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Erschienen in: European Journal of Applied Physiology 6/2020

18.04.2020 | Original Article

Biomechanics of handcycling propulsion in a 30-min continuous load test at lactate threshold: Kinetics, kinematics, and muscular activity in able-bodied participants

verfasst von: Oliver J. Quittmann, Thomas Abel, Kirsten Albracht, Joshua Meskemper, Tina Foitschik, Heiko K. Strüder

Erschienen in: European Journal of Applied Physiology | Ausgabe 6/2020

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Abstract

Purpose

This study aims to investigate the biomechanics of handcycling during a continuous load trial (CLT) to assess the mechanisms underlying fatigue in upper body exercise.

Methods

Twelve able-bodied triathletes performed a 30-min CLT at a power output corresponding to lactate threshold in a racing recumbent handcycle mounted on a stationary ergometer. During the CLT, ratings of perceived exertion (RPE), tangential crank kinetics, 3D joint kinematics, and muscular activity of ten muscles of the upper extremity and trunk were examined using motion capturing and surface electromyography.

Results

During the CLT, spontaneously chosen cadence and RPE increased, whereas crank torque decreased. Rotational work was higher during the pull phase. Peripheral RPE was higher compared to central RPE. Joint range of motion decreased for elbow-flexion and radial-duction. Integrated EMG (iEMG) increased in the forearm flexors, forearm extensors, and M. deltoideus (Pars spinalis). An earlier onset of activation was found for M. deltoideus (Pars clavicularis), M. pectoralis major, M. rectus abdominis, M. biceps brachii, and the forearm flexors.

Conclusion

Fatigue-related alterations seem to apply analogously in handcycling and cycling. The most distal muscles are responsible for force transmission on the cranks and might thus suffer most from neuromuscular fatigue. The findings indicate that peripheral fatigue (at similar lactate values) is higher in handcycling compared to leg cycling, at least for inexperienced participants. An increase in cadence might delay peripheral fatigue by a reduced vascular occlusion. We assume that the gap between peripheral and central fatigue can be reduced by sport-specific endurance training.
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Literatur
Zurück zum Zitat Faude O, Hecksteden A, Hammes D, Schumacher F, Besenius E, Sperlich B, Meyer T (2017) Reliability of time-to-exhaustion and selected psycho-physiological variables during constant-load cycling at the maximal lactate steady-state. Appl Physiol Nutr Metabol Physiologie appliquee, nutrition et metabolisme 42(2):142–147. https://doi.org/10.1139/apnm-2016-0375 CrossRef Faude O, Hecksteden A, Hammes D, Schumacher F, Besenius E, Sperlich B, Meyer T (2017) Reliability of time-to-exhaustion and selected psycho-physiological variables during constant-load cycling at the maximal lactate steady-state. Appl Physiol Nutr Metabol Physiologie appliquee, nutrition et metabolisme 42(2):142–147. https://​doi.​org/​10.​1139/​apnm-2016-0375 CrossRef
Zurück zum Zitat Marsh AP, Martin PE (1995) The relationship between cadence and lower extremity EMG in cyclists and noncyclists. Med Sci Sports Exerc 27(2):217–225CrossRefPubMed Marsh AP, Martin PE (1995) The relationship between cadence and lower extremity EMG in cyclists and noncyclists. Med Sci Sports Exerc 27(2):217–225CrossRefPubMed
Metadaten
Titel
Biomechanics of handcycling propulsion in a 30-min continuous load test at lactate threshold: Kinetics, kinematics, and muscular activity in able-bodied participants
verfasst von
Oliver J. Quittmann
Thomas Abel
Kirsten Albracht
Joshua Meskemper
Tina Foitschik
Heiko K. Strüder
Publikationsdatum
18.04.2020
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
European Journal of Applied Physiology / Ausgabe 6/2020
Print ISSN: 1439-6319
Elektronische ISSN: 1439-6327
DOI
https://doi.org/10.1007/s00421-020-04373-x

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