Este documento resume três estudos sobre a influência da preferência lateral e experiência sobre o desempenho e ativação muscular dos membros inferiores durante o ciclismo. O primeiro estudo investigou se a preferência lateral influencia a ativação muscular bilateralmente e se a experiência afeta qualquer assimetria. Os outros estudos examinaram se a preferência afeta a eficiência e ativação muscular unilateralmente. Os resultados do primeiro estudo serão apresentados.

1. Influência da experiência e preferência lateral sobre o desempenho de membros inferiores Felipe P Carpes Orientador: Dr. Carlos Bolli Mota www.ufsm.br/gepec Universidade Federal do Rio Grande do Sul Programa de Pós-Graduação em Ciências do Movimento Humano

2. APRESENTAÇÃO CAPÍTULO 1 – Artigo de revisão “ Efeitos da preferência lateral sobre assimetrias de desempenho de membros inferiores: evidências para marcha, corrida e ciclismo” CAPÍTULO 2 – Artigo original “ Influência da experiência e da preferência lateral sobre a ativação muscular bilateral no ciclismo” CAPÍTULO 3 – Artigo original “ A preferência lateral afeta a eficiência e a ativação muscular dos membros inferiores?” CAPÍTULO 4 – Considerações finais “ Influência da experiência e da preferência lateral sobre a pedalada” Estrutura do documento

3. Delimitação do tema Estudos prévios Objetivos Materiais e métodos Resultados Respostas às questões propostas - discussão Conclusões e perspectivas Agradecimentos Estrutura da apresentação

4. Lateralização cerebral O que é preferência lateral? Membros superiores Membros inferiores Assimetria bilateral Investigações Estudos prévios Literatura Uso unilateral predominante Movimentos cíclicos e rítmicos Influência da preferência sobre o desempenho? Treinamento Transferência Habilidade Complexidade da tarefa Fadiga Lesão Aprendizagem Delimitação do tema

5. O que é preferência lateral? Preferência por um lado do corpo; maior confiança Steenhuis & Bryden. Cortex 25(2):289-04, 1989 Hebbal & Mysorekar. Percept Mot Skills 102(1):163-4, 2006 Teixeira & Teixeira. Brain Cogn 65 (3):238-43, 2007 Associação com o desempenho Serrien et al. Nat Rev Neurosci 7 (2):160-6, 2006 Uso unilateral extensivo: precursor de assimetrias Teixeira et al. Laterality 8 (1):53-65, 2003 Delimitação do tema

6. Específicas à tarefa Assimetrias podem permanecer constantes após treinamento e durante o processo de desenvolvimento Teixeira et al. Laterality 8 (1):53-65, 2003 Teixeira & Teixeira. Develop Psychobiol 50(8):799-06, 2008 Assimetria bilateral Delimitação do tema

7. Assimetrias na marcha e corrida Relação com dor lombar * Assimetria na FRS vertical: de 35 a 45% & Tendência de lesão para um lado foi relacionada com assimetria de FRS $ *Nadler et al. Clin J Sport Med 10(2):89-97, 2000; * Nadler et al. Am J Phys Med Rehab 80:572-7, 2001 & Hamill et al. Res Q Exerc Sport 55(3):280-93, 1984 & Herzog et al. Med Sci Sports Exerc 21(1):110-4, 1989 & Lassel et al. Ann Rééd Méd Physique 35:159-73, 1992 $ Zifchock et al J Biomech 39(15):2792-7. 2006 Delimitação do tema

8. Compensações para minimizar assimetrias podem aumentar a sobrecarga * Assimetrias mais frequentes em parâmetros angulares # Corredores de elite parecem “mais simétricos” & O aumento na velocidade diminui a assimetria na corrida @ *Vagenas & Hoshizaki . Int J Sport Biomech 8(1):11-29, 1992 #Karamanidis et al . Med Sci Sports Exerc 35(6):1009-16, 2006 #Vagenas & Hoshizaki . Int J Sports Biomech 8:11-29, 1992 & Cavanagh et al . Ann N Y Acad Sci 301:328-45, 1977 @ Goble, et al. Hum Mov Sci 22(3):271-83, 2003 @ Cavagna et al. J Exp Biol 209: 4051-60, 2006 Assimetrias na marcha e corrida Delimitação do tema

