Acute effects of jaw clenching while wearing customized, bite-aligning mouthguards on neuromuscular and physiological athletic performance

Abstract

Durant anys, un dels majors desafiaments per als professionals de l'esport ha estat identificar estratègies per optimitzar el rendiment dels seus esportistes. No obstant, no és senzill implementar estratègies efectives que permetin mantenir les càrregues d'entrenament i competició programades. En els últims anys, s'ha investigat la possible relació entre l'oclusió dental i unes determinades respostes neuromusculars i fisiològiques. Si bé s'ha demostrat que l’oclusió dental i l’ús de dispositius bucals poden tenir efectes ergogènics en el rendiment dels esportistes, els resultats publicats fins ara segueixen sent inconclusius. Així doncs, l'objectiu principal d'aquesta tesi doctoral va ser investigar els potencials efectes ergogènics de la mossegada juntament amb la utilització d’un dispositiu personalitzat de reposicionament bucal en el rendiment neuromuscular i fisiològic de certs esportistes. Per aconseguir-ho, es van analitzar vint-i-set estudis en una revisió sistemàtica (estudi 1), i seixanta subjectes van ser reclutats per participar en diferents estudis transversals (estudi 2, 3, 4 i 5). Del total de participants, vint-i-vuit eren subjectes físicament actius (estudi 2), mentre que els trenta-dos restants eren atletes d'alt rendiment (estudi 3, 4 i 5). L'estudi 1 va evidenciar que la combinació de l’acció de la mossegada amb l'ús del dispositiu de reposicionament bucal podria millorar les accions de potència de tren inferior, destacant sobretot la capacitat de salt i les accions d'extensió de genoll. No obstant això, no es van observar efectes significatius en accions d’agilitat, d’esprints ni en accions musculars isomètriques o isocinètiques. D'altra banda, l'estudi 2, realitzat amb subjectes físicament actius, va demostrar efectes ergogènics relacionats amb l'ús de protectors bucals en accions de força isomètrica del tren superior i en accions de salt. L'estudi 3 va evidenciar millores no significatives en atletes d’elit de natació sincronitzada quan executaven rutines d’entrenament extenses i estressants. Els marcadors fisiològics analitzats no van presentar diferències significatives però els valors obtinguts de cortisol salival (un indicador d'estrès), van ser més elevats quan les atletes utilitzaven el dispositiu oral. L'estudi 4, realitzat amb nedadores i nedadors d'elit, va revelar que l'ús dels protectors bucals millorava el rendiment en proves específiques de salt vertical i de tracció de braços, respecte la condició de “no oclusió”. Malgrat això, només es van observar petites diferències no significatives en la sortida de natació des del banc. En l'estudi 5, es va constatar que l’acció de la mossegada, amb o sense la utilització del protector bucal, podria ser una estratègia efectiva per millorar la força isomètrica de tren superior. No obstant, no es van detectar efectes significatius en l'activació muscular. En resum, després d'una investigació exhaustiva, l’autor d’aquesta tesi va determinar que els efectes de l’acció de la mossegada en combinació amb l’ús d’un protector de reposicionament bucal sobre les respostes neuromusculars i fisiològiques estan condicionats per diversos factors. Entre aquests factors destaca el confort percebut pels/per les atletes davant la utilització del protector, els grups musculars involucrats en l'acció esportiva, el disseny i materials del dispositiu oral i les característiques específiques de la mostra analitzada.

