteen recreational runners (8 men and 6 women) ran at speeds ranging from 9 to 14 km.h-1 before and after a jumping test during 60 s (fatigue protocol). The runs were registered with a video camera and a force platform. A custom-built program, designed in Labview 8.5, was created to analyze the model parameters in the two situations. To determine the effects of fatigue a two-way ANOVA was used. The following differences in running mechanics were statistically significant (p<0.05): lower external mechanical work and mechanical power during push time. These reductions can be ascribed to greater vertical stiffness in the fatigued state, which reduces the whole body deformation impairing the elastic energy storage. However, factors that determine the choice of step frequency, both for low and intermediate running speeds were preserved on fatigued running. The landing take-off asymmetries were accentuated with fatigue due to decreased ballistic lift phase in which also explains the lower aereal time. In conclusion, the impairments on elastic mechanism and consequent adjusts on mechanics were caused by fatigued state in human running.

A literatura refere que os estímulos produzidos pelos diferentes tipos de contração no sistema músculo-esquelético geram adaptações específicas. A locomoção em aclive e declive vem sendo utilizada como modelo de treinamento concêntrico e excêntrico para estudos dessas adaptações em animais. Sendo assim este estudo teve o objetivo de avaliar características mecânicas e histológicas do músculo sóleo de ratos submetidos a treinamento em aclive ou declive. Foram avaliados 36 ratos Wistar machos (90 dias de idade no início do treinamento) divididos igualmente em três grupos: aclive (A), declive (D) e controle (C). Os treinamentos foram realizados em uma esteira adaptada com raias individuais e inclinação de + 16° (aclive) ou – 16° (declive). Os animais passaram por um período de adaptação de uma semana na esteira com a inclinação específica e, em seguida, foram avaliados quanto à velocidade máxima suportada. Os treinamentos aconteceram com velocidade (relativa à máxima avaliada) e tempo progressivos ao longo de oito semanas (29 sessões). Dois dias após o último treino os animais foram anestesiados com Tiopental Sódico (± 5 ml), os músculos sóleos direitos e esquerdos foram removidos e os animais decapitados. Os músculos sóleos da pata direita (n = 7C, 8A, 9D) foram submetidos a ensaios de tração em uma máquina EMIC DL2000, com célula de carga de 50 N a velocidade de 1,66 m·s-1. Durante o ensaio, as amostras foram borrifadas com solução salina a cada um minuto. Os músculos sóleos esquerdos foram retirados para contagem de sarcômeros (n = 4A, 4C e 5D) e análise na proteína titina por Western Blot (n = 4 por grupo). Foi verificada a normalidade e homogeneidade dos dados e a confiabilidade das medidas foi avaliada pelo coeficiente Alpha de Cronbach. Comportamentos individuais foram analisados pelo Coeficiente de Correlação Intraclasse (ICC); ANOVA one way e post hoc de Bonferroni e teste não paramétrico Kruskal-Walls foram aplicados para identificação das diferenças entre os grupos. Dos 36 animais, três morreram antes do final do experimento. Os coeficientes Alpha de Cronbach indicaram confiabilidade das medidas com valores próximos a um para todas as variáveis. Os dados mecânicos dos animais que treinaram em declive apresentaram menores valores de ICC, mesmo assim significativos. As comparações entre os grupos indicaram aumento significativo da rigidez da curva tensão X deformação para os animais treinados em aclive e declive, e maior deformação da curva para os animais controle. Foi encontrado aumento da média da tensão passiva dos músculos dos animais treinados (57 ± 5 e 56 ± 11 para A e D; 51,6 ± 7,7 para C), contudo essa diferença não foi estatisticamente significativa, possivelmente devido a grande variabilidade dos dados mecânicos. Em relação ao número de sarcômeros em série os animais que treinaram em declive apresentaram menores comprimentos de sarcômero (2,806 ± 0,059 μm) e maior número de sarcômeros em série (8170 ± 510) quando comparados aos grupos controle (3,06 ± 0,054 μm e 7510 ± 240) e aclive (2,990 ± 0,023 μm e 7390 ± 270). As demais variáveis analisadas não apresentaram diferenças entre os grupos. É possível concluir com este estudo que adaptações estruturais nem sempre acontecem em paralelo às adaptações funcionais, que o treinamento em declive parece produzir resultados com maiores variações e que os diferentes estímulos provocam diferentes adaptações no músculo sóleo de ratos. / The literature states that the stimulus produced by different types of contraction in skeletal muscle generates specific adaptations. Downhill and uphill locomotion have been used as a model of concentric and eccentric training in studies that verify the different adaptations in animals. Therefore this study intended to evaluate mechanical and histological properties of rats’ soleus muscle submitted to uphill or downhill running. We evaluated 36 male Wistar rats (90 days old at the start of training). They were divided equally into three groups: uphill (A), downhill (D) and control (C). Training