Introdução: A demanda funcional decorrente do treinamento desportivo determina adaptações estruturais e funcionais no sistema musculoesquelético. A Ginástica Rítmica (GR) e a Ginástica Artística (GA) são modalidades que apresentam diferentes exigências mecânicas. A GR é caracterizada por movimentos corporais aliados à manipulação de aparelhos portáteis, que exige grande capacidade de contração dos membros inferiores de maneira rápida, contínua e em extrema amplitude articular. Por outro lado, a GA enfatiza movimentos de curta duração, com elevações do centro de gravidade, rotações do corpo no ar e aterrissagens precisas no solo, que exigem grande produção de força e potência dos membros inferiores. Assim, ambas as modalidades necessitam gerar força nos membros inferiores, porém em diferentes intensidades. Essas distintas demandas mecânicas de cada modalidade determinam diferentes adaptações morfológicas e funcionais que podem influenciar no desempenho desportivo. Além disso, essa demanda mecânica tem impacto direto sobre o joelho, uma das mais importantes e requisitadas articulações no desempenho esportivo da ginástica. Entretanto, pouco se sabe sobre as adaptações estruturais e funcionais decorrentes do treinamento nessas diferentes modalidades da ginástica, assim como sobre a musculatura que atua na articulação do joelho e sua influência no desempenho. O primeiro objetivo desta dissertação foi avaliar e comparar a arquitetura muscular e as propriedades morfológicas do tendão patelar entre atletas de GR e GA, bem como verificar a influência dessas variáveis sobre a impulsão vertical. O segundo objetivo foi avaliar e comparar as propriedades neuromecânicas dos extensores do joelho entre atletas de GR e GA. Capítulo I: O objetivo deste estudo foi avaliar e comparar as variáveis da arquitetura muscular: 1) comprimento de fascículo (CF); 2) ângulo de penação (AP); 3) espessura muscular (EM) do vasto lateral (VL) e as propriedades morfológicas do tendão patelar (TP): a) comprimento de tendão (CT); b) área de secção transversa do tendão (AST-TP) entre atletas de GR e GA, bem como verificar a influência dessas variáveis sobre o desempenho no salto vertical. Participaram do estudo oito atletas de GR e 10 atletas de GA, todas competidoras em nível nacional. A avaliação da impulsão vertical foi realizada por meio do teste counter-movement jump (CMJ) em uma plataforma de força. A imagem da arquitetura muscular do VL do membro dominante foi obtida por meio de um aparelho de ultrassonografia, assim como o CT e AST-TP. O comprimento de fascículo foi normalizado pelo comprimento da coxa. Para a impulsão vertical, atletas de GA apresentaram maiores alturas de salto comparadas às atletas de GR (p<0,01). Em relação à arquitetura muscular, atletas de GR apresentaram maior CF (absoluto e normalizado) e EM do VL (p<0,01), enquanto as atletas de GA apresentaram maior AP (p<0,01). O CT foi maior no grupo GR (p<0,01), enquanto a AST-TP foi maior no grupo GA (p<0,01). Por meio de regressões lineares foi possível observar que o CF demonstrou uma correlação negativa e uma influência de 34% sobre a altura do CMJ, enquanto a AST-TP demonstrou uma correlação positiva e uma influência de 53% sobre a altura do salto. AP, EM e CT não apresentaram influência significativa. Atletas de GR e de GA apresentam adaptações distintas na arquitetura do VL e na morfologia do TP, sendo que menores CF e maior AST-TP parece influenciar positivamente no desempenho do salto. Capítulo II: O objetivo do presente estudo foi avaliar e comparar os seguintes parâmetros neuromecânicos: torque isométrico máximo, taxa de produção de força (TPF), integral do sinal eletromiográfico (iEMG), torque isocinético máximo, trabalho (W) e potência (P) entre atletas de GR e GA. Participaram do estudo oito atletas de GR e 10 atletas de GA, todas competidoras em nível nacional. A avaliação dos torques foi realizada em um dinamômetro isocinético. Primeiramente, foi realizado um protocolo composto por três contrações isométricas máximas (CVMi) de extensão no ângulo de 70 de flexão do joelho, em que foram coletados os dados de pico de torque isométrico, TPF nos tempos de 15, 30, 50, 100, 150, 200, 250, 300ms e iEMG dos músculos bíceps femoral (BF), vasto lateral (VL), reto femoral (RF) e vasto medial (VM) nos tempos de 25 a 300 ms, em intervalos de 25ms. Após um intervalo de cinco minutos, foi realizado o segundo protocolo composto por cinco contrações concêntricas de extensão do joelho, nas velocidades de 60/s, 120/s e 180/s, em que foram obtidos os dados de pico de torque isocinético, W e P. Os valores de torque, W e P foram normalizados pela massa corporal total e a iEMG normalizada pelo valor da integral no pico de torque para cada músculo (niEMG). Em relação ao protocolo isométrico, ginastas artísticas apresentaram maior pico de torque (p<0,01) e TPF em todos os tempos avaliados (p<0,05). Para a niEMG, atletas de GA apresentaram maiores valores do BF a partir de 200ms, do VL a partir de 50ms e do RF em todos os tempos avaliados (p<0,05). A niEMG VM não apresentou diferenças entre os grupos (p>0,05). Já em relação ao protocolo isocinético, atletas de GA apresentaram maiores valores de pico de torque (p<0,01), W e P (p<0,05) em todas as velocidades testadas. Ginastas rítmicas e artísticas apresentam distintas características neuromusculares dos extensores do joelho que estão relacionadas às demandas mecânicas específicas de cada esporte. / Introduction: Functional demands from sports training determine functional and structural adaptations to the musculoskeletal system that affect performance. Training of rhythmic gymnastics (RG) and artistic gymnastic (AG) impose different mechanical demand to athletes. RG involves manipulation of apparatus and movements with large ranges of motion continuously performed by rapid movements of the lower limbs. On the other hand, AG involves explosive movements with larger focus on moving the body centre of mass during rotations, jumps and landing, leading to extreme force and power production by lower limb muscles. Therefore, both disciplines elicit force production in different patterns either, slow and continuous (for RG), or in short duration (for AG). These differences result in unlike mechanical demands applied to the skeletal muscles and potentially lead to particular morphological adaptation that could affect sports performance. Likewise, mechanical demand from gymnastics directly affects knee joint related structures, which is one of the key joints for performance in gymnastics. However, little is known on the adaptation of knee muscles from gymnastics training and potential effects in performance. The aim of this dissertation was to assess and compare muscle architecture and morphological properties of patellar tendon in RG and AG athletes along with influence from these variables in vertical jump. A second aim was to assess and compare neuromechanical properties of knee joint extensors in RG and AG athletes. Chapter I: The aims of this chapter were to 1) assess and compare vastus lateralis muscle architecture (i.e. fascicle length, pennation angle, and muscle thickness) and morphological properties of the patellar tendon (i.e. tendon length, tendon cross-section area) between RG and AG athletes, and 2) to assess the effects of muscle architecture and tendon morphology in vertical jump. Eight RG and ten AG athletes with national