Overactive bladder (OAB), involuntary contractions during bladder filling, is a common condition affecting 17% of the adult population worldwide, and in the U.S. ranks ahead of diabetes in a list of the 10 most common chronic disorders (Mullins 2009). Mechanical mechanisms contributing to OAB are not completely understood and because of the unique function and broad volume range of the bladder, there may be mechanical characteristics that distinguish detrusor smooth muscle (DSM) in bladder from other smooth muscles. Recent studies have shown that the length-passive tension curve in DSM exhibits adjustable passive stiffness (APS) characterized by a passive curve that can be shifted along the length axis as a function of strain history and activation history; however, the mechanical mechanisms responsible for APS remain to be determined. Also, whether DSM exhibits a dynamic length-active tension relationship, as has been identified in airway and vascular smooth muscles, has not been investigated. This dissertation focused on both the passive and active length-tension relationships in DSM and the mechanical mechanisms responsible for these relationships. The first objective was to study the impact of APS on the length-total tension relationship and identify the mechanical mechanisms responsible for generating APS. The second objective was to determine whether the length-active tension relationship is adaptive and identify specific mechanical mechanisms contributing to any adaptive behavior. The results showed that a shift in the length-passive tension curve due to APS corresponded with a shift in the length-total tension curve in DSM, and that APS was 27.0±8.4% of active tension at the optimum length for active tension generation. Most importantly, low-grade rhythmic contraction (RC), which can occur spontaneously in rabbit and human bladders, regenerated APS. Results also showed that the length-active tension curve shifted due to stretch to and then activation at long lengths, as well as either multiple KCl-induced maximal contractions or RC. Thus, DSM exhibits length adaptation, and RC may contribute to both APS and length adaptation. Because increased RC has been correlated with OAB, understanding RC, APS and length-adaptation in bladder may enable the identification of specific targets for new treatments for OAB.

O objetivo deste estudo foi comparar o efeito de um programa de treinamento excêntrico versus concêntrico nas propriedades morfológicas, mecânicas e mioelétricas da unidade músculo-tendão do quadríceps de idosos. Vinte e três sujeitos do sexo masculino (62,74±2,20 anos de idade, 80,21±14,82 kg de massa corporal e 172,02±6,11 cm de estatura) participaram de um programa de treinamento de força durante 12 semanas, duas vezes por semana, realizando extensão unilateral concêntrica em uma articulação do joelho e flexão unilateral excêntrica na articulação do joelho contralateral, a 80% de 5 Repetições Máximas (5 RM). O tratamento estatístico foi composto por teste t de Student nas comparações das diferenças obtidas entre o período pré versus pós treinamento e por ANOVA de dois fatores para comparar as diferenças entre os treinamentos concêntrico versus excêntrico nos dois períodos (pré-treinamento versus pós-treinamento), utilizando o programa de estatística GraphPad Instat versão 3.06, adotando-se um nível de significância de 5%. Nas articulações treinadas excentricamente a força medida pelo teste de 5 RM aumentou de forma significativa (p<0,05) ao longo do programa de treinamento de força, enquanto que com o treinamento concêntrico houve um aumento da força nas primeiras 6 semanas (p<0,05) que não se repetiu nas últimas 6 semanas de treinamento. Avaliando a arquitetura do músculo vasto lateral por meio da ultrassonografia (ALOKA SSD 4000), verificamos que ambos os tipos de treinamento causaram uma redução no comprimento dos fascículos e um aumento no ângulo de penação (p<0,05) sem diferença entre os tipos de treinamento e sem alterar significativamente a espessura muscular (p>0,05). Ao utilizar a ultrassonografia para avaliar a arquitetura do tendão patelar, verificamos um aumento no comprimento do tendão com os dois tipos de treinamento e um aumento na área de seção transversa do tendão apenas da articulação treinada excentricamente (p<0,05). Utilizando um dinamômetro isocinético (Biodex System 3 PRO) verificamos que tanto o treinamento concêntrico quanto o treinamento excêntrico causaram um aumento significativo do torque articular nos ângulos de 50, 60, 70 e 