Mechanismy EIMD způsobující ztrátu síly

V rámci účastníka bude použit experimentální design s opakovanými měřeními tak, že každý účastník bude sloužit jako jeho vlastní kontrola. Kofein a placebo budou podávány dvojitě zaslepeným, vyváženým způsobem. Kofeinové a placebové pilulky (bílá mouka) připraví Kerri Tiedman nebo Jackie Straughn v Doctors Park Pharmacy pomocí analytické váhy. Bezvodý kofein nebo bílá mouka budou umístěny do neprůhledných kapslí. Pilulky vloží do obálek Chris Black. Poté použije počítačově vygenerovanou tabulku náhodných čísel k přiřazení kofeinových nebo placebových pilulek pro každou testovací relaci vyváženým způsobem. Na obálce bude uvedeno identifikační číslo účastníka a také číslo relace. Chris Black bude uchovávat tabulku obsahující pouze čísla účastníků a podmínky testování, dokud nebude studie dokončena. Jessica, Robby, Alex, Josh a Jamie, výzkumní asistenti, kteří budou slepí k obsahu obálek, budou účastníkům podávat pilulky a sbírat od účastníků data. To zajistí zaslepení výzkumníků vůči stavu během sběru dat. Po dokončení sběru dat bude tabulka předána všem výše uvedeným výzkumným asistentům a zaslepení bude zrušeno pro analýzu dat.

Celková časová náročnost studia bude přibližně 10 hodin v průběhu 14 dnů. Budou dokončeny tři seznamovací sezení a 5 testovacích sezení.

Testovací den 1: - Potenciální účastníci se budou hlásit do laboratoře senzorických a svalových funkcí na 30minutové sezení zahrnující následující:

D1.1 Bude uveden písemný a slovní popis experimentu a všech postupů a budou zodpovězeny případné dotazy. Informovaný souhlas bude dokončen.

D1.2 Bude vyplněn dotazník připravenosti na fyzickou aktivitu (PAR-Q) (identifikuje kontraindikace cvičení.D1.3 Bude se soutěžit v dotazníkovém screeningu potenciálních nežádoucích reakcí na kofein, současnou medikaci a suplementy a také na zvýšené riziko užívání rhabdomyolýzy. D1.4 Krevní tlak vsedě v klidu bude změřen v pravé pažní tepně. D1.5 Potenciální účastníci, kteří jsou považováni za způsobilé pro studii, budou požádáni, aby ústně sdělili výzkumníkům, co se od nich očekává, že budou ve studii dělat, a vysvětlili rizika a přínosy studie, aby potvrdili, že rozumí postupům, časovému závazku a svobodě odstoupit a rizika a přínosy účasti ve studii. D1.6 Dále si účastníci procvičí postup stanovení maximální dobrovolné izometrické síly (MVC) skupiny plantárního flexoru. Účastníci budou usazeni na speciálně navržené židli s kyčlemi pod úhlem 90 stupňů. Provede se série 3 maximálních, zcela izometrických kontrakcí (kontrakce proti nehybnému předmětu, kde se sval nezkracuje ani neprodlužuje). Každá kontrakce bude trvat přibližně 3 sekundy. Účastníci budou po celou dobu kontrakce slovně povzbuzováni. Svalová aktivace (množství nebo procento celkové svalové hmoty plantárních flexorů, které je osoba schopna použít během kontrakce) během izometrických kontrakcí bude hodnocena pomocí techniky interpolovaných záškubů (ITT). Tato technika zahrnuje aplikaci elektrického proudu do svalu prostřednictvím stimulace tibiálního motorického axonu (nervu), zatímco se stahuje, aby se zjistilo, zda je sval schopen generovat nějakou další sílu, nad rámec toho, co může účastník vytvořit sám. Síla z této stimulace se porovnává se silou generovanou v uvolněném, nestahujícím se svalu, aby se určilo procento svalu, který může účastník během kontrakce aktivovat. Pro provedení ITT jsou stimulační elektrody umístěny proximálně k čéšce a za kolenem přes tibiální nerv. Účastníci dostanou krátkou (10 milisekund) vysoce intenzivní stimulaci svalu během každé kontrakce a 4 a 6 sekund po každé kontrakci (když je sval uvolněný). MVC i ITT budou stanoveny v pravém i levém lýtku.

Testovací den 2: účastníci se hlásí do laboratoře senzorických a svalových funkcí přibližně 48 hodin po testovacím dni 1 po dobu 15 minut. D2.1 MVC a svalová aktivace plantárních flexorů se procvičí ještě jednou, jak bylo popsáno dříve.

