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European Journal of Applied Physiology

Erschienen in:

01.10.2012 | Original Article

Different modulation pattern of spinal stretch reflex excitability in highly trained endurance runners

verfasst von: Tetsuya Ogawa, Noritaka Kawashima, Shuji Suzuki, Kimitaka Nakazawa

Erschienen in: European Journal of Applied Physiology | Ausgabe 10/2012

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Abstract

This study was undertaken to elucidate the impact of long-term physical training on the modulation of stretch reflex excitability. To this end, electromyographic activities of the soleus muscle in response to quick toe-up rotation were compared between highly trained endurance runners (n = 8) and non-trained control subjects (n = 9). We specifically focused on the stretch reflex modulation under different voluntary activation levels, from rest to pre-activated conditions (5, 10, 20, and 30% of the maximal). While the two groups showed similar modulation patterns of the stretch reflex responses, the extent of reflex modulation in accordance with the muscle pre-activation level was larger in the trained group. The present results therefore suggest a different modulation pattern of the stretch reflex responses with changing activation level between individuals with different physical background, and the enhancement of the responses in the trained individuals may particularly be advantageous in exerting high level muscle contraction.

Aagaard P, Simonsen EB, Andersen JL, Magnusson P, Dyhre-Poulsen P (2002) Neural adaptation to resistance training: changes in evoked V-wave and H-reflex responses. J Appl Physiol 92:2309–2318PubMed

Almeida-Silveira M, Pérot C, Goubel F (1996) Neuromuscular adaptations in rats trained by muscle stretch-shortening. Eur J Appl Physiol 72:261–266CrossRef

Butler AJ, Yue G, Darling WG (1993) Variations in soleus H-reflexes as a function of plantarflexion torque in man. Brain Res 632(1–2):95–104PubMedCrossRef

Capaday C, Stein RB (1989) The effects of postsynaptic inhibition on the monosynaptic reflex of the cat at different levels of motoneuron pool activity. Exp Brain Res 77:577–584PubMedCrossRef

Casabona A, Polizzi MC, Perciavalle V (1990) Differences in H-reflex between athletes trained for explosive contractions and non-trained subjects. Eur J Appl Physiol 61:26–32CrossRef

Chen XY, Wolpaw JR (1995) Operant conditioning of H-reflex in freely moving rats. J Neurophysiol 73:411–415PubMed

Dietz V, Schmidtbleicher D, Noth J (1979) Neuronal mechanisms of human locomotion. J Neurophysiol 42:1212–1222PubMed

Dietz V, Discher M, Trippel M (1994) Task-dependent modulation of short- and long-latency electromyographic responses in upper limb muscles. Electroencephal Clin Neurophysiol 93:49–56CrossRef

Eccles JC, Eccles RM, Lundberg A (1957) The convergence of monosynaptic excitatory afferents on to many different species of alpha motoneurones. J Physiol 137(1):22–50PubMed

Granit R (1975) The functional role of the muscle spindles: facts and hypotheses. Brain 98:531–556PubMedCrossRef

Holtermann A, Roeleveld K, Engstrøm M, Sand T (2007) Enhanced H-reflex with resistance training is related to increased rate of force development. Eur J Appl Physiol 101:301–312PubMedCrossRef

Katz R, Meunier S, Pierrot-Deseilligny E (1988) Changes in presynaptic inhibition of Ia fibres in man while standing. Brain 111:417–437PubMedCrossRef

Kawashima N, Nakazawa K, Yamamoto S-I, Nozaki D, Akai M, Yano H (2004) Stretch reflex excitability of the anti-gravity ankle extensor muscle in elderly humans. Acta Physiol Scand 180(1):99–105PubMedCrossRef

Knikou M, Conway BA (2001) Modulation of soleus H-reflex following ipsilateral mechanical loading of the sole of the foot in normal and complete spinal cord injured humans. Neurosci Lett 303:107–110PubMedCrossRef

Maffiuletti NA, Martin A, Babault N, Pensini M, Lucas B, Schieppati M (2001) Electrical and mechanical H _max-to-M _max ratio in power- and endurance-trained athletes. J Appl Physiol 90:3–9PubMed

Matthews PB (1986) Observations on the automatic compensation of reflex gain on varying the pre-existing level of motor discharge in man. J Physiol 374:73–90PubMed

Miyoshi T, Nozaki D, Sekiguchi H, Kimura T, Sato T, Komeda T, Nakazawa K, Yano H (2003) Somatosensory graviception inhibits soleus H-reflex during erect posture in humans as revealed by parabolic flight experiment. Exp Brain Res 150:109–113PubMed

Nakazawa K, Miyoshi T, Sekiguchi H, Nozaki D, Akai M, Yano H (2004) Effects of loading and unloading of lower limb joints on the soleus H-reflex in standing humans. Clin Neurophysiol 115:1296–1304PubMedCrossRef

Nakazawa K, Kawashima N, Akai M (2006) Enhanced stretch reflex excitability of the soleus muscle in persons with incomplete rather than complete chronic spinal cord injury. Arch Phys Med Rehabil 87:71–75PubMedCrossRef

Nielsen JB, Crone C, Hultborn H (1993) H-reflexes are smaller in dancers from The Royal Danish Ballet than in well-trained athletes. Eur J Appl Physiol 66:116–121CrossRef

Rochcongar P, Dassonville J, Le Bars R (1979) Modification of the Hoffman reflex in function of athletic training. Eur J Appl Physiol Occup Physiol 40:165–170PubMedCrossRef

Schuurmans J, de Vlugt E, Schouten AC, Meskers CG, de Groot JH, van der Helm FC (2009) The monosynaptic Ia afferent pathway can largely explain the stretch duration effect of the long latency M2 response. Exp Brain Res 193(4):491–500PubMedCrossRef

Sekiguchi H, Nakazawa K, Akai M (2003) Recruitment gain of antagonistic motoneurons is higher during lengthening contraction than during shortening contraction in man. Neurosci Lett 342:69–72PubMedCrossRef

Taube W, Kullmann N, Leukel C, Kurz O, Amtage F, Gollhofer A (2007) Differential reflex adaptations following sensorimotor and strength training in young elite athletes. Int J Sports Med 28:999–1005PubMedCrossRef

Wolpaw JR (1987) Operant conditioning of primate spinal reflexes: The H-reflex. J Neurophysiol 57:443–459PubMed

Wolpaw JR, Braitman DJ, Seegal RF (1983) Adaptive plasticity in primate spinal stretch reflex: Initial development. J Neurophysiol 50:1296–1311PubMed

Zehr EP (2002) Considerations for use of the Hoffmann reflex in exercise studies. Eur J Appl Physiol 86:455–468PubMedCrossRef

Zhao XH, Fan XL, Song XA, Wu SD, Ren JC, Chen MX (2010) Influence of 14-day hind limb unloading on isolated muscle spindle activity in rats. J Muscle Res Cell Motil 31:155–161PubMedCrossRef

Titel: Different modulation pattern of spinal stretch reflex excitability in highly trained endurance runners
verfasst von: Tetsuya Ogawa
Noritaka Kawashima
Shuji Suzuki
Kimitaka Nakazawa
Publikationsdatum: 01.10.2012
Verlag: Springer-Verlag
Erschienen in: European Journal of Applied Physiology / Ausgabe 10/2012
Print ISSN: 1439-6319
Elektronische ISSN: 1439-6327
DOI: https://doi.org/10.1007/s00421-012-2351-7

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