Η επίδραση των νευρομυικών αλλαγών των μυών της ποδοκνημικής άρθρωσης στην κινητική απόδοση παιδιών στη φάση της έκρηξης της ανάπτυξης: σχέση φύλου και άσκησης

Abstract

Early in adolescence, children experience a critical developmental period, known as growth spurt, marked by rapid biological changes. Body height increases rapidly and this affect neuromuscular control, mainly in lower limbs. The aim of this study was to investigate the effects of neuromuscular adaptations of ankle muscles because of maturation, with sex and training level on movement performance of early adolescents. The first goal was to quantify the relationships between sex, maturation, training level and task difficulty with standing postural control. The second goal was to evaluate the effects of sex, maturation, training level and walking speed on children’s gait. The third goal was to determine the effects of neuromuscular adaptations of ankle muscles, on counter movement jump (CMJ) performance, concerning to sex and training level.Forty four students, twenty-three boys (age 12.5 ± 0.29) and twenty-one girls (age 10.5 ± 0.32) near the age of peak height velocity (PHV) participated in this study. For each participant, we estimated the maturity offset (time relative to PHV) using a sex-specific multiple regression equation that is based on body mass, standing and sitting height, lower limb length, and chronological age. Investigation lasted 18 months and test was repeated every six months, three measurements in total. The measurements included four standing balance tasks on a platform, with two legs and eyes open, with two legs and eyes closed, with one leg (right and left). Additionally, children performed normal and fast pace, at their self–selected speed, on a corridor. Furthermore, they performed CMJ on a kistler platform. During balance and jumping tests, muscle activity of the medial gastrocnemius (MG) and tibialis anterior (TA) of the right leg was measured. We find that the postural control is better in girls than boys, only for the one-leg postural control task 9 months before PHV. This was associated with reduced activity between the plantar-flexor and dorsi-flexor muscles of the ankle joint. Second, removal of visual feedback impairs postural control and increases muscle coactivation of the ankle joint in both adolescent boys and girls. More active children exhibited better postural control than less active. Additionally, girls exhibited a steadier walking pattern than boys, mainly for the fast pace, while training didn’t affect gait parameters. Finally, boys exhibited greater jump performance, associated with increased GAS activity in eccentric phase, since they display plateau in improvement of jump height near PHV. Trained children were perform better in CMJ.From results it’s obvious that maturation near PHV affects early adolescent boys and girls in a different way. On the one hand, postural control and gait patterns are superior in girls, likely associated with an earlier maturation of muscle coordination, on the other, boys exhibit better performance in vertical jump, associated with increase in force parameters. Rapid increase in body height and neuromuscular adaptations, impair motor coordination in PHV, with plateau in movement performance improvement for both sexes. Absence of visual feedback impairs postural control and increase TA activation and coactivation of ankle muscles, to maintain balance. Additionally the data showed a significant advantage for trained children in nearly every balance and jumping parameter.

