Modulation of soleus H-reflex by presynaptic spinal mechanisms during varying surface and ankle brace conditions

AimsReflex excitability is modulated in part by presynaptic spinal mechanisms. Presynaptic inhibition may prevent an over-response of the motoneuron pool to afferent information. A paired-reflex depression (PRD) conditioning protocol can be used to monitor reflex plasticity. Manipulation of stance, surface, and external bracing are common methods of rehabilitating and treating lower extremity musculoskeletal injuries. The intent of this study was to evaluate changes in PRD of the soleus H-reflex during single-leg stance under varying stability conditions.MethodsSeven trials were completed for each condition in ten healthy volunteers (age = 23 ± 1.8 yr, weight 65.0 ± 11.3 kg, height = 168.7 ± 28.0 cm). The conditioning stimuli were composed of soleus H-reflex pairs evoked 80 ms apart at an equal intensity. The mean percent decrease of the second H-reflex relative to the first represented PRD.ResultsA 2×2 repeated measures ANOVA (P < 0.05) was used to evaluate influence of surface (foam, no foam) and support (semi-rigid ankle brace, no ankle brace) on PRD. Main effects testing revealed a significantly greater soleus PRD (P = .034) for the foam surface (62.5%) compared the flat surface (57.5%). Ankle brace application did not influence soleus PRD (P = 0.63).ConclusionThe increase in soleus PRD during the foam condition suggests depression of the motoneuron pool. This may lessen postural over-corrections while maintaining upright stance during less stable conditions. No change in PRD during the ankle brace condition suggests that mechanical reinforcement provided an increase in ankle stability, decreasing the demand on the motoneuron pool.

RésuméObjectifsL’excitabilité du réflexe myotatique est modulée en partie par des mécanismes médullaires d’inhibition présynaptique, permettant d’empêcher une stimulation excessive des neurones moteurs en réponse à l’information afférente. L’étude de la dépression du réflexe H en réponse à des doubles stimulations (DRHD) permet une bonne évaluation de sa plasticité. Les manipulations de la posture, de la surface d’appui ou des méthodes de contention sont des techniques communément utilisées pour la revalidation et le traitement des traumatismes musculo-squelettiques des membres inférieurs. Nous étudions l’influence des variations de la surface d’appui ou de contention de la cheville sur l’amplitude de la dépression du réflexe H du soléaire en station monopodale.MéthodesDix sujets volontaires en bonne santé (âge = 23 ± 1,8 ans, poids = 65,0 ± 11,3 kg, taille = 168,7 ± 28,0 cm) ont réalisé sept essais pour chaque condition. Des stimulations du type de celles utilisées pour l’enregistrement du réflexe H sont appliquées par paires de deux stimuli d’intensité égale séparés de 80 ms. La diminution en pourcent de l’amplitude du second par rapport au premier réflexe H mesure la DRHD.RésultatsL’influence de la surface d’appui (avec ou sans mousse) et d’une chevillière de contention (semi-rigide ou sans contention) sur la DRHD a été évaluée par une analyse de variance (ANOVA 2×2). L’analyse de l’effet principal indique que l’utilisation d’une surface d’appui mousse comparée à une surface plate a significativement augmenté la DRHD (62,5 % vs. 57,5 %, P = 0,034). L’utilisation d’une chevillière de contention n’a eu aucun effet sur le DRHD (P = 0,63).ConclusionL’accentuation de la DRHD du muscle soléaire sur une surface mousse indique une moindre excitabilité du pool motoneuronal. Ceci peut diminuer les hypercorrections posturales en position debout durant des états moins stables. Aucun changement du réflexe couplé de dépression n’a été observé avec l’utilisation d’une chevillière de contention, suggérant que le renfort mécanique augmente la stabilité de la cheville et diminue le recrutement des motoneurones.