Durante años, uno de los mayores retos de los profesionales del deporte ha sido identificar estrategias para optimizar el rendimiento de sus deportistas. Sin embargo, no es sencillo hallar estrategias efectivas que permitan mantener las cargas de entrenamiento y competición programadas. En los últimos años, se ha investigado la posible relación entre la oclusión dental y ciertas respuestas neuromusculares y fisiológicas. Aunque se ha demostrado que la oclusión dental y el uso de dispositivos bucales pueden tener efectos ergogénicos en el rendimiento de deportistas, los resultados publicados hasta el momento siguen siendo inconcluyentes. Así pues, el principal objetivo de esta tesis doctoral consistió en investigar los efectos ergogénicos de la mordida en combinación con el uso de un dispositivo personalizado de reposicionamiento bucal, y su impacto en el rendimiento neuromuscular y fisiológico de determinados deportistas. Para ello, se analizaron veintisiete estudios en una revisión sistemática (estudio 1) y sesenta sujetos fueron reclutados para participar en diferentes estudios transversales (estudio 2, 3, 4 y 5). De los participantes, veintiocho eran sujetos físicamente activos (estudio 2), mientras que los treinta y dos restantes eran atletas de alto rendimiento (estudio 3, 4 y 5). El estudio 1 mostró que la acción de la mordida con el dispositivo de reposicionamiento bucal podría mejorar las acciones de potencia de tren inferior, destacando especialmente la capacidad de salto y las acciones de extensión de rodilla. Sin embargo, no se observaron efectos significativos en acciones de agilidad, sprints o en acciones musculares isométricas y isocinéticas. Por otro lado, el estudio 2, realizado con sujetos físicamente activos, mostró efectos ergogénicos relacionados con el uso de protectores bucales en acciones de fuerza isométrica del tren superior y en acciones de salto. El estudio 3 mostró mejoras no significativas en atletas de élite de natación sincronizada al realizar rutinas de entrenamiento largas y estresantes. Los marcadores fisiológicos analizados no mostraron diferencias significativas, pero los valores obtenidos de cortisol salival (un indicador de estrés) fueron más altos cuando las atletas usaban el dispositivo bucal. El estudio 4, realizado con nadadoras y nadadores de élite, reveló que el uso de los dispositivos bucales mejoraba el rendimiento en pruebas específicas de salto vertical y de tracción de brazos, respecto a la condición de “no oclusión”. Sin embargo, solo se observaron pequeñas diferencias no significativas en la salida de natación desde el banco. En el estudio 5, se demostró que la acción de morder, con o sin el uso del protector bucal, podría ser una estrategia efectiva para mejorar la fuerza isométrica de tren superior. Sin embargo, no se detectaron efectos significativos en la activación muscular. En resumen, tras una investigación exhaustiva, el autor de esta tesis determinó que los efectos de la acción de la mordida en combinación con el uso de un protector de reposicionamiento bucal sobre las respuestas neuromusculares y fisiológicas están condicionados por diversos factores. Entre estos factores destacan el confort percibido por los atletas al usar el protector, los grupos musculares involucrados en la acción deportiva analizada, el diseño y materiales del dispositivo bucal y las características específicas de la muestra estudiada.

For ages, a relevant challenge for sport professionals has been finding strategies to enhance the athletic performance. However, it is not easy to find suitable and cost-effective strategies maintaining the programmed training loads. In recent years, several authors have investigated the potential connection between dental occlusion and specific neuromuscular and physiological responses. Despite several authors reported specific ergogenic effects associated to jaw clenching and the use of mouthguards, the main findings described in literature are still inconclusive. Thus, the main objective of this doctoral thesis was to investigate the ergogenic effects of jaw clenching while wearing a customized bite-aligning intra-oral device on neuromuscular and physiological athletic performance. Twenty-seven studies were analysed in a systematic review (study 1) and sixty subjects were recruited to perform the different cross-sectional studies (study 2, 3, 4 and 5). Twenty-eight of them were physical active subjects (study 2) whereas thirty-two were highly trained or elite athletes (study 3, 4 and 5). The study 1 revealed that jaw clenching while wearing customized, bite-aligning mouthguard might promoted beneficial effects in lower limb power actions, especially in jump ability and knee extension actions, whereas non-significant effects were found in agility, sprint, isometric or isokinetic muscular actions. The study 2 reported ergogenic effects associated to the use of customized mouthguards on upper body isometric strength and jump ability in healthy active male. The study 3 reported non-significant improvements when synchronized swimmers performed long and stressful routines. The physiological markers assessed showed no differences and an indicator of stress, such as salivary cortisol, was higher when athletes wore the oral device. The study 4, performed by elite swimmers, demonstrated that wearing customized mouthguards had an ergogenic effect on specific measures of vertical jump and swim bench test in comparison with non-jaw clenching condition, whereas non-meaningful but small differences were found in swimming start. The study 5, demonstrated that jaw clenching, with and without mouthguard, might be a good strategy to increase upper body isometric force production whereas non-significant effects were found in muscle activation. Thus, after conducting an extensive investigation, the authors concluded that the effects of jaw clenching while wearing bite-aligning mouthguards on neuromuscular and physiological responses are multifactorial. These factors included the level of comfort experienced by the athletes when using mouthguard, the specific muscle groups involved in the sport action, the design and materials of the oral device or the characteristics of the sample.