Μια σημαντική χρονική περίοδος στην ωρίμανση του ανθρώπου είναι η ηλικία του μέγιστου ρυθμού ανάπτυξης του ύψους (ΜΡΑΥ), όπου η ραγδαία αύξηση του ύψους και η ασυγχρόνιστη ανάπτυξη του κορμού και των άκρων, οδηγούν σε νευρομυικές αλλαγές, κυρίως των μυών των κάτω άκρων. Σκοπός της παρούσας διαχρονικής έρευνας ήταν η καταγραφή των νευρομυικών αλλαγών των μυών της ποδοκνημικής άρθρωσης και η αξιολόγηση της επίδρασης των αλλαγών αυτών σε βασικές κινητικές δεξιότητες ισορροπίας (στάση στα δύο πόδια και στήριξη στο ένα πόδι), στη βάδιση και στο κάθετο άλμα.Πρώτος στόχος ήταν να διερευνηθεί η εξέλιξη της στατικής ισορροπίας, αξιολογώντας δυναμικά και ηλεκτρομυογραφικά χαρακτηριστικά, κατά την έκρηξη της ανάπτυξης και να προσδιοριστεί η επίδραση του φύλου και της προπονητικής κατάστασης σε αυτή. Δεύτερος στόχος ήταν να αξιολογηθεί η επίδραση της ωρίμανσης, της ταχύτητας βάδισης, του φύλου και της προπονητικής κατάστασης στη βάδιση. Τρίτος στόχος ήταν να διερευνηθεί η επίδραση των νευρομυικών αλλαγών των μυών της ποδοκνημικής άρθρωσης στην απόδοση στο κάθετο άλμα, σε σχέση με το φύλο και την προπονητική κατάσταση. Στην έρευνα πήραν μέρος 44 παιδιά, 23 αγόρια (12.5 ± 0.29 ετών) και 21 κορίτσια (10.5 ± 0.32 ετών). Η επιλογή των παιδιών έγινε με βάση τη βιολογική και όχι τη χρονολογική ηλικία. Η έρευνα διήρκεσε 18 μήνες, με μία μέτρηση κάθε 6 μήνες, τρεις μετρήσεις συνολικά. Τα παιδιά αξιολογήθηκαν στη διποδική ισορροπία με ανοιχτά και κλειστά μάτια και στη μονοποδική ισορροπία, στο δεξί και αριστερό πόδι. Ακόμη, αξιολογήθηκαν στη βάδιση με κανονική και γρήγορη ταχύτητα (αυτοεπιλογή), καθώς και στο κάθετο άλμα. Κατά τη διάρκεια της ισορροπίας και του άλματος, αξιολογήθηκε ταυτόχρονα η ηλεκτρομυογραφική δραστηριότητα του πρόσθιου κνημιαίου (ΠΚ) και του γαστροκνημίου (ΜΓ) μυός. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα κορίτσια έχουν καλύτερη μονοποδική ισορροπία, κυρίως 9 μήνες πριν το ΜΡΑΥ και αυτό οφείλεται σε αυξημένη συνενεργοποίηση των ΠΚ και ΜΓ μυών. Επίσης, φάνηκε ότι τα παιδιά έχουν καλύτερη ισορροπία με ανοιχτά παρά με κλειστά μάτια, όπου η συνενεργοποίηση, αλλά και η δράση των ΠΚ μυών αυξήθηκαν, προκειμένου να διατηρηθεί η ισορροπία. Τα προπονημένα παιδιά φάνηκε να έχουν καλύτερη διποδική ισορροπία σε σχέση με τα λιγότερο προπονημένα. Τα κορίτσια φάνηκε να έχουν σταθερότερη βάδιση, κυρίως στο γρήγορο βήμα. Η προπόνηση δε φάνηκε να επηρεάζει τη βάδιση. Τα αγόρια έδειξαν καλύτερη απόδοση στο κάθετο άλμα, με πλατώ στο ύψος του άλματος κοντά στο ΜΡΑΥ. Η ηλεκτρομυογραφική δραστηριότητα του ΜΓ αυξήθηκε στην έκκεντρη φάση του άλματος για τα αγόρια, ενώ του ΠΚ μειώθηκε για το σύνολο των παιδιών. Τα προπονημένα παιδιά είχαν καλύτερη απόδοση στο κάθετο άλμα σε σχέση με τα λιγότερο προπονημένα. Τα αποτελέσματα της παρούσας έρευνας έδειξαν ότι η ωρίμανση επηρεάζει την κινητική απόδοση των παιδιών στην πρώτη εφηβική ηλικία, με τα κορίτσια να υπερέχουν στις δεξιότητες που απαιτούν ισορροπία και συντονισμό, πιθανόν λόγω της ωριμότερης νευρομυικής λειτουργίας της ποδοκνημικής άρθρωσης. Από την άλλη, τα αγόρια υπερέχουν στις δεξιότητες που απαιτούν δύναμη, με πλατώ στη βελτίωση της απόδοσης κοντά στο ΜΡΑΥ, λόγω μειωμένου συντονισμού.