raking level have taken part of this study. Counter movement jump was assessed using a force plate. Ultrasound images were taken from the vastus lateralis from the dominant limb, as well as tendon length and tendon cross-section area. The fascicle length was expressed as relative values to the thigh length. Greater vertical jump height was observed for AG than RG (p<0,01).For muscle architecture, RG athletes presented longer fascicle length (absolute and relative) and muscle thickness for vastus lateralis (p<0,01), while AG athletes showed greater pennation angle (p<0,01). Tendon length was longer for RG athletes (p<0,01) whilst tendon cross-section area was larger for AG athletes (p<0,01). Linear regressions indicated an inverse relationship between fascicle length and jump height (R2 = 34%) and tendon cross-section area was directly related to jump height (R2 = 53%). Differently, pennation angle, muscle thickness and tendon length did not show any association to vertical jump height. RG and AG showed different adaptation from training for vastus lateralis and patellar tendon. Shorter fascicle lengths and larger patellar tendon cross-section areas may dictate jump height performance. Chapter II: The aim of this study was to assess maximal isometric knee extensor torque, rate of force development, integral of electromyography signals (iEMG), maximal isokinetic knee extensor torque, total work (W) and power output (P) in RG and AG athletes. Eight RG and ten AG athletes with national raking level have taken part of this study. Knee joint torque was assessed using an isokinetic dynamometer. Three maximal voluntary isometric contractions of knee extensors were performed at 70° of knee flexion in order to compute peak torque, rate of force development (at 15, 30, 50, 100, 150, 200, 250 and 300 ms from early force development) and iEMG from biceps femoris, vastus lateralis, rectus femoris and vastus medialis at 25 and 300 ms. After five minutes of rest, five maximal knee extension concentric contractions were performed in isokinetic mode at 60°/s, 120°/s and 180 °/s for peak torque, mechanical work and power output records. Torque, W and P were normalized to body mass and iEMG were normalized to peak torque integral (niEMG). For the isometric testing, AG presented greater peak torque (p<0,01) and increased rate for force development (p<0,05) then RG athletes. For niEMG, AG athletes showed increased activation for biceps femoris after 200 ms (p<0,05), for vastus lateralis after 50 ms (p<0,05) and for rectus femoris (p<0,05) during all duration of tests then RG athletes. No differences were observed for vastus medialis between AG and RG athletes (p>0,05). For isokinetic testing, AG athletes showed larger peak torque (p<0,01), increased W (p<0,05) and greater P (p<0,05) then RG athletes. RG and AG athletes showed different neuromechanical characteristics for their knee extensors that are potentially associated to mechanical demands observed in their training programs.

Made available in DSpace on 2016-12-06T17:07:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-03-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study aimed to analyze the characteristics of the vertical component of ground reaction forces in different types of vertical jump performed by adults on dry land and in water. The sample was composed by 34 subjects (16 male and 18 female) aged between 20 to 35 years. Data collection was carried out in the facilities of the swimming pool and of the Aquatic Biomechanics Research Laboratory of CEFID/UDESC. Two extensometric force plates connected to the ADS2000-IP data acquisition system were used to analyze the squat jump, the countermovement jump, the drop jump from a height of 0.2 m and the drop jump from a height of 0.4 m. Propulsion peak (PP), flight time (FT), first vertical force peak on landing (F1), maximum vertical force peak on landing (F2), loading rate for F1 (LR1) and loading rate for F2 (LR2) were calculated. For the drop jumps the maximum vertical force peak after dropping (FD), the loading rate for FD (LFD) and the contact time (CT) were also analyzed. The subjects performed three valid executions for each type of jump with a minimum interval of 30 seconds between them. In water, jumps were performed at the chest and hip levels of immersion. Data were processed through routines created in Scilab 4.1.2 software and analyzed through descriptive and inferential statistics (p&#8804;0,05). For all jumps, subjects performed higher propulsions on dry land; in water, the highest PP values were obtained in the chest level. All the values for the variables of landing and drop phases (F1, F2, FQ, LR1, LR2, LFD) were significantly lower in the water compared to the ground. When the different jumps were compared in the same condition (dry land, chest level or hip level) , significant differences were found only for PP and FT on ground; for drop jumps, FD and LFD were significantly higher for the drops from the 0,4 m height. Regarding gender comparisons men obtained higher values of PP and FT in all the types of jump and in all of the conditions; on landing, the differences found for F1, F2, LR1 and LR2 on the ground (where forces and loading rates were higher for the male subjects) were minimized in water; finally, women presented slightly higher values for FD and LFD than men. The results indicate that the aquatic environment could be used as an alternative to reduce the load during jump landings. However the prescription of this kind of exercise, even in water, should be cautious, because the magnitude of loads could be excessive depending on the musculoskeletal condition of the individual. / Este estudo objetivou analisar as características da componente vertical da força de reação do solo em diferentes tipos de salto vertical realizados por indivíduos adultos nos ambientes aquático e terrestre. Participaram da pesquisa 34 sujeitos, 16 do sexo masculino e 18 do sexo feminino, com idade entre 20 e 35 anos. As coletas de dados foram realizadas na piscina e no Laboratório de Pesquisas em Biomecânica Aquática do CEFID/UDESC. Foram utilizadas duas plataformas de força extensométricas conectadas ao sistema de aquisição de dados ADS2000-IP. Foram analisados os saltos com meio agachamento, com contramovimento, em profundidade partindo de 0,2 m e em profundidade partindo de 0,4 m, através das seguintes variáveis: pico de propulsão (PP), tempo de vôo (TV), primeiro pico de força na aterrissagem (F1), força vertical máxima na aterrissagem (F2), taxa F1 na aterrissagem (TF1) e taxa F2 na aterrissagem (TF2). Para os saltos em profundidade foram também analisadas a força vertical máxima na queda de uma altura (FQ), a taxa FQ na queda de uma altura (TFQ) e o tempo de contato (TC). Os sujeitos realizaram três execuções válidas para cada tipo de salto, com intervalo mínimo de 30 segundos entre elas. Na água, os saltos foram realizados nas imersões do quadril e do peito. Os dados foram processados através de rotinas criadas no software Scilab 4.1.2 e analisados com a utilização da estatística descritiva e inferencial (p&#8804;0,05). Para todos os tipos de salto, os sujeitos realizaram maiores propulsões no solo; na água, os maiores valores de PP foram obtidos na imersão do peito. Os valores de todas as variáveis das fases de aterrissagem e de queda da altura (F1, F2, FQ, TF1, TF2 e TFQ) foram significativamente menores da na água do que no solo. Quando comparados os saltos em um mesmo ambiente, foram encontradas diferenças significativas apenas para o PP e o TV no solo; nos saltos em profundidade, FQ e TFQ foram significativamente maiores para o salto partindo de 0,4 m, em todas as condições. Quando comparados os sexos, observou-se que: os homens obtiveram maiores valores de PP e de TV em todos os saltos na maioria das condições; na aterrissagem, as diferenças encontradas para F1, F2, TF1 e TF2 nas execuções no solo (forças e taxas maiores para os homens) foram minimizadas dentro da água; por fim, as mulheres apresentaram valores ligeiramente maiores de FQ e TQ. Os resultados indicam que o ambiente aquático pode e deve ser utilizado como uma alternativa para a redução das cargas durante as aterrissagens de diferentes tipos de salto. Entretanto, a prescrição desse exercício, mesmo na água, deve ser cautelosa, pois a magnitude das cargas pode ser excessiva dependendo da condição osteomuscular do indivíduo.

