O efeito da fadiga e do Biofreeze® na biomecânica da corrida

Dor muscular de início tardio (DOMS) é uma queixa comum de muitos corredores, de iniciantes a especialistas. DOMS pode afetar os motores primários na locomoção, incluindo, entre outros, os flexores e extensores do quadril, flexores e extensores do joelho e os flexores plantares do tornozelo. Ao correr com DOMS, a mecânica do quadril, joelho e tornozelo pode ser afetada de forma a causar uma compensação protetora para evitar mais danos ou atenuar a dor na musculatura afetada. Uma ocorrência comum é o DOMS nos extensores do joelho após uma corrida prolongada. DOMS que ocorre nos extensores do joelho pode afetar muito a biomecânica da articulação sagital do joelho (Dutto e Braun 2004; Paquette et al., 2017). Mais especificamente, essas mudanças na mecânica do joelho podem aumentar a rigidez do joelho na postura inicial, resultando em um aumento na rigidez vertical da perna. Essa mudança na rigidez do joelho serve potencialmente como um mecanismo de compensação protetora contra o alongamento dos extensores do joelho (Paschalis et al., 2007; Tsatalas et al., 2010). Alterar a mecânica de corrida (como resultado de DOMS ou fadiga) pode levar a um risco aumentado de lesões relacionadas à corrida.

Uma maneira potencial de reduzir ou aliviar a influência da dor muscular na biomecânica da corrida é por meio de analgésicos tópicos (Ellis et al., 2005). Analgésicos tópicos, como o Biofreeze®, atuam ligando-se aos receptores de dor que transmitem um sinal ao cérebro e retransmitem um sinal de volta ao músculo para protegê-lo, mantendo-se em uma posição encurtada, afetando tanto a produção de força quanto a biomecânica da corrida (Johar et al., 2012). O bloqueio desse sinal deve permitir ao indivíduo aliviar a dor muscular e devolver a função muscular e a mecânica articular aos níveis pré-DOMS. No entanto, o efeito interativo da dor muscular e um analgésico tópico na biomecânica da corrida permanece desconhecido. Uma redução na dor muscular relacionada ao DOMS pode levar a um melhor desempenho na corrida, ou pelo menos mais conforto na vida diária ao lidar com DOMS. Até o momento, houve pouca pesquisa sobre o efeito interativo do DOMS tratado com um analgésico tópico na biomecânica da corrida.

Protocolo de experimento

Sujeitos: Vinte indivíduos com idade entre 17 e 40 anos serão recrutados para o estudo. Os participantes serão considerados corredores recreativos (mínimo de 17 anos, correndo 20 km por semana sem lesões recentes ou atuais). O consentimento informado por escrito será obtido de todos os indivíduos.

Procedimentos Experimentais: Antes de qualquer procedimento experimental, os participantes passarão por uma breve sessão de familiarização e serão tomadas as medidas antropométricas necessárias para a análise de captura de movimento. Em seguida, os participantes poderão se aquecer com sua rotina regular de caminhada/corrida/alongamento. Após a conclusão, os participantes serão instrumentados com nosso equipamento de biomecânica (veja abaixo). Em seguida, os participantes correrão em uma esteira. Cada sessão de corrida durará de 5 a 10 minutos e os participantes correrão em duas velocidades diferentes (2 e 3 m/s) porque os efeitos do exercício excêntrico de ambos os extensores e flexores do joelho em determinados parâmetros tempo-espaciais e cinemática do joelho da corrida são dependente da velocidade. Após a sessão de corrida em ambas as velocidades, os participantes realizarão nosso protocolo DOMS (veja abaixo). 48 horas após o protocolo DOMS, os participantes retornarão ao laboratório para o mesmo protocolo de execução descrito acima. Em seguida, os participantes terão Biofreeze® (ou placebo) aplicado (veja abaixo) e 15 minutos após a aplicação, os participantes realizarão novamente o protocolo de corrida (veja cronograma abaixo)

Dia 1:

• Familiarização com protocolo e área de laboratório
• Medidas antropométricas
• Análise cinemática de execução - BASELINE (EMG e captura de movimento)
• Protocolo DOMS (Recusar corrida em esteira) Dia 2: (48 horas após o protocolo DOMS)
• Medição de DOMS (limiar de dor por pressão - consulte o apêndice, análise subjetiva)
• Análise cinemática de corrida induzida por DOMS
• Aplicação de Biofreeze / Aplicação de controle (Placebo)
• Análise cinemática de execução de intervenção
• EMG e captura de movimento em ambas as sessões

Protocolo DOMS para induzir dor: O protocolo DOMS consistirá em participantes realizando um protocolo de corrida em esteira de 30 minutos em declínio. O participante primeiro se aquecerá por 5 minutos em um ritmo de caminhada leve em uma inclinação de 0%. Assim que o participante estiver familiarizado com a esteira e estiver preparado, a esteira será ajustada para uma inclinação de -10% (declínio) e os participantes trabalharão até 85% de sua frequência cardíaca máxima prevista (PHRM). Uma vez atingido 85% de PHRM, um cronômetro de 30 minutos será iniciado e o participante terá como objetivo manter esse nível de intensidade com o monitoramento de um observador que permanecerá ao lado do participante. O participante será preso à chave de segurança na esteira sempre que estiver na esteira.