90° (p<0,05), mas não no ângulo de 30° (p>0,05). Adicionalmente, verificamos que o treinamento concêntrico causou um aumento significativo nas velocidades articulares de -240, -180, -120 e -60°/seg e nas velocidades de 180 e 240°/seg (p<0,05). Já o treinamento excêntrico causou um aumento significativo apenas nas velocidades de 60, 120 e 180°/seg, tanto positivas quanto negativas (p<0,05). Utilizando a eletromiografia (Bortec Medical Systems) para comparação da ativação muscular não encontramos diferença significativa em nenhuma das análises. Nossos resultados nos permitem concluir que no que tange a arquitetura muscular o treinamento concêntrico e excêntrico proporcionam adaptações muito semelhantes, enquanto que na arquitetura tendinosa isso é válido para o comprimento muscular, mas não para a área de seção transversa. Todavia o treinamento excêntrico parece trazer um aumento de força mais consistente ao longo do treinamento, ainda que nas propriedades mecânicas não tenha sido constatadas diferenças significativas entre os tipos de treinamento. No que diz respeito as propriedades mioelétricas não encontramos diferenças significativas nas adaptações tanto ao treinamento concêntrico quando excêntrico. / The purpose of this study was to compare the effects of an eccentric training versus a concentric training concerning the morphological, mechanical and mioelectric properties of the muscle-tendon unit of the quadriceps muscle in older men. Twenty three male subjects (62.74±2.20 years old, 80.21±14.82 kg of body mass and 172.02±6.11 cm height) have participated of a strength training program for 12 weeks, two times a week, performing unilateral concentric extension of one knee joint and unilateral eccentric flexion of the other knee joint, at 80% of 5RM. The statistica analyses was perfomed by Student t test to compare the differences obtained between the pre-training versus post-training period and by two-way ANOVA to compare the diferences obtained between the concentric versus eccentric training in both periods (pre-training versus post-training) using the statistical software GraphPad Instat version 3.06 assuming a 5% level of significance. On the eccentrically trained joints the strength measured by the 5RM tests increased significantly (p<0.05) during the strength training program, while with the concentric training there was an increase in strength on the first 6 weeks (p<0.05) that didn’t repeat on the last 6 weeks of training. Through the evaluation of the muscle architecture of the vast lateral muscle (ALOKA SSD 4000), we verified that both types of training have caused a shortening of the fascicle length and an increase of the penation angle (p<0.05) without differences between the types of training and without altering significantly the muscle width (p>0.05). When we used the ultrasonography to evaluate the architecture of the patellar tendon, we have verified an increase on the tendon length with both types of training and an increase of the cross-sectional area of the tendon only on the joint trained eccentrically (p<0.05). Using an isokinetic dynamometer (Biodex System 3 PRO) we verified that both the concentric and the eccentric training have caused a significant increase of the joint torque in the angles of 50°, 60°, 70° and 90° (p<0.05), but not in the angle of 30° (p>0.05). Additionally, we verified that the concentric training did cause a significant joint speed increase of -240°, -180°, -120° and -60°/sec and on the speeds of 180° and 240°/sec (p<0.05). In the case of the eccentric training, it caused a significant increase only on the speeds of 60°, 120° and 180°/sec, both positive and negative (p<0.05). Using the electromyography (Bortec Medical Systems) to compare the muscle activation of the vast lateral in different joint angles in the pre and post concentric training periods, we have not verified significant difference in any of the analysis. Our results allow us to conclude that concerning the muscle architecture, concentric and eccentric training produce very similar adaptations, whereas in the tendon architecture this is valid for the muscle length, but not for the cross-sectional area. However, the eccentric training seems to bring a more consistent gain in strength during the training, despite that on the mechanical properties there were no significant differences stated between the types of training. Concerning to the myoelectrical properties we were not able to find any significant adaptation either in concentric or eccentric training.

