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Erschienen in: European Journal of Applied Physiology 5/2019

05.03.2019 | Original Article

The effects of local muscle temperature on force variability

verfasst von: Matthew M. Mallette, Lara A. Green, Gary J. Hodges, Reno E. Fernley, David A. Gabriel, Michael W. R. Holmes, Stephen S. Cheung

Erschienen in: European Journal of Applied Physiology | Ausgabe 5/2019

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Abstract

Purpose

Force variability is affected by environmental temperature, but whether the changes are from altered muscle temperature or proprioception are unclear. We tested how forearm muscle warming and cooling affected a force tracking task.

Methods

Twelve males and four females completed evoked, maximal, and isometric wrist flexion contractions (0–30% maximal) during thermoneutral-, warm-, and cold-muscle conditions. Forearm muscle temperature was manipulated using neutral (~ 33 °C), hot (~ 44 °C), or cold (~ 13 °C) water circulated through a tube-lined sleeve. Evoked and voluntary contractions were performed before and after thermal manipulations.

Results

Thermal manipulations altered contractile properties as evident in the twitch half-relaxation time, rate of force development, and duration (all P < 0.05), suggesting that muscle temperature was successfully altered. Changes in surface electromyography of the flexor carpi radialis root-mean-square amplitude and mean power frequency between temperature conditions (all P < 0.05) also indicate muscle temperature changes. No changes to root-mean-square error or variance ratio of the force trace were observed with muscle temperature changes (both P > 0.05). Muscle temperature changes did not have a consistent effect on coefficient of variation during each plateau of the staircase contraction.

Conclusions

Our results suggest that the ability to perform a multi-plateaued isometric force task is not affected by changes to forearm muscle temperature. As the thermal manipulation was limited to the forearm, changes to hand temperature would be minimal, thus, proprioception in the wrist and hand was preserved allowing performance to be maintained. Therefore, modest changes to forearm muscle temperature are not likely to affect force variability if proprioception is maintained.
Literatur
Zurück zum Zitat Borg GA (1982) Psychophysical bases of perceived exertion. Med Sci Sports Exerc 14:377–381PubMed Borg GA (1982) Psychophysical bases of perceived exertion. Med Sci Sports Exerc 14:377–381PubMed
Zurück zum Zitat Calancie B, Bawa P (1985) Voluntary and reflexive recruitment of flexor carpi radialis motor units in humans. J Neurophysiol 53:1194–1200CrossRefPubMed Calancie B, Bawa P (1985) Voluntary and reflexive recruitment of flexor carpi radialis motor units in humans. J Neurophysiol 53:1194–1200CrossRefPubMed
Zurück zum Zitat Cheung SS, Montie DL, White MD, Behm D (2003) Changes in manual dexterity following short-term hand and forearm immersion in 10 C water. Aviat Space Environ Med 74:990–993PubMed Cheung SS, Montie DL, White MD, Behm D (2003) Changes in manual dexterity following short-term hand and forearm immersion in 10 C water. Aviat Space Environ Med 74:990–993PubMed
Zurück zum Zitat Cooper C, Evidente VGH, Hentz JG et al (2000) The effect of temperature on hand function in patients with tremor. J Hand Ther 13:276–288CrossRefPubMed Cooper C, Evidente VGH, Hentz JG et al (2000) The effect of temperature on hand function in patients with tremor. J Hand Ther 13:276–288CrossRefPubMed
Zurück zum Zitat Giesbrecht GG, Wu MP, White MD et al (1995) Isolated effects of peripheral arm and central body cooling on arm performance. Aviat Space Environ Med 66:968–975PubMed Giesbrecht GG, Wu MP, White MD et al (1995) Isolated effects of peripheral arm and central body cooling on arm performance. Aviat Space Environ Med 66:968–975PubMed
Zurück zum Zitat Havenith G, Heus R, Daanen HA (1995) The hand in the cold, performance and risk. Arctic Med Res 54:37–47PubMed Havenith G, Heus R, Daanen HA (1995) The hand in the cold, performance and risk. Arctic Med Res 54:37–47PubMed
Zurück zum Zitat Hopkins JT, Stencil R (2002) Ankle cryotherapy facilitates soleus function. J Orthop Sports Phys Ther 32:622–627CrossRefPubMed Hopkins JT, Stencil R (2002) Ankle cryotherapy facilitates soleus function. J Orthop Sports Phys Ther 32:622–627CrossRefPubMed
Zurück zum Zitat Ivanova T, Garland SJ, Miller KJ (1997) Motor unit recruitment and discharge behavior in movements and isometric contractions. Muscle Nerve 20:867–874CrossRefPubMed Ivanova T, Garland SJ, Miller KJ (1997) Motor unit recruitment and discharge behavior in movements and isometric contractions. Muscle Nerve 20:867–874CrossRefPubMed
Zurück zum Zitat Racinais S, Oksa J (2010) Temperature and neuromuscular function. Scand J Med Sci Sports 20:1–18CrossRefPubMed Racinais S, Oksa J (2010) Temperature and neuromuscular function. Scand J Med Sci Sports 20:1–18CrossRefPubMed
Metadaten
Titel
The effects of local muscle temperature on force variability
verfasst von
Matthew M. Mallette
Lara A. Green
Gary J. Hodges
Reno E. Fernley
David A. Gabriel
Michael W. R. Holmes
Stephen S. Cheung
Publikationsdatum
05.03.2019
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
European Journal of Applied Physiology / Ausgabe 5/2019
Print ISSN: 1439-6319
Elektronische ISSN: 1439-6327
DOI
https://doi.org/10.1007/s00421-019-04112-x

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