Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10316/87573
Title: Isokinetic knee joint muscles strength
Authors: Duarte, João Pedro Marques
Orientador: Coelho-e-Silva, Manuel João
Seabra, André
Malina, Robert Marion
Keywords: estabilidade articular do joelho; pico de torque; ângulo-específico; crescimento; maturação esquelética; mudanças de desenvolvimento; muscle strength; knee joint stability; peak torque; angle-specific; growth; skeletal maturation; developmental changes
Issue Date: 14-Feb-2019
Project: SFRH/BD/101083/2014 
Abstract: A presente Tese está dividida em quatro secções e tem como objetivo principal a compreensão da relação entre (o desenvolvimento da) a força muscular do membro inferior, o tamanho e composição corporal, e a maturação biológica, usando uma abordagem multidisciplinar. A primeira parte proporciona uma descrição exaustiva dos participantes considerados nos diferentes estudos, bem como do material, dos métodos e das variáveis avaliadas. A segunda secção inclui a avaliação da força considerando um espectro alargado de posições angulares na articulação do joelho. A variação teste re-teste nas avaliações isocinéticas foi baseada em períodos de uma semana. De um modo geral, os estudos transversais salientam que: (i) a avaliação da relação de força dos músculos flexores e extensores do joelho, na mesma posição angular, proporciona uma medição mais funcional; (ii) a capacidade muscular para controlar a articulação do joelho é influenciada pela posição angular; (iii) os rácios funcionais obtidos em posições angulares próximas à extensão completa da articulação do joelho mostram maiores disparidades em relação a ângulos próximos da flexão; (iv) a ação muscular excêntrica é menos eficaz em posições próximas da extensão completa do joelho. Estas posições angulares representam uma amplitude onde mais provável ocorrer lesão. Uma vez que existem dados limitados considerando populações de atletas, a terceira secção examina, através de dados longitudinais, jogadores de futebol masculinos adolescentes seguidos durante o tempo. Assim, estes estudos visam investigar as contribuições independentes e interativas do tamanho e composição corporal e da maturação biológica no desenvolvimento inter e intra-individual da força muscular na articulação do joelho, e enfatizam que: (i) a idade cronológica é uma variável explicativa significativa, mesmo quando o tamanho e composição do corpo e a maturação foram tidos em conta; (ii) a estatura não desempenha um papel importante no desenvolvimento da força muscular isométrica; (iii) na ação muscular concêntrica, o aumento da estatura introduz uma vantagem mecânica de avaliação que ocorre em conjunto com o crescimento; (iv) o comprimento estimado dos membros inferiores contribui significativamente para o rácio funcional de extensão; (v) a utilização da massa corporal total como covariável pode ser inadequada ao examinar grupos musculares localizados; (vi) existem correlações consideradas entre moderadas e fortes entre o pico de torque dos movimentos de flexão e extensão do joelho e a massa isenta de gordura; (vii) a introdução da variável tecido magro mole avaliado pela metodologia DXA na coxa do membro inferior preferido revelou-se significativa e explicativa no desenvolvimento do rácio funcional do movimento de extensão. A última secção compreende a discussão geral, na qual os resultados dos vários estudos são resumidos e as suas implicações práticas contextualizadas. O nosso trabalho permitiu quantificar o impacto das principais determinantes modificáveis nos parâmetros de força do membro inferior. A modelação multinível tem o potencial de fornecer informações úteis na explicação das diferenças entre indivíduos de uma determinada idade e de prever e explicar as mudanças ao longo do tempo, permitindo uma interpretação crítica da variação intra e inter-individual.
The present Thesis has been divided into four sections and the main purpose was to gain more understanding of the relationship between (the development of) lower-limb muscular strength and body size and composition and biological maturation, using a multidisciplinary approach. The first part provides an exhaustive description of the participants considered in different studies, well as the material, methods, and variables assessed. The second section includes strength assessment considering a wider spectrum of knee joint angular positions. Test-to-test variation in isokinetic assessments was based on repeated tests within a period of 1-week. Overall, these cross-sectional studies highlighted that: (i) assessment of the KF to extensors strength ratio at the same knee-joint angle provide a more functionally relevant measurement; (ii) the ability of the muscles to control the joint is influenced by the angular position; (iii) functional ratios derived from angular positions near to full knee extension show higher disparities then flexed angles; (iv) ecc Hamstring muscle action is less effective in extended knee positions. These angular positions represent a range where the injury is most likely to occur. Given the relatively limited data for youth athletes, in third section, longitudinal data are presented on adolescent male soccer players that have been followed across time. In the preceding context, these studies aimed to investigate the independent and interactive contributions of body size and composition, biological maturation to inter- and intra-individual development of knee joint strength and emphasized that: (i) CA was a significant explanatory variable once body size, body composition, and maturation were taken into account; (ii) stature might not play a major role in the development of isometric strength actions; (iii) in cc muscle action, the increase in stature introduces an assessment mechanical advantage that occurs in conjunction with growth; (iv) ELL significantly contributes to isokinetic KFecc:KFcc; (v) using whole body mass as a covariate may be inappropriate when examining localized muscle groups; (vi) there are moderate to strong correlations between knee extension and flexion peak torque and FFM; (vii) the introduction of DXA preferred thigh LST was found to be a significant explanatory variable in the development of functional extension (KFecc:KEcc). The last section comprises the general discussion in which the findings of the various studies are summarized and put into context and their implications discussed. Our work allowed quantifying the impact of the principal modifiable determinants of strength parameters. Multilevel modelling has the potential to provide useful information in the explanation of inter-individual differences at a certain age and probably more important to predict and explain changes over time, allowing a critical interpretation of variation within and between individuals.
Description: Tese de Doutoramento em Ciências do Desporto, no ramo de Treino Desportivo, apresentada à Faculdade de Ciências do Desporto e Educação Física da Universidade de Coimbra
URI: http://hdl.handle.net/10316/87573
Rights: openAccess
Appears in Collections:FCDEF - Teses de Doutoramento

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