was performed on a treadmill adapted to individual lanes and +16º (uphill) or -16º (downhill) incline. The animals went through a one week adjustment period on the treadmill with the specific inclines, and then there were evaluated the maximal speeds they reached. The training took place with progressive speed (relative to the maximum tested) and time over 8 weeks (29 sessions). Two days after the last training the animals were anesthetized with sodium thiopental (± 5 ml), the right and left soleus muscles were removed and the animals were decapitated. The right soleus muscles (n = 7C, 8A, 9D) were subjected to tensile tests on one machine EMIC DL2000, with a load cell of 50 N, speed of 1,66 m.s-1. During the test, the samples were sprayed with saline solution every one minute. The left soleus muscles were removed for counting of sarcomeres (n = 4A, 4C, 5D) and the titin Western blot analysis (n = 4 per group). Data normality and homogeneity were verified and reliability of the measures was assessed by Cronbach's Alpha coefficient. Individual behaviors were analyzed by Intraclass Correlation Coefficient (ICC); one-way ANOVA and post hoc Bonferroni test and nonparametric Kruskal-Wallis were applied to identify the differences between the groups. Three out of the 36 animals died before the end of the experiment. The Cronbach's Alpha coefficients indicated reliability of the measures with values close to one for all the analyzed variables. The mechanical data of downhill trained animals had significantly lower ICC, even though significant. Comparisons between groups showed increased rigidity of the muscles of trained animals and greater deformation of the muscles of control animals. It has been found greater passive tension mean for both training groups (57 ± 5 and 56 ± 11 for A and D; 51.6 ± 7.7 for C), but it was not statistically significant probably due to the high mechanical data variability. Regarding the number of sarcomeres in series the downhill trained animals showed smaller sarcomere lengths (2.806 ± 0.059 μm) and greater serial sarcomere number (8170 ± 510) when compared to control (3.06 ± 0.054 μm and 7510 ± 240) and uphill (2.990 ± 0.023 μm e 7390 ± 270) groups. The remaining variables did not differ between groups. It can be concluded from this study that structural adaptations do not happen in parallel with functional adaptations, downhill running appear to produce more variable results and that different stimuli generate different adaptations in rats’ soleus muscle.

Orientador: Milton Shoiti Misuta / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Aplicadas / Made available in DSpace on 2018-08-24T22:21:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_NataliadeAlmeida_M.pdf: 2168147 bytes, checksum: 8560f0729d9006d4b606405791a9ffea (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A análise cinemática da corrida visa descrever o movimento de atletas por meio da quantificação de variáveis permitindo identificar padrões de movimento e assimetrias entre os membros com a finalidade de melhorar o desempenho ou prevenir e tratar lesões. Entretanto, a prova dos 100m rasos tem sido estudada freqüentemente com volumes reduzidos de aquisição e com a avaliação de poucos passos dentro de fases específicas da corrida, sendo então necessário propor métodos mais específicos. Assim, o objetivo deste trabalho foi propor a análise cinemática tridimensional da corrida 100m por videogrametria. O objetivo específico da análise consistiu em: a) descrever a trajetória do centro de massa (CM) e obter as variáveis cinemáticas (comprimento de passo, largura de passo, ângulo de ataque e componente vertical do CM) dos atletas em todas as fases da corrida (aceleração, manutenção e desaceleração), e b) avaliar o método. Foi avaliada uma corrida de cada um dos cinco corredores velocistas, do sexo masculino e de nível nacional. Doze câmeras foram distribuídas ao longo da pista formando três regiões e duas áreas de intersecção: a região 1 (30m x 1.37m x 2.32m), a região 2 (30m x 1.37m x 2.32m) e a região 3 (50m x 1.37m x 2,32m) foram enquadradas, cada uma, por um conjunto de quatro câmeras, as áreas de intersecção A (entre região 1 e 2) e B (entre região 2 e 3) possuíam um volume de 5m x 1.37m x 2.32m. O volume total de aquisição foi de 110m (comprimento) x 1.37m (largura) x 2.32m (altura). O método de calibração foi o DLT e os dados foram obtidos pelo software Dvideo. Vinte e um marcadores anatômicos foram afixados na pele e informações inerciais individuais foram usadas para o calculo do centro de massa. As variáveis cinemáticas determinadas foram comprimento de passo, largura de passo, ângulo de ataque e componente vertical do CM. As variáveis foram comparadas conforme lateralidade (direito e esquerdo) e entre as fases (aceleração, manutenção e desaceleração). A avaliação da exatidão foi realizada com um teste de barra rígida em que a distância entre os marcadores foi de 1.19m. Um erro médio absoluto (exatidão) variou entre as regiões e combinações de câmeras de 0.01 m a 0.03 m. O filtro Butterworth, 4ª ordem, 10 Hz de frequência de corte foi usado para a suavização dos dados. Os dados tridimensionais