9. Podem variar de 5 to 20% considerando o trabalho # Tendem a diminuir com o aumento da potência #^ & Podem ocorrer independente da cadência ¢ Podem apresentar alta variabilidade * Podem acelerar o processo de fadiga * # Cavanagh et al. Med Sci Sports Exerc (6):80-1, 1974 # ¢ Daly & Cavanagh. Med Sci Sports Exerc 8(3):204-8, 1976 ^ Sargeant & Davis. J Appl Physiol 42:514-8, 1977 # ¢ Sirin et al. Proceedings ASB , 1989 ¢ * Smak et al. J Biomech 32(9):899-06, 1999 ¢ Sanderson. J Sports Sci 9(2):191-03, 1991 & Hunt et al. Arch Phys Med Rehabil 85(9):1475-8, 2004 Assimetrias no ciclismo Delimitação do tema

10. Estudos prévios sobre assimetria no ciclismo www.ufsm.br/gepec

11. Estudos prévios Abordagem biomecânica da relação entre a cinemática, intensidade do exercício e dominância de membros em ciclistas Bini et al. RBCDH 11(2):142-50, 2009 Carpes et al. Rev Bras Biomec 7(13):55-61, 2006 Força resultante aplicada no pedal

12. Carpes et al. Rev Bras Biomec 7(13):55-61, 2006 Estudos prévios Abordagem biomecânica da relação entre a cinemática, intensidade do exercício e dominância de membros em ciclistas PEDAL força movimento

13. Carpes et al. Rev Bras Biomec 7(13):55-61, 2006 Estudos prévios Abordagem biomecânica da relação entre a cinemática, intensidade do exercício e dominância de membros em ciclistas PEDAL força movimento PEDAL força movimento

14. * Diferença estatisticamente significante entre membros (p<0.05) Ŧ Diferença estatisticamente significante entre intensidades (p<0.05) Estudos prévios Carpes et al. Rev Bras Biomec 7(13):55-61, 2006 Intensidade do exercício (%VO 2 max) Preferido Não-preferido

15. Estudos prévios Abordagem biomecânica da relação entre a cinemática, intensidade do exercício e dominância de membros em ciclistas Bini et al. RBCDH 11(2):142-50, 2009 Força efetiva Assimetrias na cinemática sugerem maior sobrecarga articular, e menor desempenho

16. Bilateral pedaling asymmetry during a simulated 40 km cycling time-trial Carpes et al. J Sports Med Phys Fitness 47 (1):51-7, 2007 Preferido Não-preferido Estágios de 15 min * AI % > 10% Estudos prévios

17. During an incremental exercise cyclists improve bilateral pedaling symmetry Carpes et al. Braz J Biom 2(3):155-9, 2008 Intensidade do exercício (%VO 2 max) Índice de assimetria (%) ~ 90%VO 2 100% = 410W Estudos prévios

18. Provas de vários dias Tour Dupont 1994 50% do Tour = potência abaixo de 150W 25% do Tour = potência entre 240 e 360W 1% do Tour = potência acima de 360W Golich & Broker. Perf Cond Cycling 29:6-8, 1996 Intensidade durante competições Provas de um dia 6h 3,5h Atkinson et al. J Sports Sci 21:767-87, 2003 Estudos prévios

19. Training level, perception and bilateral asymmetry during multi-joint leg-press exercise Carpes et al. Braz J Biom 2(1):51-62, 2008 Sujeitos iniciantes Sujeitos treinados Iniciantes apresentaram maiores índices de assimetria menor percepção de assimetrias Treinamento levou a menores índices de assimetria Melhor percepção sobre assimetrias em treinados Estudos prévios

20. Causas de assimetrias em MI Assimetrias no ciclismo Estudos prévios sugeriram influência da intensidade efeitos da fadiga na cinemática do membro NP efeitos da fadiga na força do membro P influência do treinamento (experiência) Estudos prévios

21. Causas de assimetrias em MI Contrações isométricas Assimetrias: EMG ( TA, GM ) e torque ( flexão plantar ) em sujeitos de meia idade Valderrabano et al. Foot Ankle Int 28(2): 242-9, 2007 Ounpuu & Winter. Electroencephalogr Clin Neurophysiol 72(5): 429-38, 1989 Extensão de joelho Fatores neurais Simon & Ferris. Exp Brain Res 187(1):129-38, 2008 Marcha Resultados contraditórios Sadeghi et al. Gait Post 12(1):34-45, 2000 Estudos prévios

22. Objetivo Investigar a influência da preferência lateral sobre a atividade elétrica muscular e a eficiência muscular em: Ciclistas treinados, experientes e especializados para movimentos de membros inferiores Sujeitos saudáveis não-atletas, sem especialização de movimentos para membros inferiores Projeto aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa com Seres Humanos da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (protocolo 2007945)

23. Questões de pesquisa Estudo 1: bilateral A preferência influencia a ativação muscular? Qualquer assimetria na ativação depende da experiência? Estudo 2: unilateral A preferência influencia a eficiência muscular? A preferência influencia a ativação muscular? A preferência influencia a comunicação entre-membros?