Made available in DSpace on 2016-12-08T15:59:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Luciana Gassenferth Araujo.pdf: 4019942 bytes, checksum: 743bacb1849a57de4b40fc56c06ae1bf (MD5) Previous issue date: 2014-02-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This research had as main goal build and validate an evaluation instrument of the motor development stage of children vertical jump, based on angular indicators, Analytic Matrix of Myers and Colleagues for vertical jump and in Gallahue s Model. Participated in the study children of both sex, aged between 7 and 11 years, registries in the Basic Education 1. The study is characterized as descriptive and technological development consisted in two steps. First, a Systematic was formulated and validated, which is characterized as a measuring instrument for observational evaluation of children vertical jump, considering the movement of different body segments throughout the execution of the task in specific instants of analysis. The next step was to elaborate and validate a Matrix, which is characterized as a measuring instrument for analysis and classification of the motor development stage of children vertical jump, considering values of angular measurement obtain by the body segments movement throughout the execution of the task. Data acquisition was performed in the school environment where the children were prepared for the execution of the vertical jump and filmed in 210 Hz acquisition frequency for biomechanical evaluation. For data analysis and processing, the videos were edited and archived in individual doc, represented by the children s individual code. In each vertical jump, were selected the instants of analysis determined in the Systematic for the positioning analysis of body segments and intersegment angular measurement of the study interest. The data were characterized by descriptive statistics. The intervals of intersegment angles corresponding to each stage of motor development, in the different phases of vertical jump, were determined by identification of cutoff points of the ROC (Receiver Operating Characteristic) curve analysis. To identify the best cutoff points the Youden (J) index was used. To verify the concurrent validity of the propose Matrix with the Myers and Colleagues Matrix, Spearman-Brown correlation was used. For all analyzes was adopted level of reliability greater than or equal to 95% (p &#8804; 0.05). Results indicate that: a) The characteristics of the angular range of the body segments, in the development stage and in the vertical jump phases, corroborate with those preconized by Myers and Colleagues and by Gallahue; b) were observed values under the ROC area above of 0,95, allowing the determination of the angular intervals that represent the motor development stage of children vertical jump for each body segment, in the execution fazes of the jump; c) were observed correlation values above 0,87, testifying the concurrent validity of the proposed Matrix with the Matrix of Myers and Colleagues. It is concluded that, the measurement instrument, consisting by a Systematic and a Matrix, it is valid for the classification of motor development stage of children vertical jump. / Esta pesquisa teve como objetivo construir e validar um instrumento de avaliação do estágio de desenvolvimento motor do salto vertical de crianças, baseado em indicadores angulares, na Matriz analítica para o salto vertical de Myers e colaboradores e no Modelo de Gallahue. Participaram do estudo crianças de ambos os sexos, com idades entre 7 e 11 anos, matriculados no Ensino Fundamental 1. O estudo é caracterizado como descritivo e de desenvolvimento tecnológico, e compreende duas etapas. Primeiramente, foi elaborada e validada uma Sistemática, que se caracteriza como um instrumento de medida para a avaliação observacional do salto vertical de crianças, considerando a movimentação dos diferentes segmentos corporais ao longo da execução da tarefa, em instantes específicos de análise. Em seguida, foi elaborada e validada uma Matriz, que se caracterizada como um instrumento de medida para a análise e classificação do estágio de desenvolvimento motor do salto vertical da criança, considerando valores de medidas angulares obtidos da movimentação dos segmentos corporais ao longo da execução da tarefa. A coleta dos dados foi realizada no próprio ambiente escolar das crianças e consistiu na filmagem da execução do salto vertical, com uma frequência de aquisição de 210 Hz, com as crianças devidamente preparadas para a avaliação biomecânica. Para a análise e processamento dos dados, os vídeos foram editados e arquivados em pastas individuais, com o código que representa cada criança. Em cada salto foram selecionados os instantes de análise determinados na Sistemática para a análise do posicionamento dos segmentos corporais e medição dos ângulos intersegmentares de interesse do estudo. Os dados obtidos foram caracterizados por meio da estatística descritiva. Os intervalos dos ângulos intersegmentares correspondente a cada estágio de desenvolvimento motor, nas diferentes fases do salto vertical, foram determinados por meio da identificação dos pontos de corte da análise da curva ROC (Receiver Operating Characteristic). Para a identificação dos melhores pontos de corte foi utilizado o Índice de Youden (J). Para verificar a validade concorrente da Matriz proposta com a Matriz de Myers e colaboradores, foi utilizada a correlação de Spearman-Brown. Para todas as analises foi adotado nível de confiabilidade maior ou igual a 95% (p&#8804;0,05). Os resultados evidenciaram que: a) as características das amplitudes angulares dos segmentos corporais nos estágios de desenvolvimento e nas fases do salto vertical corroboram com o preconizado por Myers e colaborados e por Gallahue; b) foram observados valores para a área sob a curva ROC acima de 0,95, permitindo a determinação dos intervalos angulares que representam os estágios de desenvolvimento motor do salto vertical para cada segmento corporal, nas fases de execução do salto; c) foram observados valores de correlação acima de 0,87, atestando a validade concorrente da Matriz proposta com a Matriz de Myers e Colaboradores. Conclui-se que, o instrumento de medida, composto de uma Sistemática e uma Matriz, é valido para a classificação do estágio de desenvolvimento motor do salto vertical de crianças.