O objetivo deste estudo foi comparar o efeito de um programa de treinamento excêntrico versus concêntrico nas propriedades morfológicas, mecânicas e mioelétricas da unidade músculo-tendão do quadríceps de idosos. Vinte e três sujeitos do sexo masculino (62,74±2,20 anos de idade, 80,21±14,82 kg de massa corporal e 172,02±6,11 cm de estatura) participaram de um programa de treinamento de força durante 12 semanas, duas vezes por semana, realizando extensão unilateral concêntrica em uma articulação do joelho e flexão unilateral excêntrica na articulação do joelho contralateral, a 80% de 5 Repetições Máximas (5 RM). O tratamento estatístico foi composto por teste t de Student nas comparações das diferenças obtidas entre o período pré versus pós treinamento e por ANOVA de dois fatores para comparar as diferenças entre os treinamentos concêntrico versus excêntrico nos dois períodos (pré-treinamento versus pós-treinamento), utilizando o programa de estatística GraphPad Instat versão 3.06, adotando-se um nível de significância de 5%. Nas articulações treinadas excentricamente a força medida pelo teste de 5 RM aumentou de forma significativa (p<0,05) ao longo do programa de treinamento de força, enquanto que com o treinamento concêntrico houve um aumento da força nas primeiras 6 semanas (p<0,05) que não se repetiu nas últimas 6 semanas de treinamento. Avaliando a arquitetura do músculo vasto lateral por meio da ultrassonografia (ALOKA SSD 4000), verificamos que ambos os tipos de treinamento causaram uma redução no comprimento dos fascículos e um aumento no ângulo de penação (p<0,05) sem diferença entre os tipos de treinamento e sem alterar significativamente a espessura muscular (p>0,05). Ao utilizar a ultrassonografia para avaliar a arquitetura do tendão patelar, verificamos um aumento no comprimento do tendão com os dois tipos de treinamento e um aumento na área de seção transversa do tendão apenas da articulação treinada excentricamente (p<0,05). Utilizando um dinamômetro isocinético (Biodex System 3 PRO) verificamos que tanto o treinamento concêntrico quanto o treinamento excêntrico causaram um aumento significativo do torque articular nos ângulos de 50, 60, 70 e 90° (p<0,05), mas não no ângulo de 30° (p>0,05). Adicionalmente, verificamos que o treinamento concêntrico causou um aumento significativo nas velocidades articulares de -240, -180, -120 e -60°/seg e nas velocidades de 180 e 240°/seg (p<0,05). Já o treinamento excêntrico causou um aumento significativo apenas nas velocidades de 60, 120 e 180°/seg, tanto positivas quanto negativas (p<0,05). Utilizando a eletromiografia (Bortec Medical Systems) para comparação da ativação muscular não encontramos diferença significativa em nenhuma das análises. Nossos resultados nos permitem concluir que no que tange a arquitetura muscular o treinamento concêntrico e excêntrico proporcionam adaptações muito semelhantes, enquanto que na arquitetura tendinosa isso é válido para o comprimento muscular, mas não para a área de seção transversa. Todavia o treinamento excêntrico parece trazer um aumento de força mais consistente ao longo do treinamento, ainda que nas propriedades mecânicas não tenha sido constatadas diferenças significativas entre os tipos de treinamento. No que diz respeito as propriedades mioelétricas não encontramos diferenças significativas nas adaptações tanto ao treinamento concêntrico quando excêntrico. / The purpose of this study was to compare the effects of an eccentric training versus a concentric training concerning the morphological, mechanical and mioelectric properties of the muscle-tendon unit of the quadriceps muscle in older men. Twenty three male subjects (62.74±2.20 years old, 80.21±14.82 kg of body mass and 172.02±6.11 cm height) have participated of a strength training program for 12 weeks, two times a week, performing unilateral concentric extension of one knee joint and unilateral eccentric flexion of the other knee joint, at 80% of 5RM. The statistica analyses was perfomed by Student t test to compare the differences obtained between the pre-training versus post-training period and by two-way ANOVA to compare the diferences obtained between the concentric versus eccentric training in both periods (pre-training versus post-training) using the statistical software GraphPad Instat version 3.06 assuming a 5% level of significance. On the eccentrically trained joints the strength measured by the 5RM tests increased significantly (p<0.05) during the