dos marcadores foram utilizados calcular o centro de massa. O ajuste biexponensial da curva da velocidade-tempo foi utilizado para identificar as três fases da corrida. As variáveis cinemáticas foram descritas para cada atleta e os resultados apontam diferenças entre lateralidade (comprimento de passo, ângulo de ataque e componente vertical do CM) durante a corrida, e entre às fases (comprimento de passo e ângulo de ataque), principalmente, na fase de aceleração. Assimetrias e mudanças de padrão de movimento puderam ser identificadas, acompanhadas da mudança de velocidade e postura. A configuração proposta permitiu obter informações importantes sobre a modalidade e contribui como método de avaliação biomecânico, atendendo a especificidade da corrida de 100m / Abstract: The kinematic analysis of the race possible to describe the motion of athletes by quantifying variable allowing to identify patterns movement and asymmetries between members in order to improve performance and to treat or prevent injury. However, evidence of 100m sprint running has been frequently studied with reduced volumes of acquisition and the evaluation of a few steps within phases specific, being then necessary to propose more specific methods. Thus, the aim of this study was propose a method for three-dimensional kinematic analysis of the 100m sprint by videogrammetry. The specific aim consisted: a) to describe the center of mass trajectory (COM) of athletes during the phases (acceleration, deceleration and maintenance) and kinematic variables (step length, step width, angle of attack and vertical component COM), b) to evaluate the method. One sprint of each of the five sprinters, male and national level was assessed. Twelve cameras were distributed along the track forming three regions and two areas of intersection: region 1 (30m x 1.37m x 2.32m), region 2 ( 30m x 1.37mx 2.32m ) and region 3 (50m x 1.37m x 2,32 m ) were each framed by a set of four, the areas of intersection A (between region 1 and 2 ) and B (between the region 2 and 3) each had a volume of 5m x 1.37m x 2.32 m. The total acquisition volume was 110m (length) x 1.37m (width) x 2.32m (height). The calibration method was the DLT and data obtained by Dvideo software. Twenty-one anatomical markers were attached to the skin and individual inertial information was used to calculate the center of mass. The kinematic variables were step length, step width, angle of attack and vertical component of the COM. Variables were compared according to laterality (right and left) and between phases (acceleration, deceleration and maintenance). The accuracy test was performed with a rigid bar in which the distance between markers was 1.19m. A mean absolute error (accuracy) varied among regions and combinations of cameras 0.01m to 0.03m. The Butterworth filter, 4th order, 10Hz frequency cutoff, was used for smoothing the data. The three-dimensional reconstruction of the athlete determined the trajectories of the center of mass. The biexponensial curve fit of the velocity-time identified the three phases of the sprint. Kinematic variables were described for each athlete and the main results point to differences between laterality (step length , angle of attack and vertical component of the COM ) during the sprint, and between the phases (step length and angle of attack) , mainly in the acceleration phase. Asymmetries and changes movement pattern could be identified follow of change of speed and posture. The proposed configuration yielded important information about the sport and contributes as a method of biomechanical assessment, given the specificity of the 100m sprint / Mestrado / Biodinâmica do Movimento Humano e Esporte / Mestra em Ciências da Nutrição e do Esporte e Metabolismo

Orientador: Claudio Alexandre Gobatto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Aplicadas / Made available in DSpace on 2018-08-26T02:36:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gama_MariaCarolinaTraina_M.pdf: 1672436 bytes, checksum: 1a6690492fedd047888184a62f784db7 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O objetivo deste estudo foi viabilizar a utilização da esteira rolante não motorizada (ENM) em corrida atada com sensor de carga para obtenção de potência de corrida, em homens ativos fisicamente. Além disso, analisar possíveis correlações entre os valores de capacidades aeróbias e anaeróbias obtidos no teste convencional de Potência Crítica e all-out de três minutos realizados em esteira rolante não motorizada, e teste de Lactato mínimo realizado na esteira rolante motorizada. Para isto, dez indivíduos do sexo masculino, com a faixa etária média de 23 ± 4 anos compareceram ao laboratório nove vezes, para a coleta dos dados. Nas duas primeiras, foram concretizadas a avaliação antropométrica e a adaptação ao ergômetro. Após essa adaptação, foram utilizadas quatro visitas para aplicação do protocolo convencional de determinação da potência crítica. Para realização do teste e reteste de all-out de três minutos (AO3) foram utilizadas mais duas visitas, seguidas de mais uma para aplicação do teste de Lactato mínimo. É importante ressaltar que foi respeitado um intervalo de no mínimo 24 horas entre todos os testes para recuperação muscular dos avaliados. Além disso, com a escessão da adaptação aos ergômetros e antropometria. Os dados coletados foram posteriormente inseridos em pacote estatístico Statistica 6.0 (Statsoft, EUA), SPSS 16.0 para Windows (SPSS Inc., EUA) , verificada a normalidade da distribuição pelo teste de Shapiro-Wilk e a homogeneidade pelo de Levene, para decisão de uso de estatística paramétrica (Anova One-way e Two-way e quando necessário post-hoc Newmann Keuls, para comparação das variáveis. Teste t de Student e teste de correlação de Pearson e intra classe (ICC) de concordância absoluta também foram aplicados. Para todas as análises foi adotado nível de significância de p ? 