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Child-adult differences in muscle strength and activation pattern during isometric elbow flexion and extension

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Muscle strength and activation were compared in boys and men during maximal voluntary elbow flexion and extension contractions. Peak torque, peak rate of torque development (d/dmax) , rate of muscle activation, and electromechanical delay (EMD) were measured in 15 boys (aged 9.7 ± 1.6 years) and 16 men (aged 22.1 ± 2.8 years). During flexion, peak torque was significantly lower in boys than in men (19.5 ± 5.8 vs. 68.5 ± 11.0 Nm, respectively; p < 0.05), even when controlling for upper-arm cross-sectional area (CSA), and peak electromyography activity. Boys also exhibited a lower normalized d/dmax (7.2 ± 1.7 vs. 9.5 ± 1.6 (Nm·s-1)·(Nm-1) , respectively; p < 0.05) and a significantly longer EMD (75.5 ± 28.4 vs. 47.6 ± 17.5 ms, respectively). The pattern was similar for extension, except that group differences in peak torque were no longer significant when normalized for CSA. These results suggest that children may be less able to recruit or fully utilize their higher-threshold motor units, resulting in lower dimensionally normalized maximal torque and rate of torque development.

Cette étude se propose de comparer l’activation des muscles et la force musculaire des garçons et des hommes au cours d’exercices de flexion et d’extension maximales volontaires du coude. Chez 15 garçons (9,7 ± 1,6 ans) et 16 hommes (22,1 ± 2,8 ans), on mesure le moment de force de pointe, le taux de pointe d’augmentation du moment de force (d/dmax), le taux d’activation du muscle (Q 30) et le délai électromécanique (EMD). Au cours de l’exercice de flexion, le moment de force de pointe est significativement plus faible chez les garçons que chez les hommes (19,5 ± 5,8 Nm comparativement à 68,5 ± 11,0 Nm, respectivement; p < 0,05), même en prenant en compte la surface de section transversale du bras (CSA) et l’activité myoélectrique de pointe (EMG). Les garçons présentent un d/dmax standardisé plus faible que celui des hommes (7,2 ± 1,7 (Nm·s-1)·(Nm-1) comparativement à 9,5 ±1, 6 (Nm·s-1)·(Nm-1), respectivement; p < 0,05) et un EMD significativement plus long (75,5 ± 28,4 ms comparativement à 47,6 ± 17,5 ms, respectivement). On observe sensiblement les mêmes résultats dans l’exercice d’extension sauf que les différences de moment de force de pointe entre les deux groupes ne sont plus significatives quand les données sont standardisées en fonction de la CSA. D’après ces observations, les enfants semblent avoir plus de difficulté à solliciter ou à mobiliser entièrement les unités motrices à seuil élevé, ce qui signifie un moins grand moment de force de pointe et un moindre taux de développement de la force de pointe des muscles dont on a pris la dimension en compte.
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Document Type: Research Article

Publication date: August 1, 2009

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