24. Materiais e métodos Participantes Estudo 1 8 ciclistas (27 ±6 anos; 4,42±0,53 L.min -1 ; 367±52W) 8 não-ciclistas (24 ±3 anos; 3,48±0,08 L.min -1 ; 225±38W) Estudo 2 9 ciclistas (30 ±9 anos; 4,49±0,57 L.min -1 ; 350±48W) 9 não-ciclistas (24 ±3 anos; 3,48±0,44 L.min -1 ; 222±39W) Experiência de treinamento com ciclismo influenciou significativamente (P<0,05) as variáveis de desempenho

25. Materiais e métodos Protocolos de avaliação Avaliação da preferência podal Elias et al. Neuropsychologia 36(1):37-43, 1998 Teste incremental máximo Teste bilateral ( carga constante ) Testes unilaterais ( carga constante ) preferido não-preferido

26. t Carga de trabalho (W) Teste incremental máximo, bilateral Dia 1 Dia 2 Desenho experimental # ciclistas 100% Teste retangular, bilateral Teste retangular, unilateral #1 Teste retangular, unilateral #2 1-1,5h > 40min Ao menos 24h Materiais e métodos

27. t Carga de trabalho (W) Teste incremental máximo, bilateral Dia 1 Dia 3 Desenho experimental # não-ciclistas 100% Teste retangular, bilateral Teste retangular, unilateral #1 Teste retangular, unilateral #2 Ao menos 24h > 40min Ao menos 24h Dia 2 Materiais e métodos

28. Carga de trabalho (W) Teste incremental máximo, bilateral Teste incremental máximo 100% Medidas de repouso (5min); Aquecimento: 100W (50W); Carga inicial de 50W, incrementos de 25W.min -1 ( 25W.3min -1 ) VO 2 max Potência máxima produzida (Wmax) Limiar ventilatório 2 (LV2) Potência correspondente ao LV2 Materiais e métodos Medidas para cada estágio

29. Carga de trabalho (W) Teste incremental máximo, bilateral Teste retangular bilateral 100% Teste retangular, bilateral Carga: 70% W@LV2 6 min com VO 2 estável Análise dos min 3 e 4 LV2 Materiais e métodos 70%LV2

30. Testes retangulares unilaterais Carga de trabalho (W) 100% Teste retangular, unilateral #1 LV2 Teste retangular, unilateral #2 70%LV2=Bil 50%LV2Bil Carga: 50% W@bilateral 6 min com VO 2 estável Análise dos min 3 e 4 Materiais e métodos

31. EMG Miograph System (Miotec Inc., BRA) Taxa de amostragem de 2kHz por canal Butterworth 10-500Hz, 4ª ordem RMS, CVgrupo, CE – 12 ciclos – BF, GM, VL Normalização pelo RMSmax – teste incremental Cadência e potência produzida Computrainer PROLAB 3D (Racermate Inc., EUA) Trocas gasosas CPX/D (Medical Graphs Co., EUA) Materiais e métodos Instrumentação # ciclistas

32. EMG Biovision (Biovision, GER) Taxa de amostragem de 2,4kHz por canal Butterworth 10-500Hz, 4ª ordem RMS, CVgrupo, CE – 12 ciclos – BF, GM, VL Normalização pelo RMSmax – teste incremental Cadência e potência produzida Velotron Dynafit Pro (Racermate Inc., EUA) Trocas gasosas TrueOne 2400 (ParvoMedics, UT, EUA) Instrumentação # não-ciclistas Materiais e métodos

33. Variáveis Preferência lateral Ativação muscular (RMS, CV grupo , CE) VL, BF, GM direita e esquerda Trocas gasosas VO 2 estimativa da eficiência muscular (bruta, líquida) Coyle et al., Med Sci Sports Exerc, 24:782-8, 1992 Materiais e métodos

34. Procedimentos estatísticos Estudo 1 Normalidade, esfericidade, homogeneidade de variâncias Teste incremental – Modelo linear misto (2x2x4) perna, grupo, intensidade Teste retangular – Modelo linear misto (2x2) perna, grupo Efeitos e interações significativas verificadas por teste t independente (entre os grupos, entre as pernas) SPSS 13.0; α =5% Materiais e métodos

35. Estudo 2 Normalidade, esfericidade, homogeneidade de variâncias Testes unilaterais – Modelo linear misto (2x2) perna, grupo Efeitos e interações significativas verificadas por teste t independente (entre os grupos, entre as pernas) SPSS 13.0; α =5% Materiais e métodos Procedimentos estatísticos

36. Resultados – estudo 1 A preferência influencia a ativação muscular? Qualquer assimetria na ativação depende da experiência?