Orientador: João Alberto de Oliveira / Banca: Tamotsu Hirata / Banca: Luiz Alberto Batista / Resumo: As atividades realizadas em meio aquático sofrem interferência das propriedades físicas peculiares ao mesmo. O salto vertical é uma habilidade esportiva muito utilizada em programas de reabilitação, principalmente em trabalhos de pliometria. O objetivo deste estudo foi pesquisar as forças envolvidas no salto vertical praticado em ambiente aquático e terrestre e as interdependências entre as variáveis cinéticas e cinemáticas dos mesmos. Para tal foi utilizada uma amostra composta por dez sujeitos, todos do sexo feminino, com idade média de 11,6 ± 1,35, praticantes de ginástica rítmica. Os sujeitos realizaram uma série de três saltos com contra movimento, consecutivos, sobre plataforma de força no solo, repetindo o mesmo procedimento dentro d'água. Para realização do experimento foi utilizada a técnica de cinemetria para mensuração de ângulo de flexão de joelhos e altura do salto e uma plataforma de força para mensuração das forças de reação vertical do solo. Os resultados foram analisados através da correlação de Pearson, com nível de significância de 5%. Através dos resultados obtidos observou-se que no salto executado em ambiente aquático a altura atingida, velocidade média e tempo de vôo foram maiores e a força de impacto em membros inferiores reduzida, comparados com os resultados obtidos no solo. As correlações foram evidentes entre altura do salto e velocidade de saída, em ambos ambientes. O presente trabalho deve servir como base para a elaboração de programas de treinamento envolvendo o salto, em meio aquático e terrestre, como em atividades de pliometria. Novas pesquisas devem ser realizadas, utilizando uma população praticante de modalidade esportiva que tenha o salto vertical como ação primordial para o bom desempenho na execução da mesma. / Abstract: The activities carried out in the aquatic environment suffer interference from physical properties peculiar to it. The vertical jump is a sporting skill widely used in rehabilitation programs, especially in studies of plyometric. The aim of this study was to investigate the forces involved in the vertical jump practiced in aquatic and terrestrial environment and the interdependence of the kinetic and kinematic variables of the same. For this purpose we used a sample consisting of ten subjects, all female, with an average age of 11.6 ± 1.35, practicing rhythmic gymnastics. The subjects performed a series of three consecutive counter movement jumps on force platform on the ground, repeating the same procedure in the water. To conduct the experiment was used the technique of kinemetry measuring the angle of the knees push-up and height of the jump and a platform for measuring the strength of the forces of ground vertical reaction. The results were analyzed by the Pearson's correlation, with a significance level of 5%. The results obtained showed that the jump in running time to reach the aquatic environment, average speed and time of flight were higher and the force of impact on lower limbs, compared with the results in the ground. This work should serve as basis for the development of training programs involving the jump in water and ground, as in activities of plyometric. New research should be carried out using a method of population practicing sports that has the vertical jump as a primary action for the good performance in implementing the same. / Mestre

Introdução: A demanda funcional decorrente do treinamento desportivo determina adaptações estruturais e funcionais no sistema musculoesquelético. A Ginástica Rítmica (GR) e a Ginástica Artística (GA) são modalidades que apresentam diferentes exigências mecânicas. A GR é caracterizada por movimentos corporais aliados à manipulação de aparelhos portáteis, que exige grande capacidade de contração dos membros inferiores de maneira rápida, contínua e em extrema amplitude articular. Por outro lado, a GA enfatiza movimentos de curta duração, com elevações do centro de gravidade, rotações do corpo no ar e aterrissagens precisas no solo, que exigem grande produção de força e potência dos membros inferiores. Assim, ambas as modalidades necessitam gerar força nos membros inferiores, porém em diferentes intensidades. Essas distintas demandas mecânicas de cada modalidade determinam diferentes adaptações morfológicas e funcionais que podem influenciar no desempenho desportivo. Além disso, essa demanda mecânica tem impacto direto sobre o joelho, uma das mais importantes e requisitadas articulações no desempenho esportivo da ginástica. Entretanto, pouco se sabe sobre as adaptações estruturais e funcionais decorrentes do treinamento nessas diferentes modalidades da ginástica, assim como sobre a musculatura que atua na articulação do joelho e sua influência no desempenho. O primeiro objetivo desta dissertação foi avaliar e comparar a arquitetura muscular e as propriedades morfológicas do tendão patelar entre atletas de GR e GA, bem como verificar a influência dessas variáveis sobre a impulsão vertical. O segundo objetivo foi avaliar e comparar as propriedades neuromecânicas dos extensores do joelho entre atletas de GR e GA. Capítulo I: O objetivo deste estudo foi avaliar e comparar as variáveis da arquitetura muscular: 1) comprimento de fascículo (CF); 2) ângulo de penação (AP); 3) espessura muscular (EM) do vasto lateral (VL) e as propriedades morfológicas do tendão patelar (TP): a) comprimento de tendão (CT); b) área de secção transversa do tendão (AST-TP) entre atletas de GR e GA, bem como verificar a influência dessas variáveis sobre o desempenho no salto vertical. Participaram do estudo oito atletas de GR e 10 atletas de GA, todas competidoras em nível nacional. A avaliação da impulsão vertical foi realizada por meio do teste counter-movement jump (CMJ) em uma plataforma de força. A imagem da arquitetura muscular do VL do membro dominante foi obtida por meio de um aparelho de ultrassonografia, assim como o CT e AST-TP. O comprimento de fascículo foi normalizado pelo comprimento da coxa. Para a impulsão vertical, atletas de GA apresentaram maiores alturas de salto comparadas às atletas de GR (p<0,01). Em relação à arquitetura muscular, atletas de GR apresentaram maior CF (absoluto e normalizado) e EM do VL (p<0,01), enquanto as atletas de GA apresentaram maior AP (p<0,01). O CT foi maior no grupo GR (p<0,01), enquanto a AST-TP foi maior no grupo GA (p<0,01). Por meio de regressões lineares foi possível observar que o CF demonstrou uma correlação negativa e uma influência de 34% sobre a altura do CMJ, enquanto a AST-TP demonstrou uma correlação positiva e uma influência de 53% sobre a altura do salto. AP, EM e CT não apresentaram influência significativa. Atletas de GR e de GA apresentam adaptações distintas na arquitetura do VL e na morfologia do TP, sendo que menores CF e maior AST-TP parece influenciar positivamente no desempenho do