strength training program, while with the concentric training there was an increase in strength on the first 6 weeks (p<0.05) that didn’t repeat on the last 6 weeks of training. Through the evaluation of the muscle architecture of the vast lateral muscle (ALOKA SSD 4000), we verified that both types of training have caused a shortening of the fascicle length and an increase of the penation angle (p<0.05) without differences between the types of training and without altering significantly the muscle width (p>0.05). When we used the ultrasonography to evaluate the architecture of the patellar tendon, we have verified an increase on the tendon length with both types of training and an increase of the cross-sectional area of the tendon only on the joint trained eccentrically (p<0.05). Using an isokinetic dynamometer (Biodex System 3 PRO) we verified that both the concentric and the eccentric training have caused a significant increase of the joint torque in the angles of 50°, 60°, 70° and 90° (p<0.05), but not in the angle of 30° (p>0.05). Additionally, we verified that the concentric training did cause a significant joint speed increase of -240°, -180°, -120° and -60°/sec and on the speeds of 180° and 240°/sec (p<0.05). In the case of the eccentric training, it caused a significant increase only on the speeds of 60°, 120° and 180°/sec, both positive and negative (p<0.05). Using the electromyography (Bortec Medical Systems) to compare the muscle activation of the vast lateral in different joint angles in the pre and post concentric training periods, we have not verified significant difference in any of the analysis. Our results allow us to conclude that concerning the muscle architecture, concentric and eccentric training produce very similar adaptations, whereas in the tendon architecture this is valid for the muscle length, but not for the cross-sectional area. However, the eccentric training seems to bring a more consistent gain in strength during the training, despite that on the mechanical properties there were no significant differences stated between the types of training. Concerning to the myoelectrical properties we were not able to find any significant adaptation either in concentric or eccentric training.

O objetivo deste estudo foi comparar o efeito de um programa de treinamento excêntrico versus concêntrico nas propriedades morfológicas, mecânicas e mioelétricas da unidade músculo-tendão do quadríceps de idosos. Vinte e três sujeitos do sexo masculino (62,74±2,20 anos de idade, 80,21±14,82 kg de massa corporal e 172,02±6,11 cm de estatura) participaram de um programa de treinamento de força durante 12 semanas, duas vezes por semana, realizando extensão unilateral concêntrica em uma articulação do joelho e flexão unilateral excêntrica na articulação do joelho contralateral, a 80% de 5 Repetições Máximas (5 RM). O tratamento estatístico foi composto por teste t de Student nas comparações das diferenças obtidas entre o período pré versus pós treinamento e por ANOVA de dois fatores para comparar as diferenças entre os treinamentos concêntrico versus excêntrico nos dois períodos (pré-treinamento versus pós-treinamento), utilizando o programa de estatística GraphPad Instat versão 3.06, adotando-se um nível de significância de 5%. Nas articulações treinadas excentricamente a força medida pelo teste de 5 RM aumentou de forma significativa (p<0,05) ao longo do programa de treinamento de força, enquanto que com o treinamento concêntrico houve um aumento da força nas primeiras 6 semanas (p<0,05) que não se repetiu nas últimas 6 semanas de treinamento. Avaliando a arquitetura do músculo vasto lateral por meio da ultrassonografia (ALOKA SSD 4000), verificamos que ambos os tipos de treinamento causaram uma redução no comprimento dos fascículos e um aumento no ângulo de penação (p<0,05) sem diferença entre os tipos de treinamento e sem alterar significativamente a espessura muscular (p>0,05). Ao utilizar a ultrassonografia para avaliar a arquitetura do tendão patelar, verificamos um aumento no comprimento do tendão com os dois tipos de treinamento e um aumento na área de seção transversa do tendão apenas da articulação treinada excentricamente (p<0,05). Utilizando um dinamômetro isocinético (Biodex System 3 PRO) verificamos que tanto o treinamento concêntrico quanto o treinamento excêntrico causaram um aumento significativo do torque articular nos ângulos de 50, 60, 70 e 90° (p<0,05), mas não no ângulo de 