37. VO 2repouso menor para ciclistas (P<0,05) VO 2max maior em ciclistas (P<0,05) Eficiência bruta maior em ciclistas (P<0,05) Estudo 1: comparação do desempenho entre os grupos Eficiência muscular (%) no teste retangular bilateral Resultados Eficiência (%) Ciclistas Não-ciclistas Bruta 21,3 ±1,4* 19,8 ±1,0 Líquida 24 ±1,3 24,1 ±0,7

38. Estudo 1: ativação muscular - teste incremental Carga de trabalho (W) Ativação muscular (%RMSmax) GM BF* VL* * P<0,05 entre os grupos Magnitude da ativação muscular Resultados

39. Estudo 1: ativação muscular – teste incremental Variabilidade na ativação muscular Carga de trabalho (W) Variabilidade da ativação (%) *P<0,05 entre os grupos # P<0,05 entre as pernas * # Resultados

40. Teste incremental Influência do treinamento sobre a EMG Chapman et al. J Electromyogr Kinesiol , 18(3): 359-71, 2008 Hug & Dorel. J Electromyogr Kinesiol , 19(2): 182-98, 2009 Similar magnitude de ativação entre membro P e NP Liberação de vias sensoriomotoras inibitórias Padrão bilateral de ativação cortical para MI Kapreli, et al., Cortex , 43(2): 219-32, 2007 Kapreli, et al., Neuroimage , 32(4): 1709-21, 2006 Aumento de comandos neurais enviados bilateralmente Glass, Nature , 410: 277-84, 2001 Estudo 1: discussão Discussão

41. Teste incremental Variabilidade da EMG de acordo com a literatura Hug, et al., Eur J Appl Physiol , 92(3): 334-42, 2004 Aumento da carga – maiores sinergias musculares, sincronização Chapman, et al., J Electromyogr Kinesiol , 18(3): 359-71, 2008 Chapman, et al. J Sports Sci , 24(2): 115-24, 2006 Efeito da preferência sobre a variabilidade Ciclistas: NP maior variabilidade Não-ciclistas: variabilidade não teve relação direta com preferência redundância motora – sinergias múltiplas Hug et al., Eur J Appl Physiol , 104(4): 667-78, 2008 Estudo 1: discussão Discussão

42. Estudo 1: ativação muscular – teste retangular * P<0,05 entre os grupos Magnitude da ativação muscular Resultados

43. Estudo 1: ativação muscular – teste retangular * P<0,05 entre grupos × P<0,05 entre pernas Variabilidade na ativação muscular Resultados Músculo Perna Ciclistas Não-ciclistas BF P 23,2±8,1 42,0±13,4 * NP 26,7±8,9 39,8±9,2 * GM P 20,9±4,5 29,1±3,5 * NP 21,5±5,6 39,4±11,1 ×* VL P 22,5±5,7 17,1±3,9 * NP 24,2±6,0 41,0±11,1 ×*

44. Teste retangular Intensidades submáximas relacionadas com assimetria de força Carpes et al., Braz J Biom , 2(1): 51-62, 2008 Carpes et al., J Sports Med Phys Fitn , 47(1): 51-7, 2007 Sanderson, J Hum Mov Studies , 19: 1-9, 1990 Ativação muscular não suportou assimetrias Estudo 1: discussão Discussão

45. Ciclistas: menor variabilidade – maior eficiência bruta Goble et al., Hum Mov Sci , 22(3): 271-83, 2003 Reisman et al., J Neurophysiol , 94(4): 2403-15, 2005 Prática extensiva – melhor controle da força Bernardi et al., Eur J Appl Physiol Occup Physiol , 74(1-2): 52-9, 1996 Efeito da preferência sobre a variabilidade maior variabilidade em não-ciclistas Chapman, et al., J Electromyogr Kinesiol , 18(3): 359-71, 2008 Ryan et al., J Electromyogr Kinesiol , 2(2): 69-80, 1992 perna NP com maior variabilidade Estudo 1: discussão Discussão

46. Resultados – estudo 2 A preferência influencia a eficiência muscular? A preferência influencia a ativação muscular? A preferência influencia a comunicação entre membros?