salto. Capítulo II: O objetivo do presente estudo foi avaliar e comparar os seguintes parâmetros neuromecânicos: torque isométrico máximo, taxa de produção de força (TPF), integral do sinal eletromiográfico (iEMG), torque isocinético máximo, trabalho (W) e potência (P) entre atletas de GR e GA. Participaram do estudo oito atletas de GR e 10 atletas de GA, todas competidoras em nível nacional. A avaliação dos torques foi realizada em um dinamômetro isocinético. Primeiramente, foi realizado um protocolo composto por três contrações isométricas máximas (CVMi) de extensão no ângulo de 70 de flexão do joelho, em que foram coletados os dados de pico de torque isométrico, TPF nos tempos de 15, 30, 50, 100, 150, 200, 250, 300ms e iEMG dos músculos bíceps femoral (BF), vasto lateral (VL), reto femoral (RF) e vasto medial (VM) nos tempos de 25 a 300 ms, em intervalos de 25ms. Após um intervalo de cinco minutos, foi realizado o segundo protocolo composto por cinco contrações concêntricas de extensão do joelho, nas velocidades de 60/s, 120/s e 180/s, em que foram obtidos os dados de pico de torque isocinético, W e P. Os valores de torque, W e P foram normalizados pela massa corporal total e a iEMG normalizada pelo valor da integral no pico de torque para cada músculo (niEMG). Em relação ao protocolo isométrico, ginastas artísticas apresentaram maior pico de torque (p<0,01) e TPF em todos os tempos avaliados (p<0,05). Para a niEMG, atletas de GA apresentaram maiores valores do BF a partir de 200ms, do VL a partir de 50ms e do RF em todos os tempos avaliados (p<0,05). A niEMG VM não apresentou diferenças entre os grupos (p>0,05). Já em relação ao protocolo isocinético, atletas de GA apresentaram maiores valores de pico de torque (p<0,01), W e P (p<0,05) em todas as velocidades testadas. Ginastas rítmicas e artísticas apresentam distintas características neuromusculares dos extensores do joelho que estão relacionadas às demandas mecânicas específicas de cada esporte. / Introduction: Functional demands from sports training determine functional and structural adaptations to the musculoskeletal system that affect performance. Training of rhythmic gymnastics (RG) and artistic gymnastic (AG) impose different mechanical demand to athletes. RG involves manipulation of apparatus and movements with large ranges of motion continuously performed by rapid movements of the lower limbs. On the other hand, AG involves explosive movements with larger focus on moving the body centre of mass during rotations, jumps and landing, leading to extreme force and power production by lower limb muscles. Therefore, both disciplines elicit force production in different patterns either, slow and continuous (for RG), or in short duration (for AG). These differences result in unlike mechanical demands applied to the skeletal muscles and potentially lead to particular morphological adaptation that could affect sports performance. Likewise, mechanical demand from gymnastics directly affects knee joint related structures, which is one of the key joints for performance in gymnastics. However, little is known on the adaptation of knee muscles from gymnastics training and potential effects in performance. The aim of this dissertation was to assess and compare muscle architecture and morphological properties of patellar tendon in RG and AG athletes along with influence from these variables in vertical jump. A second aim was to assess and compare neuromechanical properties of knee joint extensors in RG and AG athletes. Chapter I: The aims of this chapter were to 1) assess and compare vastus lateralis muscle architecture (i.e. fascicle length, pennation angle, and muscle thickness) and morphological properties of the patellar tendon (i.e. tendon length, tendon cross-section area) between RG and AG athletes, and 2) to assess the effects of muscle architecture and tendon morphology in vertical jump. Eight RG and ten AG athletes with national raking level have taken part of this study. Counter movement jump was assessed using a force plate. Ultrasound images were taken from the vastus lateralis from the dominant limb, as well as tendon length and tendon cross-section area. The fascicle length was expressed as relative values to the thigh length. Greater vertical jump height was observed for AG than RG (p<0,01).For muscle architecture, RG athletes presented longer fascicle length (absolute and relative) and muscle thickness for vastus lateralis (p<0,01), while AG athletes showed greater pennation angle (p<0,01). Tendon length was longer for RG athletes (p<0,01) whilst tendon cross-section area was larger for AG athletes (p<0,01). Linear regressions indicated an inverse relationship between fascicle length and jump height (R2 = 34%) and tendon cross-section area was directly related to jump height (R2 = 53%). Differently, pennation angle, muscle thickness and tendon length did not show any association to vertical jump height. RG and AG showed different adaptation from training for vastus lateralis and patellar tendon. Shorter fascicle lengths and larger patellar tendon cross-section areas may dictate jump height performance. Chapter II: The aim of this study was to assess maximal isometric knee extensor torque, rate of force development, integral of electromyography signals (iEMG), maximal isokinetic knee extensor torque, total work (W) and power output (P) in RG and AG athletes. Eight RG and ten AG athletes with national raking level have taken part of this study. Knee joint torque was assessed using an isokinetic dynamometer. Three maximal voluntary isometric contractions of knee extensors were performed at 70° of knee flexion in order to compute peak torque, rate of force development (at 15, 30, 50, 100, 150, 200, 250 and 300 ms from early force development) and iEMG from biceps femoris, vastus lateralis, rectus femoris and vastus medialis at 25 and 300 ms. After five minutes of rest, five maximal knee extension concentric contractions were performed in isokinetic mode at 60°/s, 120°/s and 180 °/s for peak torque, mechanical work and power output records. Torque, W and P were normalized to body mass and iEMG were normalized to peak torque integral (niEMG). For the isometric testing, AG presented greater peak torque (p<0,01) and increased rate for force development (p<0,05) then RG athletes. For niEMG, AG athletes showed increased activation for biceps femoris after 200 ms (p<0,05), for vastus lateralis after 50 ms (p<0,05) and for rectus femoris (p<0,05) during all duration of tests then RG athletes. No differences were observed for vastus medialis between AG and RG athletes (p>0,05). For isokinetic testing, AG athletes showed larger peak torque (p<0,01), increased W (p<0,05) and greater P (p<0,05) then RG athletes. RG and AG athletes showed different neuromechanical characteristics for their knee extensors that are potentially associated to mechanical demands observed in their training programs.

