nach oben

Erschienen in:

01.06.2009 | Original Article

Effects of knee and ankle muscle fatigue on postural control in the unipedal stance

verfasst von: Riadh Bizid, Eric Margnes, Yrieix François, Jean Louis Jully, Gerard Gonzalez, Philippe Dupui, Thierry Paillard

Erschienen in: European Journal of Applied Physiology | Ausgabe 3/2009

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Abstract

The aim of this study was to compare the effects of acute muscle fatigue of the ankle and knee musculature on postural control by immediate measures after performing fatiguing tasks (POST condition). One group of subjects (n = 8) performed a fatiguing task by voluntary contractions of the triceps surae (group TRI) and the other (n = 9) performed a fatiguing task by voluntary contractions of the quadriceps femoris (group QUA). Each muscle group was exercised until the loss of maximal voluntary contraction torque reached 50% (isokinetic dynamometer). Posture was assessed by measuring the centre of foot pressure (COP) with a force platform during a test of unipedal quiet standing posture with eyes closed. Initially (in PRE condition), the mean COP velocity was not significantly different between group TRI and group QUA. In POST condition, the mean COP velocity increased more in group QUA than in group TRI. The postural control was more impaired by knee muscle fatigue than by ankle muscle fatigue.

Adlerton AK, Moritz U (1996) Does calf-muscle fatigue affect standing balance? Scand J Med Sci Sports 6:211–215PubMedCrossRef

Avela J, Kyrolainen H, Komi PV (2001) Neuromuscular changes after long-lasting mechanically and electrically elicited fatigue. Eur J Appl Physiol 85:317–325. doi:10.1007/s004210100455 PubMedCrossRef

Babault N, Desbrosses K, Fabre MS, Michaut A, Pousson M (2006) Neuromuscular fatigue development during maximal concentric and isometric knee extensions. J Appl Physiol 100:780–785. doi:10.1152/japplphysiol.00737.2005 PubMedCrossRef

Bellew JW, Fenter PC (2006) Control of balance differs after knee or ankle fatigue in older women. Arch Phys Med Rehabil 87:1486–1489. doi:10.1016/j.apmr.2006.08.020 PubMedCrossRef

Bouisset S, Duchêne JL (1994) Is body balance more perturbed by respiration in seating than in standing posture? NeuroReport 5:957–960. doi:10.1097/00001756-199404000-00026 PubMedCrossRef

Brumagne S, Cordo P, Verschueren S (2004) Proprioceptive weighting changes in persons with low back pain and elderly persons during upright standing. Neurosci Lett 366:63–66. doi:10.1016/j.neulet.2004.05.013 PubMedCrossRef

Caron O (2003) Effects of local fatigue of the lower limbs on postural control and postural stability in standing posture. Neurosci Lett 340:83–86. doi:10.1016/S0304-3940(02)01455-6 PubMedCrossRef

Cherng RJ, Lee HY, Su FC (2003) Frequency spectral characteristics of standing balance in children and young adults. Med Eng Phys 25:509–515. doi:10.1016/S1350-4533(03)00049-3 PubMedCrossRef

Corbeil P, Blouin JS, Begin F, Nougier V, Teasdale N (2003) Perturbation of the postural control system induced by muscle fatigue. Gait Posture 18:92–100. doi:10.1016/S0966-6362(02)00198-4 PubMedCrossRef

Derave W, De Clercq D, Bouckaert J, Pannier JL (1998) The influence of exercise and dehydratation on postural stability. Ergonomics 41:782–789. doi:10.1080/001401398186630 PubMedCrossRef

Derave W, Tombeux N, Cottyn J, Pannier JL, De Clercq D (2002) Treadmill exercise negatively affects visual contribution to static postural stability. Int J Sports Med 23:44–49. doi:10.1055/s-2002-19374 PubMedCrossRef

Dickin DC, Doan JB (2008) Postural stability in altered and unilateral sensory environments following fatiguing exercise of lower extremity joints. Scand J Med Sci Sports 18:765–772PubMed

Eklund G, Lofstedt L (1970) Bio-mechanical analysis of balance. Biomed Eng 5:333–337PubMed

Enoka RM, Stuart DG (1992) Neurobiology of muscle fatigue. J Appl Physiol 72:1631–1648. doi:10.1063/1.351680 PubMedCrossRef

Gandevia SC (2001) Spinal and supraspinal factors in human muscle fatigue. Physiol Rev 81:1725–1729PubMed

Gauchard GC, Gangloff P, Vouriot A, Mallié JP, Perrin PP (2002) Effects of exercise-induced fatigue with and without hydration on static postural control in adult human subjects. Int J Neurosci 112:1191–1206. doi:10.1080/00207450290026157 PubMedCrossRef

Geurts AC, Nienhuis B, Mulder T (1993) Intrasubject variability of selected force-platform parameters in the quantification of postural control. Arch Phys Med Rehabil 74:1144–1150PubMed

