Atividade eletromiográfica e força muscular de membros inferiores durante o ciclismo até a exaustão em atletas competitivos

A fadiga muscular pode ser definida como a incapacidade de manutenção de um nível esperado de força para uma dada intensidade, o que envolve um processo complexo reunindo fatores fisiológicos, biomecânicos e psicológicos. O objetivo deste trabalho foi investigar o efeito da fadiga sobre variáveis biomecânicas no ciclismo. Para isso, dois estudos foram delineados. No primeiro estudo, o objetivo foi analisar a cadência, forças no pedal e a atividade elétrica dos músculos do membro inferior durante teste de ciclismo até a exaustão. Quatorze triatletas completaram um teste incremental máximo e no dia seguinte pedalaram a uma carga correspondente a 100% do consumo máximo de oxigênio até a exaustão. Os dados de cadência, forças no pedal e eletromiografia (EMG) dos músculos glúteo máximo (GL), reto femoral (RF), vasto lateral (VL), vasto medial (VM), bíceps femoral (BF), gastrocnêmio medial (GM), tibial anterior (TA) e sóleo (SO) foram coletados e analisados a cada 10s durante o início, meio e fim do teste de fadiga. O valor root mean square (RMS) foi usado com representativo da ativação muscular total. As forças normal e tangencial aumentaram significativamente do início para o fim do teste, enquanto a cadência diminuiu significativamente. Os valores RMS do GL, VL, RF e VM aumentaram significativamente do início para o fim do teste. No entanto, a ativação não se alterou significativamente para os músculos BF, GM, TA e SO. A fadiga durante um teste até a exaustão gerou aumento na ativação do GL e extensores do joelho, na força normal e redução na cadência. A manutenção da carga de trabalho pareceu estar relacionada com maior participação do GL e VL. No segundo estudo o objetivo foi analisar os efeitos da fadiga na técnica de pedalada. Oito ciclistas de elite completaram um teste incremental máximo e no dia seguinte pedalaram em um ciclo ergômetro a carga correspondente a 100% do consumo máximo de oxigênio até a exaustão. Durante este teste, pedais instrumentados foram utilizados para avaliar a técnica de pedalada. Avaliação cinemática foi realizada para monitorar o comportamento angular do tornozelo e o ângulo do pedal. Considerando o membro inferior direito, a força resultante e a força efetiva foram calculadas para a determinação do índice de efetividade (IE). Ao longo do teste de fadiga, o IE não apresentou alterações significativas. O tornozelo apresentou aumento significativo na amplitude de movimento ao longo do teste, sendo o mesmo observado para o ângulo do pedal. Esses resultados sugeriram que a fadiga muscular levou a alteração na técnica de pedalada. As mudanças no comportamento angular do tornozelo parecem suportar a manutenção do IE durante a pedalada, mesmo quando músculos produtores de potência apresentam fadiga, conforme descrito no primeiro estudo. Tomados em conjunto, os resultados destes dois estudos sugerem que atletas apresentam mudanças na técnica de pedalada devido à fadiga, mas conseguem ajustar os padrões de ativação muscular e cinemática do membro inferior a fim de prolongar o tempo de exaustão.Muscle fatigue can be defined as an inability to sustain a determined level of force under a given intensity, which involves physiological, biomechanical and psychological factors. The purpose of this thesis was to investigate the effects of fatigue on biomechanical aspects of cycling. Two studies were designed to evaluate fatigue up to exhaustion. For the first study, the aims were to evaluate cadence, pedal forces and electrical activity of lower limbs muscles during a cycling trial until exhaustion. Fourteen triathletes completed an incremental maximal cycling test and in the following day pedaled up to exhaustion under a workload eliciting 100% of the maximal oxygen uptake. Data of cadence, pedal forces and electromyography (EMG) from gluteus maximus (GL), rectus femoris (RF), vastus lateralis (VL), vastus medialis (VM), biceps femoris (BF), gastrocnemius medialis (GM), tibialis anterior (TA) and soleous (SO) muscles were acquired during 10 s for the start, middle and end of the fatigue trial. The root mean square (RMS) value was used as an indicator of total muscle activation. Normal and tangential forces increased significantly from the start to the end of the test, whereas cadence statistically significantly decreased. The RMS value of GL, VL, RF and VL significantly increased from the start to the end of the test. Nevertheless, activation did not statistically change for BF, GM, TA and SO. The fatigue during cycling leaded to increases in GL and knee extensors activation, as well as in normal pedal force and to a decrease in cadence. The maintenance of the target workload appears to be related to higher participation of GL and VL. For the second study, the aim was to investigate the effects of fatigue on the pedaling technique. Eight elite cyclists completed an incremental maximal cycling test and completed a cycling test until exhaustion under workload eliciting 100% of the maximal oxygen uptake in the following day. During the test, instrumented pedals were used for evaluation of pedaling technique. Kinematic assessment was used to monitor the angular behavior of the ankle joint and of the pedal. The right lower limb resultant pedal force and effective force were computed for determination of the effectiveness index (IE). During the fatigue test, IE did not change significantly. The ankle kinematics revealed statistical increase for ankle and pedal ranges of motion with fatigue. These results suggest that muscle fatigue leads to changes in pedaling technique. The changes in ankle kinematics seems to support the IE maintenance during pedaling up to exhaustion, even so power producer muscles presented fatigue, as described in the first study. Data from both studies suggest that athletes change pedaling technique due to fatigue, but they are able to sustain patterns of muscle activation and kinematic in an attempt to prolong the time to exhaustion