Does fatigue alter step characteristics and stiffness during running?

Abstract

RESUMEN: Introducción: Describir la respuesta de las características espaciotemporales de la marcha y las variables relacionadas, como la variabilidad y la rigidez, frente a diferentes factores estresantes es importante para comprender mejor el modelo masa-resorte. Pregunta de investigación: Este estudio tuvo como objetivo examinar el efecto de la fatiga inducida por un protocolo de carrera sobre los parámetros espaciotemporales de la marcha, la variabilidad de los pasos y la rigidez vertical (Kvert) y de la pierna (Kleg) durante la carrera en una cinta. Métodos: Veintidós corredores masculinos de resistencia entrenados realizaron una carrera contrarreloj de 60 minutos. Se realizó un análisis de los parámetros espaciotemporales (tiempo de contacto [CT], tiempo de vuelo [FT], frecuencia de zancada [SF] y longitud de zancada [SL]), la variabilidad de los pasos (en términos de coeficiente de variación [CV]) y la rigidez en dos condiciones diferentes: sin fatiga (antes del protocolo) y con fatiga (después del protocolo). Resultados: Las comparaciones pareadas (es decir, condición sin fatiga frente a condición con fatiga) indicaron que los parámetros temporales (CT y FT) experimentaron cambios significativos (p = 0.001 y <0.001, respectivamente). La variabilidad de los pasos aumentó en presencia de fatiga, con un CV más alto en CT (p = 0.039), FT (p = 0.005), SF (p = 0.046) y SL (p = 0.027) después del protocolo de carrera. La Kleg mostró una reducción en la condición de fatiga (p < 0.001), mientras que la Kvert permaneció sin cambios (p = 0.602). Importancia: Los resultados indican que la fatiga inducida por una carrera contrarreloj de 60 minutos provoca adaptaciones en las características espaciotemporales de la marcha y la rigidez en corredores de resistencia entrenados. Específicamente, en presencia de fatiga, los atletas mostraron un CT mayor, un FT más corto, mayor variabilidad en los pasos y menor rigidez de la pierna. ABSTRACT: Background. Describing the response of spatiotemporal gait characteristics, and related variables such as variability and stiffness, to different stressors is important to better understand spring-mass model. Research question. This study aimed to examine the effect of fatigue induced by a running protocol on spatiotemporal gait parameters, step variability and vertical (Kvert) and leg stiffness (Kleg) during running on a treadmill. Methods. Twenty-two trained male endurance runners performed a 60-min time trial run. An analysis of spatiotemporal parameters (contact time [CT], flight time [FT], step frequency [SF] and step length [SL]), step variability (in terms of coefficient of variation [CV]) and stiffness was conducted in two different conditions: non-fatigued (before the protocol) and fatigued (after the protocol). Results. The pairwise comparisons (i.e., non-fatigued vs. fatigued condition) indicated that temporal parameters (i.e., CT and FT) experienced significant changes (p = 0.001 and <0.001, respectively). Step variability increased in presence of fatigue, with higher CV in CT (p = 0.039), FT (p = 0.005), SF (p = 0.046) and SL (p = 0.027) after the running protocol. The Kleg experienced a reduction in the fatigued condition (p < 0.001) whereas the Kvert remained unchanged (p = 0.602). Significance. The results indicate that fatigue induced by a 60-min time trial run causes some adaptations in spatiotemporal gait characteristics and stiffness in trained endurance runners. Specifically, in the presence of fatigue, the athletes showed greater CT and shorter FT, higher step variability and lower leg stiffness.