0,05. Os principais achados da presente pesquisa sugerem que AO3 em corrida atada na ENM é uma metodologia reprodutível. Além disso, fundamentado nos valores de r2, ausência de diferenças estatísticas entre todas as aplicações, e alta correlção entre os modelos da potência crítica convencional e AO3, podemos concluir que os testes de potência crítica convencional e AO3 em corrida atada na ENM, e LM em corrida atada na EM são metodologias viáveis para obtenção de parâmetros fisiológicos de capacidade aeróbia em unidade de potência mecânica, em ergômetro específico para corredores. Em relação aos parâmetros anaeróbios de capacidade, a aplicação de AO3 parece ser mais confiável pela maior coerência aos valores encontrados na literatura / Abstract: The aim of this study was to enable the use of nonmotorized treadmill tethered running (NMT) with load sensor for obtaining output power of runnung in physically active men. Furthermore, to analyze the correlation between the values of aerobic and anaerobic capacities obtained in the conventional test Critical Power and all-out three minutes in NMT, and lactate minimum test (LM) performed on the motorized treadmill (MT). For this ten males, mean age 23 ± 4 years attended the laboratory nine times for data collection. In the first two, anthropometric assessment and adaptation to the ergometer were implemented. After this adaptation, four visits to applying the conventional protocol for determining the critical power were used. For the test and retest of all-out three minutes (AO3) plus two visits, followed by a further application to the lactate minimum test were used. Importantly, an interval of at least 24 hours between all tests for muscle recovery was evaluated respected. Moreover, with the adaptation to escessão ergometers and anthropometry. The data collected were subsequently included in the statistical package Statistica 6.0 (Statsoft, USA), SPSS 16.0 for Windows (SPSS Inc., USA), checked for normal distribution using the Shapiro-Wilk test and homogeneity by Levene for decision use of parametric statistics (ANOVA One-way and Two-way when necessary and post hoc Newman-Keuls test for comparison of variables. Student's t test and Pearson correlation test and intra-class (ICC) for absolute agreement were also applied. for all analyzes the level of significance was set at p ? 0.05. principal findings of this study suggest that in AO3 in a nonmotorized treadmill tethered running NMT is a reproducible methodology. Moreover, based on r2 values, no statistical differences among all applications, and high correlção between models of conventional critical power and AO3, we can conclude that tests conventional critical power and AO3 in the NMT , and LM tethered running in MT are viable methodologies for obtaining physiological parameters of capacity aerobic mechanical power in unity, in particular ergometer for runners. Regarding anaerobic capacity parameters, the application of AO3 seems to be more reliable for greater consistency with the values found in the literature / Mestrado / Biodinâmica do Movimento Humano e Esporte / Mestra em Ciências da Nutrição e do Esporte e Metabolismo

Background: Running can lead to injuries, and there are several types of shoes that are designed to reduce them. Running shoes have not yet been proven to prevent running related injuries. This literature review has compiled the evidence of motion control, neutral, stability and minimalistic shoes that can be recommended depending on the individual's foot type for injury prevention. The aim of this review was to investigate whether there is evidence that support that different running shoes could prevent injuries to runners with different foot types. Methods: A descriptive design was chosen for this literature review. Six articles from the databases PubMed and PEDro that met the inclusion criteria were selected and examined according to the PEDro-scale. Results: When using the running shoe motion control, 17,6% of the participants got a foot injury regardless of the type of foot. When using stability shoes 32,4% was damages and that was also independent of the type of foot. The injury incidence with neutral shoes was 33,3% at neutral foot type and 25% at pronation. When using minimalistic shoes, an increased injury risk was seen by 20%. Conclusions: This literature review cannot confirm the hypothesis that running shoes based on foot type can reduce the injury risk.