Introdução: A demanda funcional decorrente do treinamento desportivo determina adaptações estruturais e funcionais no sistema musculoesquelético. A Ginástica Rítmica (GR) e a Ginástica Artística (GA) são modalidades que apresentam diferentes exigências mecânicas. A GR é caracterizada por movimentos corporais aliados à manipulação de aparelhos portáteis, que exige grande capacidade de contração dos membros inferiores de maneira rápida, contínua e em extrema amplitude articular. Por outro lado, a GA enfatiza movimentos de curta duração, com elevações do centro de gravidade, rotações do corpo no ar e aterrissagens precisas no solo, que exigem grande produção de força e potência dos membros inferiores. Assim, ambas as modalidades necessitam gerar força nos membros inferiores, porém em diferentes intensidades. Essas distintas demandas mecânicas de cada modalidade determinam diferentes adaptações morfológicas e funcionais que podem influenciar no desempenho desportivo. Além disso, essa demanda mecânica tem impacto direto sobre o joelho, uma das mais importantes e requisitadas articulações no desempenho esportivo da ginástica. Entretanto, pouco se sabe sobre as adaptações estruturais e funcionais decorrentes do treinamento nessas diferentes modalidades da ginástica, assim como sobre a musculatura que atua na articulação do joelho e sua influência no desempenho. O primeiro objetivo desta dissertação foi avaliar e comparar a arquitetura muscular e as propriedades morfológicas do tendão patelar entre atletas de GR e GA, bem como verificar a influência dessas variáveis sobre a impulsão vertical. O segundo objetivo foi avaliar e comparar as propriedades neuromecânicas dos extensores do joelho entre atletas de GR e GA. Capítulo I: O objetivo deste estudo foi avaliar e comparar as variáveis da arquitetura muscular: 1) comprimento de fascículo (CF); 2) ângulo de penação (AP); 3) espessura muscular (EM) do vasto lateral (VL) e as propriedades morfológicas do tendão patelar (TP): a) comprimento de tendão (CT); b) área de secção transversa do tendão (AST-TP) entre atletas de GR e GA, bem como verificar a influência dessas variáveis sobre o desempenho no salto vertical. Participaram do estudo oito atletas de GR e 10 atletas de GA, todas competidoras em nível nacional. A avaliação da impulsão vertical foi realizada por meio do teste counter-movement jump (CMJ) em uma plataforma de força. A imagem da arquitetura muscular do VL do membro dominante foi obtida por meio de um aparelho de ultrassonografia, assim como o CT e AST-TP. O comprimento de fascículo foi normalizado pelo comprimento da coxa. Para a impulsão vertical, atletas de GA apresentaram maiores alturas de salto comparadas às atletas de GR (p<0,01). Em relação à arquitetura muscular, atletas de GR apresentaram maior CF (absoluto e normalizado) e EM do VL (p<0,01), enquanto as atletas de GA apresentaram maior AP (p<0,01). O CT foi maior no grupo GR (p<0,01), enquanto a AST-TP foi maior no grupo GA (p<0,01). Por meio de regressões lineares foi possível observar que o CF demonstrou uma correlação negativa e uma influência de 34% sobre a altura do CMJ, enquanto a AST-TP demonstrou uma correlação positiva e uma influência de 53% sobre a altura do salto. AP, EM e CT não apresentaram influência significativa. Atletas de GR e de GA apresentam adaptações distintas na arquitetura do VL e na morfologia do TP, sendo que menores CF e maior AST-TP parece influenciar positivamente no desempenho do salto. Capítulo II: O objetivo do presente estudo foi avaliar e comparar os seguintes parâmetros neuromecânicos: torque isométrico máximo, taxa de produção de força (TPF), integral do sinal eletromiográfico (iEMG), torque isocinético máximo, trabalho (W) e potência (P) entre atletas de GR e GA. Participaram do estudo oito atletas de GR e 10 atletas de GA, todas competidoras em nível nacional. A avaliação dos torques foi realizada em um dinamômetro isocinético. Primeiramente, foi realizado um protocolo composto por três contrações isométricas máximas (CVMi) de extensão no ângulo de 70 de flexão do joelho, em que foram coletados os dados de pico de torque isométrico, TPF nos tempos de 15, 30, 50, 100, 150, 200, 250, 300ms e iEMG dos músculos bíceps femoral (BF), vasto lateral (VL), reto femoral (RF) e vasto medial (VM) nos tempos de 25 a 300 ms, em intervalos de 25ms. Após um intervalo de cinco minutos, foi realizado o segundo protocolo composto por cinco contrações concêntricas de extensão do joelho, nas velocidades de 60/s, 120/s e 180/s, em que foram obtidos os dados de pico de torque isocinético, W e P. Os valores de torque, W e P foram normalizados pela massa corporal total e a iEMG normalizada pelo valor da integral no pico de torque para cada músculo (niEMG). Em relação ao protocolo isométrico, ginastas artísticas apresentaram maior pico de torque (p<0,01) e TPF em todos os tempos avaliados (p<0,05). Para a niEMG, atletas de GA apresentaram maiores valores do BF a partir de 200ms, do VL a partir de 50ms e do RF em todos os tempos avaliados (p<0,05). A niEMG VM não apresentou diferenças entre os grupos (p>0,05). Já em relação ao protocolo isocinético, atletas de GA apresentaram maiores valores de pico de torque (p<0,01), W e P (p<0,05) em todas as velocidades testadas. Ginastas rítmicas e artísticas apresentam distintas características neuromusculares dos extensores do joelho que estão relacionadas às demandas mecânicas específicas de cada esporte. / Introduction: Functional demands from sports training determine functional and structural adaptations to the musculoskeletal system that affect performance. Training of rhythmic gymnastics (RG) and artistic gymnastic (AG) impose different mechanical demand to athletes. RG involves manipulation of apparatus and movements with large ranges of motion continuously performed by rapid movements of the lower limbs. On the other hand, AG involves explosive movements with larger focus on moving the body centre of mass during rotations, jumps and landing, leading to extreme force and power production by lower limb muscles. Therefore, both disciplines elicit force production in different patterns either, slow and continuous (for RG), or in short duration (for AG). These differences result in unlike mechanical demands applied to the skeletal muscles and potentially lead to particular morphological adaptation that could affect sports performance. Likewise, mechanical demand from gymnastics directly affects knee joint related structures, which is one of the key joints for performance in gymnastics. However, little is known on the adaptation of knee muscles from gymnastics training and potential effects in performance. The aim of this dissertation was to assess and compare muscle architecture and morphological properties of patellar tendon in RG and AG athletes along with influence from these variables in vertical jump. A second aim was to assess and compare neuromechanical properties of knee joint extensors in RG and AG athletes. Chapter I: The aims of this chapter were to 1) assess and compare vastus lateralis muscle architecture (i.e. fascicle length, pennation angle, and muscle thickness) and morphological properties of the patellar tendon (i.e. tendon length, tendon cross-section area) between RG and AG athletes, and 2) to assess the effects of muscle architecture and tendon morphology in vertical jump. Eight RG and ten AG athletes with national raking level have taken part of this study. Counter movement jump was assessed using a force plate. Ultrasound images were taken from the vastus lateralis from the dominant limb, as well as tendon length and tendon cross-section area. The fascicle length was expressed as relative values to the thigh length. Greater vertical jump height was observed for AG than RG (p<0,01).For muscle architecture, RG athletes presented longer fascicle length (absolute and relative) and muscle thickness for vastus lateralis (p<0,01), while AG athletes showed greater pennation angle (p<0,01). Tendon length was longer for RG athletes (p<0,01) whilst tendon cross-section area was larger for AG athletes (p<0,01). Linear regressions indicated an inverse relationship between fascicle length and jump height (R2 = 34%) and tendon cross-section area was directly related to jump height (R2 = 53%). Differently, pennation angle, muscle thickness and tendon length did not show any association to vertical jump height. RG and AG showed different adaptation from training for vastus lateralis and patellar tendon. Shorter fascicle lengths and larger patellar tendon cross-section areas may dictate jump height performance. Chapter II: The aim of this study was to assess maximal isometric knee extensor torque, rate of force development, integral of electromyography signals (iEMG), maximal isokinetic knee extensor torque, total work (W) and power output (P) in RG and AG athletes. Eight RG and ten AG athletes with national raking level have taken part of this study. Knee joint torque was assessed using an isokinetic dynamometer. Three maximal voluntary isometric contractions of knee extensors were performed at 70° of knee flexion in order to compute peak torque, rate of force development (at 15, 30, 50, 100, 150, 200, 250 and 300 ms from early force development) and iEMG from biceps femoris, vastus lateralis, rectus femoris and vastus medialis at 25 and 300 ms. After five minutes of rest, five maximal knee extension concentric contractions were performed in isokinetic mode at 60°/s, 120°/s and 180 °/s for peak torque, mechanical work and power output records. Torque, W and P were normalized to body mass and iEMG were normalized to peak torque integral (niEMG). For the isometric testing, AG presented greater peak torque (p<0,01) and increased rate for force development (p<0,05) then RG athletes. For niEMG, AG athletes showed increased activation for biceps femoris after 200 ms (p<0,05), for vastus lateralis after 50 ms (p<0,05) and for rectus femoris (p<0,05) during all duration of tests then RG athletes. No differences were observed for vastus medialis between AG and RG athletes (p>0,05). For isokinetic testing, AG athletes showed larger peak torque (p<0,01), increased W (p<0,05) and greater P (p<0,05) then RG athletes. RG and AG athletes showed different neuromechanical characteristics for their knee extensors that are potentially associated to mechanical demands observed in their training programs.