Cinemática: A cinemática tridimensional da parte inferior do corpo será rastreada usando um sistema de captura de movimento Vicon de 10 câmeras (Vicon, Oxford, Reino Unido). Marcadores individuais serão colocados sobre marcos anatômicos, incluindo maléolos medial e lateral, pé (calcanhar, metatarsos distais), côndilos medial e lateral do joelho, trocânter maior do quadril, pelve (espinhas ilíacas ântero-superiores, espinhas ilíacas póstero-superiores), e tronco (processo xifoide, incisura supraesternal, vértebras T10, vértebras C7 e um marco escapular médio-inferior para identificação posicional). Além disso, corpos rígidos moldados sob medida que consistem em marcadores reflexivos leves serão fixados na superfície dorsal do pé, no meio da perna lateralmente, no meio da coxa lateralmente e na pelve posteriormente (região sacro-ilíaca). Os corpos rígidos serão usados ​​para rastrear o movimento do segmento durante o teste experimental. Uma calibração estática determinará a relação entre os corpos rígidos e os marcadores de calibração sobre os marcos anatômicos e, subsequentemente, os centros articulares e os sistemas de coordenadas do segmento. Os marcadores serão fixados por uma tira de velcro-nylon, esparadrapo ou fita dupla face, dependendo de cada local individual.

Eletromiografia (EMG): A atividade muscular será registrada por meio de eletromiografia de superfície (SEMG) e antes da colocação dos eletrodos serão realizadas preparações padronizadas, incluindo raspagem da superfície e limpeza da pele com álcool (POP 07 - EMG de superfície). Os investigadores exigirão raspagem localizada nos locais especificados abaixo antes da colocação do eletrodo para melhorar a qualidade de nossos locais de registro. Um barbeador descartável de uso único será usado e, se ocorrer sangramento ou queimadura, isso se tornará a prioridade, em vez de continuar o protocolo. SEMG será registrado de 8 músculos das extremidades inferiores (bilateralmente). Os grupos musculares selecionados incluirão:

1. Extensores do joelho: vasto medial, vasto lateral, reto femoral, vasto intermediário
2. Flexores do joelho: bíceps femoral, semimembranoso, semitendinoso
3. Flexores plantares do tornozelo: gastrocnêmio lateral

Após a preparação do eletrodo que incluiu raspagem e esfregação com álcool, eletrodos de superfície Ag-AgCl bipolares descartáveis ​​(MediTrace 130, Kendall, Mansfield, MA, EUA) serão colocados sobre cada ventre muscular alinhados com a orientação da fibra muscular com um intereletrodo centro a centro distância de 2,5 cm. O EMG será filtrado em banda (10-1000 Hz) e amplificado diferencialmente (CMRR > 115 dB a 60 Hz; impedância de entrada -10 GQ; Modelo AMT-8, Bortec Biomedical Ltd., Calgary, AB, Canadá).

Após a preparação, os participantes realizarão uma série de contrações voluntárias máximas para normalizar os sinais EMG. Os participantes realizarão contrações isométricas máximas de flexão e extensão do joelho para normalizar os sinais EMG. Todos os dados EMG serão gravados digitalmente a uma taxa de 2048 Hz.

Limiar de dor por pressão: O limiar de dor por pressão será usado para avaliar a sensibilidade muscular e é definido como a quantidade mínima de pressão que causa dor. Um limiar de dor de pressão mais alta indica uma quantidade menor de sensibilidade muscular. O limiar de dor à pressão será medido para o quadríceps direito de cada participante no início de cada sessão de exercício antes de qualquer outro teste. Os participantes serão instruídos a dizer "sim" no instante em que sentirem dor em vez de pressão. Com o participante em uma posição de pé relaxada, o investigador colocará a sonda do algômetro na linha média do quadríceps direito, a meio caminho entre a crista ilíaca e a borda superior da patela. O investigador aplicará força gradualmente a uma taxa constante de 50-60kPa s-1 até que o participante indique dor. Três tentativas, com intervalo de 30 segundos entre as medidas, serão medidas com um algômetro com área de estimulação de 1,0cm2 (Lafayette Instrument Company, Manual Muscle Tester, modelo 01163, Lafayette, Indiana, EUA.) e os dados serão registrados em quilogramas/ cm2 com conversão para quilopascais (1kg/cm2=98,1 kPa). A média de três tentativas será utilizada para análise.

Dor Percebida (Análise Subjetiva da Dor): A dor muscular também será medida usando a Escala de Classificação Numérica BS-11 (NRS). O NRS permitirá que os participantes expressem a quantidade de dor, em referência à dor muscular que sentiram. O NRS é uma escala de 11 pontos que varia de 0 a 10, com 0 definido como "absolutamente nenhuma dor muscular" e 10 definido como "pior dor muscular já sentida".

Taxa de esforço percebido: Será utilizada uma escala simplificada para medir a taxa de esforço percebido (1-10, sendo 1 esforço mínimo e 10 esforço máximo sustentável por apenas alguns segundos). Isso será coletado e calculado a média durante cada parte do estudo (Linha de base, DOMS, Biocongelamento/Controle).

Biofreeze® (ou placebo) Aplicação: Um creme tópico será aplicado sobre o quadríceps. No caso de Biofreeze, serão aplicados 8ml do analgésico tópico sobre o ventre muscular do quadríceps. O modo de aplicação não envolverá nenhuma força, pressão ou fricção substancial e, portanto, nenhuma ativação reflexa será esperada. Esta dose de Biofreeze® é baseada na estimativa de que a área média da superfície da pele sobre o quadríceps é de aproximadamente 1600 cm2 e a dosagem recomendada de Biofreeze® de 1 ml por 200 cm. O mesmo processo ocorrerá para o creme placebo. Os pesquisadores serão cegos para a aplicação de Biofreeze® ou placebo. Os grupos serão randomizados para o controle ou para a condição experimental.