Neuromuscular control in patients with acute ACL injury during stair ascent : A pilot study

Background: Studies showed altered kinematics and kinetics in anterior cruciate ligament (ACL) deficient participants, attributed to an altered sensorimotor control. However, literature on neuromuscular activity during stair ascent in patients with acute ACL rupture. Material and methods: The activity of the M. vastus medialis (VM) and lateralis (VL), M. biceps femoris (BF) and M. semitendinosus (ST) was recorded using surface electromyography (EMG) in 9 acute ACL deficient (ACL-D) (rupture 1-3 weeks prior to test) and 9 ACL intact (ACL-I) matched subjects. Participants ascended 20 times a 6-step stair at self-selected speed. The movement was divided into pre-activation (PRE), weight-acceptance (WA) and push-off (PO) phase. Comparisons were made between the deficient leg of ACL-D and the matched uninjured leg of the ACL-I, as well as between the injured and non-injured leg of the ACL-D group. Results: ACL-D showed in all muscles a reduced activation (ca. 50%, p < 0.05) compared to ACL-I during PRE. In ACLD, quadriceps activity was also reduced (ca. 50%; p < 0.05) during WA, and hamstrings displayed a lower activation (ca. 35%; p < 0.05) during PO. Intragroup comparisons showed less consistent differences in all muscles and phases. Conclusions: Altered activity during PRE indicates an alteration in the motor program (‘‘pre-programmed activity’’). Small differences in the intra-individual comparison showed bilateral consequences following ACL injury. Level of Evidence:

Hamstring Reflex Aktivität bei gesunden, VKB konservativ und VKB operativ behandelten Probanden

Fragestellung: Verletzungen des vorderen Kreuzbandes (VKB) sind bei jungen Sportlerinnen und Sportlern häufig. Eine verminderte sportliche Leistungsfähigkeit, gestörte neuromuskuläre Funktion, ein erhöhtes Risiko für sekundäre Knieverletzungen und eine früh einsetzende Arthrose sind als Langzeitfolgen bekannt. Die neuromuskuläre Reflexaktivität spielt eine entscheidende Rolle für die funktionelle Stabilität, die Leistungsfähigkeit und die Verletzungsresistenz des Kniegelenks. In aktuellen Studien zur neuromuskulären Reflexaktivität fehlt es häufig an homogenen Gruppen, an Vergleichen zwischen operativ (ACLR) und konservativ behandelten Personen (ACLC) sowie an einer gesunden Kontrollgruppe (ACLI). Ziel dieser Studie war es daher, die Reflexaktivität der ischiocruralen Muskulatur bei einem Tibia- Perturbationsversuch bei ACLC und ACLR im Vergleich zu ACLI zu untersuchen. Methodik: In einer Querschnittsstudie wurde die neuromuskuläre Aktivität des M. biceps femoris (BF) und des M. semitendinosus (ST) mittels Elektromyographie bei 14 ACLC (Geschlecht 7 weiblich, 7 männlich; Alter 36 ± 10Jahre; Größe 170,3 ± 8,0 cm; Gewicht 73,8 ± 16,7 kg), 14 ACLR (Geschlecht 7 weiblich, 7 männlich; Alter 32 ± 13 Jahre, Größe 172,9 ± 7,3 cm; Gewicht 76,6 ± 17,5 kg) ein Jahr nach der Verletzung (Monat 12 ± 1) und bei 14 gesunde Kontrollpersonen (Geschlecht 7 weiblich, 7 männlich; Alter 35 ± 7 Jahre; Größe 174,9 ± 6,0 cm; Gewicht 69,8 ± 7,3 kg) gemessen. Als Aufwärmen wurde ein Gehen auf dem Laufband mit Aufnahme der Muskelaktivitäten zur submaximalen Normalisierung durchgeführt. Die Dehnungsreflexe der ischiocruralen Muskulatur wurden an der verletzten Extremität durch eine künstlich induzierte Tibia-Perturbation in stehender Position ausgelöst. Die normalisierten Root Mean Squares für jeden Muskel wurden in vier Zeiträumen berechnet (T0 preactivity; T1 short latency; T2 medium latency; T3 late latency). Eine univariate ANOVA verglich verletzte Beine der ACLC und ACLR und ein randomisiertes Bein der ACLI (alpha = 0,05). Zusätzlich wurden LSD-Post-hoc-Analysen für Gruppenvergleiche durchgeführt. Ergebnisse und Schlussfolgerung: Im Vergleich zu gesunden ACLI wurde eine signifikant erhöhte Aktivität in T0 gefunden ACLC (ST: + 57.7%; p 0.56). Ein Jahr nach einer VKB-Verletzung wurden im Vergleich zur gesunden Kontrollgruppe bei konservativ behandelten und VKB-rekonstruierten Patienten veränderte neuromuskuläre Reflexaktivitäten gezeigt. Standard-Rehabilitationsprotokolle sind möglicherweise nicht in der Lage, die neuromuskuläre Aktivität zu normalisieren. Knieverletzungen, Vorderes Kreuzband, Reflexe, Elektromyographie, Hamstring Muskulatu