Combinar o treinamento de força (TF) com o de potência (TP) tem mostrado ser mais efetivo do que os treinamentos aplicados de modo isolado. Porém, não existe consenso sobre a melhor forma de combinar o TF com o TP na mesma sessão de treino. Assim, os objetivos deste estudo foram investigar e comparar o efeito da ordem de combinação do TF e do TP no desempenho da força dinâmica máxima de membros inferiores, do salto vertical, da velocidade, da agilidade, do salto em profundidade e da potência muscular de membros inferiores. Participaram 27 jogadores de futebol, os quais foram divididos em três grupos: FP (realizou todas as séries do TF e em seguida as do TP), PF (realizou todas as séries do TP e em seguida as do TF) e AA (realizou séries alternadas do TF com o TP), sendo submetidos a oito semanas de treinamento. O TF utilizou o exercício agachamento (60-80% de 1RM) e o TP utilizou exercícios de salto em profundidade. Os resultados foram: aumentos significantes na força dinâmica máxima de 48,6%, 46,3% e 53% nos grupos FP, PF e AA respectivamente; na altura do salto vertical de 13%, 14,2% e 14,7% nos grupos FP, PF e AA, respectivamente e na potência média do grupo AA (8,6%) para a carga de 40% do PC. Não foram observadas alterações no desempenho da agilidade. Com relação a velocidade, os grupos FP e PF diminuíram o desempenho nos testes de 10 e 20 metros, enquanto que o grupo AA não alterou o seu desempenho. Em conclusão, as três diferentes combinações do TF e do TP foram semelhantes em promover adaptações no desempenho de jogadores de futebol e com base nestes resultados sugere-se que a ordem de combinação do TF e do TP na mesma sessão de treino parece não influenciar o desempenho de maneira crônica / The combination of strength (ST) with power training (PT) has been shown to be more effective than the isolated methods. However, there is no consensus on the best way to combine these methods in the same training session. Thus, the purpose of this study was to compare the effect of the combination of TF and TP on performance of lower limbs maximum dynamic strength and power, vertical jump, speed, agility, and drop jump. Twenty seven soccer players participated in eight weeks of training. They were divided into three groups: FP (all TF series before TP series), PF (all TP series before TF series), and AA (alternated TF and TP series). The TF was composed of squat exercise (60-80% 1RM) and the TP used drop jumps. The results were: significant increases in maximal dynamic strength of 48.6%, 46.3%, and 53% in groups FP, PF, and AA; respectively; in vertical jump height of 13%, 14,2% e 14,7% in groups FP, PF, and AA; respectively, and in average power in the AA group (8,6%) for the load of 40% PC. No changes were observed in agility performance. The FP and PF groups presented a decrease in speed of 10 and 20 meters, while the AA group did not change. In conclusion, the three different TF and TP combinations resulted in similar adaptations in soccer players performance. Thus, it can be suggested that TF and TP training order does not seem to interfere with long term performance changes

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Purpose: Young adolescent females are at the highest risk of sustaining an ACL injury, which may alter their movement and muscle activation patterns yet there is a lack sex- and age- specific guidelines for ACL injury management. The purpose of this study was to (1) evaluate the effects of limb dominance in a healthy uninjured population to serve as a baseline for the ACL-deficient cohort and (2) provide evidence of the neuromuscular patterns and biomechanical loading of uninjured and ACL-deficient knee joints in a female paediatric population. Methods: Eighteen active female adolescents with ACL rupture (ACLd) and 21 uninjured female adolescent controls matched for limb dominance (CON) participated in this study. Participants completed bilateral squats and drop vertical jumps (DVJ) while lower limb electromyography, kinetics and kinematics data were collected. Muscle synergies were extracted using a concatenated non-negative matrix factorization (CNMF) framework and compared between limbs, (CON dominant vs CON non-dominant and CON vs ACLd) across tasks and between limbs within tasks using intraclass correlation coefficients and statistical paramedic mapping. Results: ACLd participants took significantly longer to perform the squat relative to their uninjured peers. No significant differences were found for hip, knee and ankle peak joint flexion angles and moments between populations for the squat. Squat and DVJ muscle synergies were equivalent for dominant and non-dominant uninjured control limbs. ACL injured (ACL deficient and contralateral limbs) exhibited greater variability in DVJ synergy vectors than for the squat task. When comparing across tasks, scaling coefficients were consistently higher for the DVJ for all populations. Conclusion: Differences in lower limb kinematics, muscle activity and muscle activation patterns between dominant and non-dominant limbs indicate that limb symmetry, a clinical tool commonly used to assess rehabilitation and return to play may not provide relevant results. DVJ scaling factors were larger than those of the squat for all groups, likely due to the increased demand of that task. ACLd and CON participants completed squats and DVJ with similar lower limb joint angle patterns and muscle activity. ACL injured groups had fewer consistent vectors across tasks demonstrating greater variability in muscle activation patterns. This increased variability may be due to the ACL injury however, as injured participants were not studied pre- injury it cannot be confirmed.

The countermovement jump (CMJ) is a reliable and noninvasive test of lower-body neuromuscular performance. Many of the investigations used to establish the reliability of CMJ have been conducted in a controlled environment (i.e., laboratory setting). To better inform coaches, reliability of key CMJ variables should be examined in a practical environment. This study assessed intrasession and intersession reliability of CMJ variables in NCAA D-I volleyball athletes. Eleven female volleyball players (age = 19.8 ± 0.8 years, height = 1.75 ± 0.07 m, body mass = 71.6 ± 8.9 kg) performed twice weekly CMJ testing on force platforms across 14 weeks of training. Dependent variables were CMJ height (CMJH), reactive strength index modified (RSIMOD), relative peak power (rPP), and countermovement depth (CM depth). Intraclass correlation coefficients (ICCs), coefficient of variation (CV), and typical error (TE) were calculated, along with Pearson correlation coefficients. Intrasession reliability revealed excellent reliability values for CMJH (ICC = 0.94, CV = 2.9 ± 2.4%, TE = 1.25) and RSIMOD (ICC = 0.93, CV = 4.7 ± 4.9, TE = 0.03). Good reliability values were observed for rPP (ICC = 0.79, CV = 6.1 ± 10.9%, TE = 4.48), with only moderate reliability for CM depth (ICC = 0.61, CV = 7.1 ± 10.9%, TE = 16.9). Intersession reliability indicated excellent reliability for CMJH (ICC = 0.92, CV = 3.2 ± 2.8%, TE = 1.4) and RSIMOD (ICC = 0.92, CV = 5.4 ± 4.3%, TE = 0.03). However, poor reliability was observed for rPP (ICC = 0.41, CV = 10.4 ± 15.4%, TE = 7.95) and CM depth (ICC = 0.39, CV = 7.7 ± 10.8%, TE = 6.42). These results suggest that in the context of weekly athlete monitoring, measures such as CMJH and RSIMOD exhibit the greatest reliability. Conversely, measures such as CM depth and rPP exhibit high levels of variability. Practitioners seeking to track jump performance over time should be cognizant of CM depth variability and its potential impact on CMJ variables.