With ever shorter development times and market demands on overall system performance such as efficiency, reliability and low maintenance, accurate predictive tools are necessary and gear drives prove to be no exception. All these characteristics have an impact on a process which has remained a riddle: running-in. Even though no consensus on a definition of this phenomena is readily available, this thesis examines efficiency, surface roughness and simulation through the optics of running-in. Geared transmissions are known for their formidable efficiency and their extreme reliability. However, with an ever increasing power density, the ability to accurately predict mesh losses becomes of utmost importance. The accurate quantification of bearing losses as well as efficiency of ground and superfinished gears under dip lubrication are examined with respect to running-in. Results show a considerable influence on the calculation of gear mesh losses originating from which bearing loss model is chosen. Furthermore, when a larger running-in load is used on ground gears, an increase in efficiency can be observed during working operation, while for superfinished no significant changes are found. These efficiency/frictional changes are also shown to occur in the initial cycles of the running-in phase. From a surface transformation point of view running-in is shown to be a reduction of asperity tips in case hardened ground gears, while in superfinished gears no changes were seen. These gear surface changes were measured with a novel method with a surface profilometer in-situ before, after running-in and after efficiency testing. Results also show that such changes in ground gear roughness profile occur during the very initial cycles. In order to predict running-in, a simulation method was developed. Such method utilizes a 2D surface integral method to simulate contact between rough surfaces, but requires the use of surface hardness and an accurate lower cutoff wavelength. This cutoff wavelength proved to play a pivotal role in determining an accurate contact pressure at the proper level of granularity, hence a well defined real contact area. The predicted and measured run-in surfaces are compared and are found to be in accordance with each other. / <p>QC 20170928</p>

The purpose of this study was to compare the relationship between immersion running and treadmill running through the measurement of cardiorespiratory parameters. Sixteen subjects completed two exercise protocols to exhaustion. The treadmill running protocol was initiated at 3.08 m*s-l and increased a 0.22 m*s-l every sixty seconds. The immersion running protocol utilized an immersion running Ergometer (IRE). The IRE is similar to a tethered swim machine. The initial weight was set at 1 kg and Increased a 1/2 kg every sixty seconds. Heart rate (HR), oxygen consumption (V02), ventilatory equivalent (VE/V02), and minute ventilation (VE) were determined at ventilatory threshold and at maximal effort, HR, V02, VE/V02 and VE were analyzed by MANOVA (RM). Tidal volume and frequency of breathing were collected for four subjects at ventilatory threshold and at maximal effort (no statistical analysis). Two subjects who had completed the initial exercise protocols volunteered for a follow up study of blood flow distribution testing (no statistical analysis). These subjects were injected with Tc-99 2-methyloxy isobutyl isonitrlle at ventilatory threshold during immersion and treadmill running. Imaging was performed with a Selmans Gamma Camera at the UBC Dept. of Nuclear Medicine. V02 and HR at ventilatory threshold and maximal effort were significantly lower (P < .05) during immersion running. VE/V02 was significantly greater at maximal effort during immersion. Minute ventilation was unaffected by immersion, however, there was a trend towards a smaller tidal volume and greater frequency of breathing. The blood flow distribution data varied considerably partially between subjects. The significant drop in V02 at maximum effort and at ventilation threshold during immersion running may be accounted for by changes in muscle mass recruitment, muscle fibre type recruitment, recruitment pattern and state of peripheral adaptation (muscular). A lower heart rate during immersion may be due to increases in intrathoracic blood volume. The trend towards a higher breathing frequency and lower tidal volume during immersion running may be due to the increased effort to breath caused by hydrostatic chest compression. The significant increase in VE/V02 at maximal effort during immersion running was due to the significant drop in V02. It may be concluded that immersion running causes significant changes in cardiorespiratory parameters at ventilatory threshold and at maximal effort. Research is needed to investigate the significance of the changes. / Education, Faculty of / Curriculum and Pedagogy (EDCP), Department of / Graduate