Gosselin G, Rassoulian H, Brown I (2004) Effects of neck extensor muscles fatigue on balance. Clin Biomech (Bristol, Avon) 19:473–479. doi:10.1016/j.clinbiomech.2004.02.001 CrossRef

Gribble PA, Hertel J (2004a) Effect of hip and ankle muscle fatigue on unipodal postural control. J Electromyogr Kinesiol 14:641–646. doi:10.1016/j.jelekin.2004.05.001 PubMedCrossRef

Gribble PA, Hertel J (2004b) Effect of lower-extremity muscle fatigue on postural control. Arch Phys Med Rehabil 85:589–592. doi:10.1016/j.apmr.2003.06.031 PubMedCrossRef

Gribble PA, Hertel J, Denegart CR, Buckley WE (2004) The effects of fatigue and chronic ankle instability on dynamic postural control. J Athl Train 39:321–329PubMed

Harkins KM, Mattacola CG, Uhl TL, Malone TR, McCrory JL (2005) Effects of 2 ankle fatigue models on the duration of postural stability dysfunction. J Athl Train 40:191–196PubMed

Harridge SD, Bottinelli R, Canepari M, Pellegrino MA, Reggiani C, Esbjörnsson M, Saltin B (1996) Whole-muscle and single-fibre contractile properties and myosin heavy chain isoforms in human. Pflugers Arch 432:913–920. doi:10.1007/s004240050215 PubMedCrossRef

Horack FB, Nashner LM (1986) Central programming of postural movement: adaptation to altered support-surface configurations. J Neurophysiol 55:1369–1381

Isableu B, Ohlmann T, Crémieux J, Amblard B (2003) Differential approach to strategies of segmental stabilisation in postural control. Exp Brain Res 150:208–221PubMed

Johnston R, Howard ME, Cawley P, Losse G (1998) Effect of lower extremities muscle fatigue on motor control performance. Med Sci Sports Exerc 30:1703–1707. doi:10.1097/00005768-199812000-00008 PubMedCrossRef

Lepers R, Bigard AX, Diard JP (1997) Posture control after prolonged exercise. Eur J Appl Physiol 76:55–61. doi:10.1007/s004210050212 CrossRef

Loscher WN, Cresswell AG, Thorstensson A (1996) Recurrent inhibition of soleus alpha-motoneurons during a sustained submaximal plantar flexion. Electroencephalogr Clin Neurophysiol 101:334–338. doi:10.1016/0924-980X(96)95670-2 PubMedCrossRef

Miller PK, Bird AM (1976) Localized muscle fatigue and dynamic balance. Percept Mot Skills 42:135–138PubMed

Nagy E, Toth K, Janositz G, Kovacs G, Feher-Kiss A, Angyan L, Horvath G (2004) Postural control in athletes participating in an ironman triathlon. Eur J Appl Physiol 92:407–413. doi:10.1007/s00421-004-1157-7 PubMedCrossRef

Nardone A, Tarantola J, Giordano A, Schieppatti M (1997) Fatigue effects on body balance. Electroencephalogr Clin Neurophysiol 105:309–320. doi:10.1016/S0924-980X(97)00040-4 PubMedCrossRef

Nardone A, Tarantola J, Galante M, Schieppatti M (1998) Time course of stabilometric changes after a strenuous treadmill exercise. Arch Phys Med Rehabil 79:920–924. doi:10.1016/S0003-9993(98)90088-0 PubMedCrossRef

Rossi A, Decchi B, Ginanneschi F (1999) Presynaptic excitability changes of group Ia fibres to muscle nociceptive stimulation in humans. Brain Res 818:12–22. doi:10.1016/S0006-8993(98)01253-0 PubMedCrossRef

Salavati M, Moghadam M, Ebrahimi I, Massoud Arab A (2007) Changes in postural stability with fatigue of lower extremity frontal and sagittal plane movers. Gait Posture 26:214–218. doi:10.1016/j.gaitpost.2006.09.001 PubMedCrossRef

Vuillerme N, Hintzy F (2007) Effects of a 200 W-15 min cycling exercise on postural control during quiet standing in healthy young adults. Eur J Appl Physiol 100:169–175. doi:10.1007/s00421-007-0419-6 PubMedCrossRef

Vuillerme N, Danion F, Forestier N, Nougier V (2002) Postural sway under muscle vibration and muscle fatigue in humans. Neurosci Lett 333:131–135. doi:10.1016/S0304-3940(02)00999-0 PubMedCrossRef

Vuillerme N, Burdet C, Isableu B, Demetz S (2006) The magnitude of the effect of calf muscles fatigue on postural control during bipedal quiet standing with vision depends on the eyes-visual target distance. Gait Posture 24:169–172. doi:10.1016/j.gaitpost.2005.07.011 PubMedCrossRef