30° (p>0,05). Adicionalmente, verificamos que o treinamento concêntrico causou um aumento significativo nas velocidades articulares de -240, -180, -120 e -60°/seg e nas velocidades de 180 e 240°/seg (p<0,05). Já o treinamento excêntrico causou um aumento significativo apenas nas velocidades de 60, 120 e 180°/seg, tanto positivas quanto negativas (p<0,05). Utilizando a eletromiografia (Bortec Medical Systems) para comparação da ativação muscular não encontramos diferença significativa em nenhuma das análises. Nossos resultados nos permitem concluir que no que tange a arquitetura muscular o treinamento concêntrico e excêntrico proporcionam adaptações muito semelhantes, enquanto que na arquitetura tendinosa isso é válido para o comprimento muscular, mas não para a área de seção transversa. Todavia o treinamento excêntrico parece trazer um aumento de força mais consistente ao longo do treinamento, ainda que nas propriedades mecânicas não tenha sido constatadas diferenças significativas entre os tipos de treinamento. No que diz respeito as propriedades mioelétricas não encontramos diferenças significativas nas adaptações tanto ao treinamento concêntrico quando excêntrico. / The purpose of this study was to compare the effects of an eccentric training versus a concentric training concerning the morphological, mechanical and mioelectric properties of the muscle-tendon unit of the quadriceps muscle in older men. Twenty three male subjects (62.74±2.20 years old, 80.21±14.82 kg of body mass and 172.02±6.11 cm height) have participated of a strength training program for 12 weeks, two times a week, performing unilateral concentric extension of one knee joint and unilateral eccentric flexion of the other knee joint, at 80% of 5RM. The statistica analyses was perfomed by Student t test to compare the differences obtained between the pre-training versus post-training period and by two-way ANOVA to compare the diferences obtained between the concentric versus eccentric training in both periods (pre-training versus post-training) using the statistical software GraphPad Instat version 3.06 assuming a 5% level of significance. On the eccentrically trained joints the strength measured by the 5RM tests increased significantly (p<0.05) during the strength training program, while with the concentric training there was an increase in strength on the first 6 weeks (p<0.05) that didn’t repeat on the last 6 weeks of training. Through the evaluation of the muscle architecture of the vast lateral muscle (ALOKA SSD 4000), we verified that both types of training have caused a shortening of the fascicle length and an increase of the penation angle (p<0.05) without differences between the types of training and without altering significantly the muscle width (p>0.05). When we used the ultrasonography to evaluate the architecture of the patellar tendon, we have verified an increase on the tendon length with both types of training and an increase of the cross-sectional area of the tendon only on the joint trained eccentrically (p<0.05). Using an isokinetic dynamometer (Biodex System 3 PRO) we verified that both the concentric and the eccentric training have caused a significant increase of the joint torque in the angles of 50°, 60°, 70° and 90° (p<0.05), but not in the angle of 30° (p>0.05). Additionally, we verified that the concentric training did cause a significant joint speed increase of -240°, -180°, -120° and -60°/sec and on the speeds of 180° and 240°/sec (p<0.05). In the case of the eccentric training, it caused a significant increase only on the speeds of 60°, 120° and 180°/sec, both positive and negative (p<0.05). Using the electromyography (Bortec Medical Systems) to compare the muscle activation of the vast lateral in different joint angles in the pre and post concentric training periods, we have not verified significant difference in any of the analysis. Our results allow us to conclude that concerning the muscle architecture, concentric and eccentric training produce very similar adaptations, whereas in the tendon architecture this is valid for the muscle length, but not for the cross-sectional area. However, the eccentric training seems to bring a more consistent gain in strength during the training, despite that on the mechanical properties there were no significant differences stated between the types of training. Concerning to the myoelectrical properties we were not able to find any significant adaptation either in concentric or eccentric training.