Orientador: William Dias Belangero / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-07T16:51:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CamargoFilho_JoseCarlosSilva_D.pdf: 2089342 bytes, checksum: 98e83cf09fcabd91298418b119d182a5 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O objetivo desse estudo, foi investigar qual o efeito produzido pela corrida em esteira rolante não inclinada, durante uma hora diária (cinco dias por semana), por 15, 30 e 60 dias, sobre a cartilagem hialina do joelho de ratos. Foram utilizados 30 animais, divididos em seis grupos, sendo três experimentais (GE), com cinco animais em cada grupo, submetidos à esteira correndo 585 metros, durante 60 minutos por sessão, por cinco dias por semana, e três grupos controle (GC), com cinco animais em cada grupo, não submetidos ao treinamento físico. Os animais do grupo experimental foram sacrificados após 15 (GE-1), 30 (GE-2), e 60 (GE-3) dias de seguimento. Dos 15 animais do grupo controle foram selecionados aleatoriamente sete animais, sendo dois do grupo de 15 dias e de 30 dias e três do grupo de 60 dias para as análises histológicas por microscopia óptica convencional (côndilo lateral do fêmur direito), pela lupa estereotáxica (côndilo lateral do fêmur esquerdo) e pela termogravimetria (côndilo medial do fêmur direito), segundo critérios da International Cartilage Repair Society (2002), modificado. Essas avaliações foram feitas comparando-se o grupo experimental com o grupo controle quanto à desorganização celular, presença rara ou freqüente de ¿cluster¿, mitoses, mensuração da espessura da cartilagem hialina, contagem do número de condrócitos, quantificação do conteúdo de água e aspecto da superfície articular analisadas com 16x e 32x de aumento. Todos os dados obtidos nos grupos controle e experimental foram comparados entre si utilizando-se testes não paramétricos (Prova U de Mann Whitney e teste de Kruskal Wallis) considerando-se significativo os valores de p iguais ou menores do que 0,05. Do ponto de vista histológico houve maior desarranjo celular (p=0,01), maior número de mitoses (p=0,02), maior número de condrócitos (p=0,003) e diminuição da espessura da cartilagem hialina (p=0,01) entre o controle e os animais do grupo de 60 dias. Houve tendência ao aumento do conteúdo da água no grupo de 60 dias (p=0,09) assim como redução da espessura da cartilagem e alterações da forma da superfície articular em relação aos demais grupos em todos os côndilos observados com 60 dias. Conclui-se que a atividade na esteira rolante utilizada durante 60 dias cinco dias por semana, uma hora por dia com percurso de 585 metros produziu alterações degenerativas na cartilagem hialina do côndio lateral do joelho de rato / Abstract: The effects of treadmill running on the knee hyaline cartilage was studied in rats. Thirty rats were divided in to six groups (five animals in each one). Three groups were used as control and three of them ran on the treadmill one hour a day, five days/week, for 15, 30 and 60 days. After this the animals were sacrificed. The hyaline cartilage was studied by optical microscopy (staining HE), by estereotaxic magnifying glass (magnified in 16 and 32X) and by Fourier transform infrared imaging spectroscopy. These analyses were done comparing the control group with the running group, and among the running groups with different times of exercises. In the histological analysis the grade of cellular organization in the layers of the cartilage, the frequency of the clusters and the mitoses and the number of chondrocytes was considered. The measurement of the thickness of the cartilage was done. The quantity of the water in the cartilage was evaluated by the reduction of the mass by evaporation in to 150oC, following the modified International Cartilage Repair Society score (2002). All results were analyzed by non-parametric tests, using Mann Whitney and Kruskal Wallis tests, with p < = 0,05. It was observed in histological analyses that the groups with 60 days of exercise presented cellular layers more disorganized (p=0,01), a higher number of mitoses (p=0,02) and chondrocytes (p=0,003), with hyaline cartilage thinner than the other groups (p=0,01). Besides this, there was a tendency of the 60-day group to have an increase of water content (p=0,09). The examination by magnifying glass showed that the hyaline cartilage was reduced and presented abnormalities on their surfaces. It was concluded that the exercise done by the rats on the treadmill over 60 days produced degenerative signs in the knee hyaline cartilage / Doutorado / Pesquisa Experimental / Doutor em Cirurgia