47. Estudo 2: Consumo de oxigênio e eficiência – teste unilateral * P<0,05 entre grupos Média ± DP Consumo de oxigênio Eficiência muscular Média ± DP Resultados VO2 (L.min -1 ) Ciclistas Não-ciclistas P NP P NP 2,13±0,43* 2,08±0,5* 1,5±0,23 1,51±0,2 Eficiência (%) Ciclistas Não-ciclistas P NP P NP Bruta 15±1,6* 15,2±2,5* 12,7±1,8 12,4±1,4 Líquida 17,1±2,3 17,8±3,4 16,6±3,2 16,3±2,5

48. Membros superiores Membro superior preferido – “ vantagens ” EMG eficiência De Luca et al., Eur J Appl Physiol Occup Physiol , 55(5): 457-64, 1986 Adam et al., J Neurophysiol , 80(3): 1373-82, 1998 Diederichsen et al., J Electromyogr Kinesiol , 17(4): 410-9, 2007 Membros inferiores Consumo de oxigênio similar entre P e NP ciclismo unilateral @50W Sargeant & Davies, J Appl Physiol , 42: 514-8, 1977 Estudo 2: discussão Discussão

49. Estudo 2: ativação muscular – testes unilaterais Magnitude da ativação muscular Resultados

50. Estudo 2: ativação muscular – testes unilaterais Variabilidade da ativação muscular Média ± DP Resultados Músculos Perna Ciclistas Não-ciclistas BF P 29,0±9,9 47,4±18,1 NP 36,4±11,3 49,9±21,8 GM P 42,6±14,3 42,4±7,0 NP 39,3±13,2 40,3±7,5 VL P 39,0±10.6 37,7±16,6 NP 33,7±12,7 29,4±10,1

51. Retangular unilateral Ativação independente da experiência e preferência Alta variabilidade Minimização do efeito sensorimotor do membro contralateral Maior ativação em ações unilaterais Ting et al., Prog Brain Res , 165: 299-21, 2007 Ting et al., J Neurophysiol , 83(6): 3351-65, 2000 Similaridade entre C e NC – menor feedback sensorial Pearson, Prog Brain Res , 143: 123-9, 2004 Ting & Mckay, Curr Opin Neurobiol , 17(6): 622-8, 2007 Estudo 2: discussão Discussão

52. Estudo 2: ativação muscular – testes unilaterais Comunicação entre-membros * P<0,05 entre grupos Média ± DP Resultados Músculos Perna Ciclistas Não-ciclistas BF P 0.34±0.06 * 0.23±0.10 NP 0.37±0.14 0.26±0.09 GM P 0.21±0.10 0.17±0.12 NP 0.10±0.03 0.17±0.16 VL P 0.27±0.13 * 0.19±0.11 NP 0.17±0.07 0.27±0.10

53. Maior comunicação entre-membros para BF Ting et al.,. J Neurophysiol , 83(6): 3351-65, 2000 Kautz, et al., J Neurophysiol , 95(5): 3154-63, 2006 Elementos de controle bilateral que são excitados mesmo quando somente uma perna está pedalando Ting et al.,. J Neurophysiol , 83(6): 3351-65, 2000 Kautz, et al., J Neurophysiol , 95(5): 3154-63, 2006 Perna P de ciclistas: mais informação quando parada ND em movimento: ativação cortical mais bilateral Kapreli, et al., Neuroimage , 32(4): 1709-21, 2006 Efeito da experiência sobre a comunicação entre-membros Estudo 2: discussão Discussão

54. Conclusões A preferência influencia a ativação muscular? Qualquer assimetria na ativação depende da experiência? Journal of Sports Sciences A preferência influencia a eficiência muscular? A preferência influencia a ativação muscular? A preferência influencia a comunicação entre membros? Human Movement Science

55. Avaliação de um número pequeno de sujeitos Padrões de ativação não puderam ser quantificados Não foram feitas medidas de força nos pedais Não foram feitas medidas de cinemática do membro inferior Limitações

56. Análise da variabilidade intra-sujeitos Aspectos neurais Taxa de desenvolvimento de força Eficiência neuromuscular Fadiga Aspectos ambientais Corrida : influência dos equipamentos (calçados) Ciclismo : técnica de pedalada Perspectivas

57. Agradecimentos

58. Agradecimentos GEPEC GPBiC