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Effects of age on intramuscular fascicle kinematics of the medial gastrocnemius muscle of track and field masters athletes

Michély, Sarah und Mittag, Uwe und Mulder, Edwin und Sies, Wolfram und Voigtmann, Thomas und Zange, Jochen und Aretz, Benjamin und Rittweger, Jörn und Pesta, Dominik (2026) Effects of age on intramuscular fascicle kinematics of the medial gastrocnemius muscle of track and field masters athletes. Journal of Applied Physiology, 141 (3), Seiten 780-794. American Physiological Society. doi: 10.1152/japplphysiol.00121.2026. ISSN 8750-7587.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB

Offizielle URL: https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00121.2026

Kurzfassung

Aging results in a decline in muscle mass and intrinsic mechanical properties, yet its impact on intramuscular force transmission and fascicle kinematics remains poorly understood. We investigated whether age, sex, and habitual high-intensity athletic training modulate medial gastrocnemius (GM) muscle mechanics in 172 competitive masters athletes (n = 108 male, n = 64 female; aged 35–90 yr). Participants performed ramp plantar flexion to maximum voluntary contraction, whereas GM architecture was assessed via B-mode ultrasound. Fascicle length, pennation angle, fascicle rotation, and strain were quantified at rest and during contraction. Resting pennation angles did not vary with age (P ≥ 0.30) or sex (P ≥ 0.39). During contraction, superficial, but not deep fascicle rotation (change in pennation angle) decreased by 6.6 ± 51.3% per decade (P = 0.003), whereas deep fascicle rotation remained stable (P = 0.27). Furthermore, resting fascicle length showed a significant age-related decline of 1.8 ± 13.7% per decade (P = 0.002). Finally, Achilles tendon force decreased with age (−4.3 ± 16.3% per decade, P < 0.001), independent of sex (P = 0.12). Exploratory subgroup analyses showed that while athletic specialization (endurance vs. power) did not significantly influence fascicle kinematics, high-performing athletes (>85% age grade) maintained significantly greater superficial fascicle rotation than lower-performing peers (P = 0.027). These findings indicate that while age-related alterations in superficial fascicle kinematics occur even in well-trained individuals, preserved architectural gearing remains a distinct marker of elite athletic performance. In conclusion, our results suggest that aging alters intramuscular force transmission pathways independently of lifelong training status, highlighting the limits of exercise in fully mitigating structural neuromuscular aging. NEW & NOTEWORTHY This study suggests an age-related, nonuniform disruption of fascicle kinematics in the medial gastro cnemius of masters athletes. Although deep fascicle mechanics remain largely preserved (P ¼ 0.27), superficial fascicle rotation declines significantly by 6.6% ± 51.3% per decade (P ¼ 0.003). These findings identify a region-specific decline in “architectural gearing,” suggesting a potential mechanistic hypothesis for the age-related loss of muscle power that persists even in athletes with a long training history.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/227455/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Effects of age on intramuscular fascicle kinematics of the medial gastrocnemius muscle of track and field masters athletes
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Michély, SarahGerman Aerospace Center, Institute of Aerospace Medicine, Cologne, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mittag, UweUwe.Mittag (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8580-3085NICHT SPEZIFIZIERT
Mulder, EdwinEdwin.Mulder (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sies, WolframGerman Aerospace Center, Institute of Aerospace Medicine, Cologne, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Voigtmann, ThomasThomas.Voigtmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1261-9295NICHT SPEZIFIZIERT
Zange, JochenJochen.Zange (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1822-0952228397476
Aretz, BenjaminInstitute for Medical Biometry, Informatics and Epidemiology (IMBIE), University of Bonn, Bonn, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rittweger, JörnJoern.Rittweger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2223-8963NICHT SPEZIFIZIERT
Pesta, DominikDominik.Pesta (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5089-3586NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:1 September 2026
Erschienen in:Journal of Applied Physiology
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:141
DOI:10.1152/japplphysiol.00121.2026
Seitenbereich:Seiten 780-794
Verlag:American Physiological Society
ISSN:8750-7587
Status:veröffentlicht
Stichwörter:skeletal muscle, masters athletes, aging
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Muskelmechanik und Metabolismus
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Metabolismus und menschliche Leistungsfähigkeit
Institut für Frontier Materials auf der Erde und im Weltraum > Wissenschaftliches Raumfahrtengineering
Hinterlegt von: Pesta, Dominik
Hinterlegt am:01 Okt 2026 10:50
Letzte Änderung:01 Okt 2026 10:50

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