O presente estudo teve por objetivo caracterizar em atletas homens e mulheres a dinâmica do stiffness e dos parâmetros biomecânicos atrelados ao stiffness (PBAS) durante uma corrida de elevada velocidade e curta duração. Ainda, investigar possíveis discriminantes de desempenho da corrida, e a relação destes com as tarefas de salto frequentemente utilizados nos treinamentos. Para tanto, foram realizados 2 estudos, sendo que o estudo 1 caracterizou a dinâmica dos parâmetros biomecânicos atrelados ao stiffness e apontou possíveis discriminantes de desempenho (por gênero), e no estudo 2 relacionou-se estes possíveis discriminantes com as tarefas de salto. O \"Spring Mass Model\" foi utilizado para obtenção dos PBAS, ao ponto que plataformas de força (AMTI) e a cinemetria (VICON) foram utilizados para a aquisição dos dados de salto. Foi evidenciado que o stiffness não apresentou total convergência com a dinâmica da velocidade apresentada no teste de corrida de elevada velocidade e curta duração, e que a força vertical aplicada ao solo durante a fase de apoio foi o PBAS que mais se aproximou da dinâmica apresentada pela velocidade. Não houveram distinções entre os gêneros na dinâmica do stiffness e dos PBAS, porém o gênero feminino apresentou maior dependência de parâmetros temporais de passo no início do teste e complacência muscular no final do teste, e o gênero masculino maior dependência de parâmetros atrelados a incremento de força no início do teste e incremento da fase aérea no final do teste. Ainda, houve diferença com significância estatística entre os gêneros quanto à magnitude e contribuição das fases da corrida. No mais, o salto horizontal (SH) apresentou maior relação com o desempenho em ambos os gêneros. Desta forma, conclui-se que 1) o stiffness propriamente dito não pode explicar o desempenho em uma corrida de elevada velocidade e curta duração, 2) dentre os PBAS, a magnitude da força vertical aplicada ao solo durante a fase de apoio apresentou maior proximidade com a dinâmica da velocidade, 3) homens e mulheres dependem distintamente dos PBAS para melhora no desempenho na corrida, e 4) o SH é meio de maior validade ecológica a ser utilizado nas rotinas de avaliação e treinamento de atletas envolvidos em provas de elevada velocidade e curta duração / The present study aims to characterize the dynamics of stiffness and biomechanical parameters related to stiffness (BPRS) in male and female athletes during top speed short distance run. It also intends to investigate possible performance discriminative factors and their relation with jumping tasks frequently used in training. For this purpose, two studies have been developed. Study 1 has characterized the dynamics of the biomechanical parameters related to stiffness and indicated possible discriminative factors (by gender). The study 2 has related these possible discriminative factors with jumping. The \'Spring Mass Model\' has been used to obtain the BRPS and the force plate (AMTI) and cinemetry (VICON) have been used to acquire jumping data. The study showed that stiffness has not presented total convergence with velocity dynamics and the vertical force applied to the ground during the support phase has been the closest result to the velocity dynamics presented. There has not been distinctions regarding gender in stiffness and BRPS dynamics, however, females have showed more dependency on step timing parameters on the test beginning and muscle complacency at the end of the test; and males presented more dependency on to the vertical force applied to the ground during the support phase on the test beginning and parameters connected to the increase in the swing phase at the end test. Moreover, there has been a difference with statistical significance between genders regarding magnitude and contribution through the running phases. In additional, the horizontal jump (HJ) results represented a closer relation to the performance top speed short distance run. Therefore, it has been concluded that 1) stiffness itself cannot explain the performance in top speed short distance run, 2) among the BRPS, vertical force magnitude applied to the ground during support phase presents closer results to velocity dynamics, 3) males and females depend on distinct BRPS to enrich their performance and 4) HJ is the exercise with the major validity to be used for the evaluation and training routine of top speed short distance run athletes