Role of Central Fatigue in Resistance and Endurance Exercises: An Emphasis on Mechanisms and Potential Sites

Abstract

SUMMARYAn exercise-induced reduction in maximal force production, or the inability to continue an activity with enough force, is defined as fatigue. Although the etiology of fatigue is complex, it can be divided into two distinct components: central and peripheral. Central fatigue is the progressive exerciseinduced loss of the voluntary activation, or decrease in the neural stimulation, of the muscle, thereby reducing maximal force production. Considering the different mechanisms of strength and endurance activities as well as previous research, the authors suggest that there is peripheral fatigue in both kinds of activities. However, the mechanisms of fatigue and the rate of perceived exertion are distinct (mentally, endurance exercise is more difficult). An analysis of fatigue kinetics shows that peripheral fatigue occurs initially, and the central nervous system tries to prevent the disorder via output force through the perceptions of the metabolic condition of the muscle and the activation of additional motor units. Once peripheral fatigue surpasses a certain amount, the central nervous system reduces the number of activated motor units to prevent serious disorders in homeostasis and muscle damage, and protects the central governor. Still, in important and critical situations such as the final stages of running a marathon (when the last flight of runners is observed) and fight-or-flight situations in which someone faces a worse outcome if a task is abandoned, humans can choose one of worse or the worst alternatives to write their final destiny.

Relationship between Volitional and Non-Volitional Quadriceps Muscle Endurance in Patients with Chronic Obstructive Pulmonary Disease

“…For maximal quadriceps muscle strength, strong correlations between volitional and non-volitional tests have been reported in patients with COPD [20,23,24]. A possible explanation for this difference can be found in the distinct complexity of the mechanisms that determine performance during muscle strength and endurance tests [39]. Maximal muscle strength is predominantly determined by the quantity and quality of muscle fibres that can be activated, more specifically the number of cross-bridges that can be formed in parallel [40][41][42].…”

An Electromyography (EMG) Analysis After Pre-Cooling Between Male and Female in Recreational Runners

“…Fatigue was a defense mechanism that prevented homeostasis disorder, which put physical health at risk, particularly the brain, which was highly capable of increasing temperature. High body temperature appeared to have an effect on endurance performance while exercising under increasing thermal pressure (Sadri et al 2014).…”

ผลการตอบสนองของเทคนิคการฟื้นฟูสมรรถภาพกายแบบมีกิจกรรมการเคลื่อนไหวระหว่างเทคนิคหะฐะโยคะกับเทคนิคฟีฟ่า 11+ ภายหลังการออกกำลังกายส่วนขาด้วยระดับความหนักสูงสุดในนักกีฬาฟุตบอลชาย

“…วโมง (39) จากการศึ กษาของ Ricardo F. ในปี ค.ศ.2015 (41) (42) ได้ รวบรวมข้ อมู ลเกี ่ ยวกั บความสั มพั นธ์ ของความรู ้ สึ กล้ ากั บอาการล้ าจากระบบประสาท ส่ วนกลาง (central fatigue) โดยสรุ ปได้ ว่ าความรู ้ สึ กล้ าสามารถประเมิ นการรั บรู ้ ความรู ้ สึ กนั ้ นจาก ระดั บของความหนั กในการออกกก าลั งกาย โดยการประเมิ นจาก visual analogue fatigue scale : VAF-S (43) ควบคู ่ กั บระยะเวลาในการท างานแบบประสานสั มพั นธ์ ของกิ จกรรม (coordinates (44) (38) จากการศึ กษาของ Mathieu ในปี ค.ศ. 2014 (45) ในนั กกี ฬาฟุ ตบอล อาชี พของประเทศอั งกฤษ โดยเปรี ยบเที ยบถึ งสมรรถภาพทางกายของนั กกี ฬาระหว่ างก่ อนและหลั ง การแข่ งขั นจ านวน 3 เกม ภายในเวลาระยะเวลา 1 สั ปดาห์ พบว่ า ทั กษะส่ วนบุ คคลในการเล่ นของ นั กกี ฬาไม่ มี ความแตกต่ างไปจากก่ อนการแข่ งขั น แต่ สมรรถภาพทางกายในเรื ่ องความเร็ วในการวิ ่ ง (speed)และความแข็ งแรงของกล้ ามเนื ้ อขา (strength) มี ค่ าลดลงอย่ างมี นั ยส าคั ญ (p-value<0.05) เช่ นเดี ยวกั บการศึ กษาของ Thomas R. และคณะในปี ค.ศ.…”

“…นขี ดเริ ่ มเปลี ่ ยน (threshold) ในการเกิ ดศั กยะงาน (action potential) ส่ งผลให้ การหดตั วของ กล้ ามเนื ้ อและแรงในการหดตั วสู งสุ ดมี ค่ าลดลง ซึ ่ งเป็ นเหตุ ให้ อาการล้ าที ่ ส่ วนปลาย (peripheral fatigue) เกิ ดขึ ้ น ส่ งผลให้ สมรรถภาพทางกายของนั กกี ฬาลดลงตามมา (4,38,42) (6)(7)(8)…”