Woollacott MH, Schumway-Cook A, Nashner LM (1986) Aging and posture control: changes in sensory organisation and muscular coordination. Int J Aging Hum Dev 23:97–114PubMed

Yaggie JA, McGregor SJ (2002) Effects of isokinetic ankle fatigue on the maintenance of balance and postural limits. Arch Phys Med Rehabil 83:224–228. doi:10.1053/apmr.2002.28032 PubMedCrossRef

Zytnicki D, Lafleur J, Horcholle-Bossavit G, Lamy F, Jami L (1990) Reduction of Ib autogenetic inhibition in motoneurons during contractions of an ankle extensor muscle in the cat. J Neurophysiol 64:1380–1389PubMed

Titel: Effects of knee and ankle muscle fatigue on postural control in the unipedal stance
verfasst von: Riadh Bizid
Eric Margnes
Yrieix François
Jean Louis Jully
Gerard Gonzalez
Philippe Dupui
Thierry Paillard
Publikationsdatum: 01.06.2009
Verlag: Springer-Verlag
Erschienen in: European Journal of Applied Physiology / Ausgabe 3/2009
Print ISSN: 1439-6319
Elektronische ISSN: 1439-6327
DOI: https://doi.org/10.1007/s00421-009-1029-2

Neu im Fachgebiet Arbeitsmedizin

Das Geschlechterparadoxon in der gesundheitlich beeinträchtigten Lebenszeit – Ende eines Mythos?

Open Access Hüftgelenksbewegungseinschränkung Leitthema

Beginnend mit den 1920er-Jahren hat sich eine Vorstellung über die Geschlechterdifferenzen in Gesundheit und Mortalität etabliert, die von Lorber und Moore in dem einprägsamen Satz: „Women get sicker, but men die quicker“, zusammengefasst wurde [ 1 …, S. 13]. Tatsächlich erscheinen vor dem Hintergrund der höheren Lebenserwartung der Frauen die Studienergebnisse zu den Geschlechterdifferenzen in der Morbidität überraschend, wonach Frauen im Durchschnitt einen schlechteren Gesundheitszustand aufweisen als Männer [

Gesunde Lebenserwartung: Ein kritischer Blick auf Nutzen und Potenziale des demographischen Gesundheitsindikators

Open Access Leitthema

Die demographische Alterung hat vielfältige gesellschaftliche Konsequenzen, deren Ausmaß wesentlich vom Gesundheitszustand der Bevölkerung abhängt. Um diesen analysieren und bewerten zu können, wurden spezielle Kennziffern entwickelt, die in …

Wie hat sich die Lebenserwartung ohne funktionelle Einschränkungen in Deutschland entwickelt? Eine Analyse mit Daten des Deutschen Alterssurveys (DEAS)

Open Access Hüftgelenksbewegungseinschränkung Leitthema

Deutschland erfährt, wie andere Hocheinkommensstaaten, aufgrund kontinuierlich rückläufiger Mortalität und niedriger Geburtenraten tiefgreifende demografische Veränderungen. Der demografische Wandel führt in Deutschland zu einem zunehmend höheren …

Hitzeschutz im Fokus der hessischen Betreuungs- und Pflegeaufsicht

Open Access Klimawandel Übersichtsartikel

Im Sommer 2023 kündigte das Bundesministerium für Gesundheit (BMG) einen nationalen Hitzeschutzplan an und forderte die Länder auf, zu prüfen, „ob die Warnstufen des [Deutschen Wetterdienstes] DWD mit der Durchführung von Akutmaßnahmen …

Springer Medizin

Abstract

Bitte loggen Sie sich ein, um Zugang zu diesem Inhalt zu erhalten

Weitere Artikel der Ausgabe 3/2009

The effect of exercise-induced elevation in core temperature on cold-induced vasodilatation response in toes

Acute effects of localized muscle fatigue on postural control and patterns of recovery during upright stance: influence of fatigue location and age

Effects of different duration contractions on elasticity, blood volume, and oxygen saturation of human tendon in vivo

Changes in upper body muscle activity with increasing double poling velocities in elite cross-country skiing

Shoulder abduction torque steadiness is preserved in subacromial impingement syndrome

Physiological correlates of performance. Case study of a world-class rower

Neu im Fachgebiet Arbeitsmedizin

Das Geschlechterparadoxon in der gesundheitlich beeinträchtigten Lebenszeit – Ende eines Mythos?

Gesunde Lebenserwartung: Ein kritischer Blick auf Nutzen und Potenziale des demographischen Gesundheitsindikators

Wie hat sich die Lebenserwartung ohne funktionelle Einschränkungen in Deutschland entwickelt? Eine Analyse mit Daten des Deutschen Alterssurveys (DEAS)

Hitzeschutz im Fokus der hessischen Betreuungs- und Pflegeaufsicht