Post-activation potentiation and fatigue in quadriceps femoral muscle after a 5 s maximal voluntary isometric contraction

Following an acute physical exercise, both post-activation potentiation and fatigue of the neuromuscular apparatus may occur. The voluntary recruitment of motor units occurs with frequencies that elicit incompletely fused tetanic contractions and these frequencies are most susceptible for post-activation potentiation as well as low-frequency fatigue. Therefore, the goal of the present study was to investigate which of the processes post-activation potentiation or low-frequency fatigue will be prevalent after 5 s maximal voluntary contraction (MVC). Eight healthy untrained men (age 24—35 years, mass 81.2 ± 5.1 kg) performed maximal sustained isometric knee extension for 5 s at a knee angle of 90 degrees. The contractile properties of quadriceps muscle evoked by electrical stimulation at 1, 7, 10, 15, 20, 50 Hz and 100 Hz, were recorded before and immediately after the exercise and 3, 5, and 10 min following the exercise. The rest interval between muscle electrical stimulation was 3 s. A signifi cant raise of force evoked by 1—15 Hz stimulation was observed immediately after the 5 s MVC exercise (p < 0.01). Later in recovery (at 10 min) the contraction force at 15 Hz and 20 Hz signifi cantly decreased (p < 0.05). Tetanic force at 50 Hz and 100 Hz demonstrated a signifi cant decrease immediately after the exercise and remained depressed up to 3 min (p < 0.01). The ratio of 20 / 50 Hz recorded immediately after the 5 s MVC increased signifi cantly (p < 0.05), however 10 min after the exercise there was a signifi cant decrease compared to its initial level (p < 0.05). The simultaneous occurrence of post-activation potentiation at low stimulation frequencies and suppressed forces at high stimulation frequencies suggests that potentiation and fatigue mechanisms were acting concurrently. Moreover, when post-activation potentiation is lost (in 10 min after the 5 s MVC exercise), [...].
Po trumpų ir intensyvių fi zinių pratimų gali pasireikšti postaktyvacinė potenciacija (PAP) ir raumenų nuovargis. Valingo raumenų susitraukimo metu motoriniai vienetai rekrutuojami dažnių, sukeliančių nelygųjį tetanusą. Būtent šie dažniai yra labiausiai veikiami postaktyvacinės potenciacijos, taip pat mažų dažnių nuovargio (MDN). Todėl ir norima šiuo tyrimu nustatyti, kuris iš fenomenų PAP ar MDN bus vyraujantis po 5 s trukmės maksimaliosios valingos jėgos (MVJ) krūvio. Tirti sveiki aktyviai nesportuojantys vyrai (amžius 24—35 m., svoris 81,2 ± 5,1 kg) (n = 8). Tiriamieji atliko 5 s trukmės maksimalų izometrinį krūvį — kojos tiesimą per kelio sąnarį. Krūvio metu koja per kelio sąnarį fi ksuota 90 laipsnių kampu. Keturgalvio šlaunies raumens susitraukimo jėga, sukelta 1, 7, 10, 15, 20, 50 Hz ir 100 Hz stimuliavimo dažniu, buvo registruojama iš karto atlikus krūvį ir praėjus 3, 5 ir 10 min po jo. Poilsio intervalai tarp stimulų — 3 s. Raumenų susitraukimo jėga, sukelta 1—15 Hz dažnio elektrostimuliavimo, iš karto po 5 s trukmės MVJ krūvio buvo reikšmingai didesnė nei prieš krūvį (p < 0,01). Atsigavimo metu mažais dažniais sukelta jėga mažėjo. Praėjus 10 min po krūvio 15 ir 20 Hz dažnio sukelta jėga buvo reikšmingai mažesnė, lyginant su reikšme prieš krūvį (p < 0,05). Raumenų susitraukimo jėga, sukelta 50 Hz ir 100 Hz dažnio, reikšmingai sumažėjo tuoj pat po 5 s trukmės MVJ krūvio ir išliko sumažėjusi 3 min (p < 0,01). P 20 / P 50 santykis tuoj pat po 5 s MVJ krūvio reikšmingai padidėjo (p < 0,05), tačiau praėjus 10 min po krūvio buvo reikšmingai mažesnis, palyginti su jo pradine reikšme (p < 0,05). Tyrimo rezultatai rodo, kad po 5 s trukmės maksimalaus valingo jėgos krūvio konkuruoja du mechanizmai: nuovargis, mažinantis mažais ir dideliais stimuliavimo dažniais sukeltą raumenų susitraukimo jėgą, [...].