Differenze nel controllo neuromuscolare tra sprinter e sedentari in contrazioni isometriche del quadricipite

Objectives: Neuromuscular control and motor unit (MU) behavior are fundamental for force production, but it is not yet fully understood how these adapt in sprint athletes. The aim of this study is to compare the neuromuscular control strategies of the vastus lateralis (VL) and vastus medialis (VM) muscles between sprinters (SPR) and sedentary subjects (CNT) during isometric contractions. Methods: Twenty-nine subjects (15 SPR, 14 CNT) participated in the study. Maximum voluntary contraction (MVC) was assessed, and sub-maximal isometric ramp contractions were performed at 15%, 35%, 50%, and 70% of MVC. Electrical activity was recorded using high-density surface electromyography. The signals were decomposed to extract and analyze recruitment threshold (RT), discharge rate (DR), and the input-output relationship (∆Force/∆DR). Results: The SPR group expressed significantly higher MVC values compared to the CNT group (337,85 ± 74,92 Nm vs 241,27 ± 65,18 Nm; p=0,0013). Statistical analysis revealed no significant differences between the two groups regarding recruitment threshold and discharge rate (p > 0,05), which were exclusively modulated by contraction intensity. The input-output analysis highlighted a significantly greater absolute force increase in sprinters for each increase in discharge rate, additionally showing a nearly significant trend (p=0,052) in favor of the sprinters regarding the relative force increase (% MVC). Conclusions: The results indicate that the basic mechanisms of motor unit recruitment and discharge rate modulation during sub-maximal tasks are similar regardless of the training level. The greater ability of sprinters to express force in these tasks seems to derive primarily from peripheral structural adaptations, suggesting that any specific neural adaptations may emerge predominantly during explosive tasks. However, the relative input-output relationship suggests that some neural adaptations may also be present during non-specific and non-explosive tasks.

Obiettivi: Il controllo neuromuscolare e il comportamento delle unità motorie (UM) sono fondamentali per la produzione di forza, ma non è ancora del tutto chiaro come questi parametri si adattino negli atleti velocisti. L’obiettivo di questo studio è confrontare le strategie di controllo neuromuscolare dei muscoli vasto laterale (VL) e vasto mediale (VM) tra sprinter (SPR) e soggetti sedentari (CNT) durante contrazioni isometriche. Metodi: Hanno partecipato allo studio 29 soggetti (15 SPR, 14 CNT). È stata valutata la massima contrazione volontaria (MVC) e sono state eseguite contrazioni isometriche di rampa sub-massimali al 15%, 35%, 50% e 70% della MVC. L’attività elettrica è stata registrata tramite elettromiografia di superficie ad alta densità. I segnali sono stati decomposti per estrarre e analizzare: soglia di reclutamento (RT), frequenza di scarica (DR) e relazione input-output (∆Forza/∆DR). Risultati: Il gruppo SPR ha espresso valori di MVC significativamente superiori rispetto al gruppo CNT (337,85 ± 74,92 Nm vs 241,27 ± 65,18 Nm; p=0,0013). L’analisi statistica non ha rilevato differenze significative tra i due gruppi per quanto riguarda la soglia di reclutamento e la frequenza di scarica (p > 0.05), che sono risultate modulate esclusivamente dall’intensità della contrazione. L’analisi input-output ha evidenziato negli sprinter un incremento di forza assoluta significativamente maggiore per ogni aumento di frequenza di scarica, mostrando inoltre una tendenza quasi significativa (p=0,052) a favore dei velocisti per quanto riguarda l’incremento di forza relativa (% MVC). Conclusioni: I risultati indicano che i meccanismi di base del reclutamento motorio e della modulazione della frequenza di scarica durante compiti sub-massimali sono simili indipendentemente dal livello di allenamento. La maggiore capacità di esprimere forza dei velocisti in questi compiti sembra derivare principalmente da adattamenti strutturali periferici, suggerendo che eventuali adattamenti neurali specifici possano emergere prevalentemente durante compiti esplosivi. Tuttavia, la relazione input-output relativa suggerisce che alcuni adattamenti neurali possano esserci anche durante task aspecifici non esplosivi.