The effect of delay on the control of reversal movements of the elbow: comparison between healthy individuals and Parkinson's disease patients

Neste trabalho, foram investigados efeitos de condições especiais como o envelhecimento e a Doença de Parkinson no controle de movimentos reversos do cotovelo, realizados com um atraso variável entre a ida (Ml) e a volta (M2) do mesmo. Outro objetivo foi verificar se o ciclo de alongamento-encurtamento (CAE) age como potencializador da contração muscular nessa população. Foram recrutados 12 voluntários, sendo seis sujeitos saudáveis (três homens e três mulheres) com idades entre 51 e 71 anos (Média = 62.33 e DP = 8.95) e seis portadores da doença de Parkinson (três homens e três mulheres) com idades entre 59 e 77 anos (Média = 68.66 e DP = 7.47). Eles realizaram movimentos uni-articulares rápidos de reversão com o cotovelo, que se movia em direção à um alvo (Ml) e depois retomava à posição inicial (M2). Esses movimentos foram realizados em três diferentes distâncias (20°, 40° e 60°) e entre os dois componentes (Ml e M2) foi realizado um atraso variável (Os, 0.2s, 0.5s e ls). O deslocamento angular do cotovelo foi registrado por um sistema óptico de análise do movimento (OPTOTRAK@ 3020) e a atividade elétrica dos músculos braquiorradial (BRR) e cabeça lateral do tríceps braquial (TR) foi registrada através de um eletromiógrafo EMG DelSYS (modelo DE2.2L) com eletrodos de superficie. O envelhecimento saudável não influenciou os padrões EMG utilizados por esses indivíduos para ativar os músculos agonista e antagonista na realização de movimentos uni-articulares com reversão com diferentes atrasos. A velocidade dos movimentos executados por esses indivíduos foi mais baixa devido ao uso de um padrão semelhante aos sujeitos jovens, porém com uma menor quantidade de ativação. Os parkinsonianos moveram mais lentamente que os idosos saudáveis e indivíduos saudáveis devido a algumas alterações na modulação da atividade EMG. Apesar de apresentarem a manutenção do padrão trifásico, a atividade elétrica dos músculos ocorreu na forma de vários bursts altemantes durante toda a realização da tarefa, o que provocou uma redução na quantidade de ativida elétrica dos músculos. Os parkinsonianos não reduziram a magnitude do segundo burst agoninos movimentos sem atraso, o que trouxe uma dificuldade maior para reverter os moviment< Por fim, notou-se que os indivíduos portadores da doença de Parkinson relaxavam menos a SI musculatura e iniciavam o retomo à posição inicial necessitando de uma atividade maior do 1 para gerar uma velocidade igual à dos indivíduos saudáveis, o que não aconteceu. ( movimentos que reverteram sem atraso apresentaram um valor maior da velocidade movimento de retomo à posição inicial, mesmo nos portadores da doença de Parkinso confirmando a ação potencializadora do ciclo de alongamento-encurtamento (CAE) sobre músculo tríceps. Isso suporta a influência, tanto dos reflexos (gerados pelo estiramento muscula quanto da energia potencial armazenada pelo músculo e tendão, que têm suas origens na fa: excêntrica do CAE e são liberados no movimento de volta (fase concêntrica). Palavras-chave: Movimentos reversos, doença de Parkinson, ciclo de alongamento encurtamento, eletromiografia e cinemáticaWithin this study were investigated the effects of special conditions like aging and the Parkinson's disease on the control ofreversal movements ofthe elbow joint performed with a variable delay between the two components (Ml and M2) ofreversal. Another aim was to verify if the stretch-shortening cycle exerts his potentiating effects on muscular contraction in this population. To perform these observations, 12 volunteers were recruited. Six of them (3 males and 3 females) were normal at their neurological assessment and were between 51 and 71 years of age (Mean = 62.33 e S.D.= 8.95), and the other six (3 males and 3 females) had been diagnosised with Parkinson disease and were between 59 and 77 years old (Mean = 68.66 e S.D. = 7.47). They executed fast single-joint movements with a reversal, moving towards a target (Ml) and getting back to the initial position (M2). These movements were accomplished in three different distances (20°, 40° and 60°) and between the two components ofreversal (Ml e M2) there were variable delays (Os, 0.2s, 0.5s eIs). The elbow angle was recorded using a optoelectric system of motion analysis (OPTOTRAK@ 3020) and the electrical activity of braquioradialis (BRR) and lateral head of triceps brachi (TR) muscles were recorded by a electromyograph EMG DelSYS (model DE2.2L) with surface electrodes placed over the muscles bellies. The aging did not affect the EMG patterns used by these persons in activating the agonist and antagonist muscles to accomplish single-joint movements with a delay between the movements toward the target and the return to the initial position. The velocity of movements executed by the elder1y volunteers was lower due to the fact that the same strategy applied to young hea1thy persons was used, however with less EMG activity. The volunteers with Parkinson's disease moved slower than the heaIthy elderly and young subjects due to aIterations in the modulation of EMG activity. Altough they kept the triphasic pattern, the EMG showed multiple bursts that aItemated during the task accomplishmen~ which decreased the amount of ellectricaI activity. Besides, they did not reduce the magnitude of second agonist burst in the reversaI movements without delay, what made the reversion harder. FinaIly, it was noticed that the parkinsonians showed less relaxation of his muscles during the intervaI between TI-T4, and started the return movement needing more TR activity to produce the same velocity, when compared to heaIthy persons, which was not the case. Those movements that reverted with no delay showed higher values concerning the second peak ofvelocity, even within the volunteers with Parkinson disease, sustaining the potentianting action of SSC over the triceps muscle. This effect comes from the influence of reflexes (generated by the muscle stretching), as well as the storage of elastic energy in the muscle and tendon in the eccentric phase of SSC, which are released at the movement of returning (concentric phase