Testovací den 3: účastníci se hlásí do laboratoře senzorických a svalových funkcí přibližně 48 hodin po testovacím dni 2 po dobu 15 minut. D3.1 MVC a svalová aktivace plantárních flexorů se procvičí ještě jednou, jak bylo popsáno dříve

Testovací den 4: Účastníci se hlásí do laboratoře senzorických a svalových funkcí na 2hodinové testovací sezení. D4.1 Bude hodnocen práh tlakové bolesti (PPT) pravého i levého lýtkového svalu. Značka bude umístěna přes břicho skupiny plantárního flexoru na každé noze. Výzkumníci umístí na místo testu tlakový algometr a budou postupně vyvíjet tlak rychlostí 0,50 kg/s, dokud účastník neukáže, že tlak se posunul z „nepohodlného“ na „slabě bolestivý“. Účastník to signalizuje stisknutím tlačítka připojeného k algometru. Jakmile účastník projeví bolest, bude tlakový podnět výzkumníkem odstraněn. D4.2 Bude hodnocena svalová bolestivost ve svalové skupině plantárních flexorů. To bude provedeno tak, že účastníci provedou 3 samostatné excentrické kontrakce plantárních flexorů s využitím jejich tělesné hmotnosti. Účastníci budou instruováni, aby každou excentrickou kontrakci prováděli pomalým a kontrolovaným způsobem. Po každé akci bude účastník požádán, aby ohodnotil intenzitu bolesti/zranění/bolestivosti v jejich plantárních flexorech během zdvihu. K hodnocení bolestivosti se použije 10 cm vizuální analogová stupnice (VAS). Účastníci budou instruováni, aby podél čáry 10 cm umístili značku, která odpovídá intenzitě bolesti pociťované během zvedání. Kotvy „žádná bolest“ a „nejhorší představitelná bolest“ budou umístěny na levém a pravém konci 10 cm čáry. D4.3 Spinální dráždivost bude hodnocena stanovením H-reflexu v tibiálním nervu. Účastníci budou sedět (jak bylo popsáno výše) ve speciálně navržené židli s nohou připevněnou k pedálu. Dvě záznamové elektrody budou umístěny na kůži nad břichem m. soleus za účelem záznamu elektrické aktivity (EMG) pro soleus. Přes laterální kotník bude umístěna zemnící elektroda. Stimulační elektrody budou umístěny přes tibiální nerv v podkolenní jamce a proximálně od čéšky. Vyšle se série 25-30 stimulačních pulzů (každý trvá 1 milisekundu) za účelem vizualizace křivky náboru vln H a M. D4.4 Kontraktilní charakteristiky plantárních flexorů budou hodnoceny provedením série stimulovaných kontrakcí (prostřednictvím stimulace tibiálního nervu, jak je popsáno výše). Bude provedeno šest stimulovaných kontrakcí, z nichž každá trvá 1 sekundu. Tři při stimulační frekvenci 20 hertzů a 3 při stimulační frekvenci 100 hertzů a každá stimulace bude oddělena 30 sekundami. D4.5 MVC a svalová aktivace plantárních flexorů budou hodnoceny, jak bylo popsáno dříve. D4.6 Účastníci budou konzumovat želatinové kapsle obsahující buď dávku 5 mg/kg tělesné hmotnosti bezvodého kofeinu nebo placebo (bílou mouku). D.4.7 Účastníci budou v klidu odpočívat po dobu 60 minut. D4.8 PPT plantárních flexorů bude hodnocena, jak bylo popsáno dříve. D4.9 Bolestivost svalů bude hodnocena, jak bylo popsáno výše. D4.10 H-reflex bude hodnocen, jak bylo popsáno dříve. D4.11 20 hertzové a 100 hertzové kontraktilní charakteristiky budou hodnoceny, jak bylo popsáno dříve. D4.12 MVC a svalová aktivace budou hodnoceny, jak bylo popsáno dříve.

Testovací den 5: Účastníci podají zprávu do laboratoře senzorických a svalových funkcí přibližně 24 hodin po testovacím dni 4 na 2hodinové testovací sezení. Všechny postupy z testovacího dne 4 budou opakovány v testovací den 5. Pokud byli účastníci náhodně rozděleni tak, aby dostávali kofein 4. den testování, dostanou placebo 5. den a naopak.

Testovací den 6: Účastníci budou hlásit senzorické a svalové laboratoři přibližně 24 hodin po testovacím dni 5 na 30minutové sezení.

Účastníci dokončí 60 excentrických svalových akcí (6 sérií po 10 opakováních) plantárních flexorů s jejich dominantní nohou s použitím váhy přibližně 120 % jejich maximální síly. Účastníci budou instruováni, aby každou akci excentrického svalu prováděli pomalým (~ 3 sekundy) a kontrolovaným způsobem. Výzkumníci budou během každé akce slovně počítat, aby pomohli řídit rychlost pohybu. Výzkumníci zvednou váhu před začátkem každého zdvihu. To proto, aby účastník prováděl pouze excentrické svalové akce. Po dokončení excentrického cvičení budou účastníci požádáni, aby se zdrželi užívání léků proti bolesti, včetně alkoholu, dokud nebude experiment dokončen. Účastníkům budou také připomenuty pokyny pro sledování symptomů souvisejících s rhabdomyolýzou a pokyny pro správnou hydrataci po dobu trvání studie.

Testovací den 7-8: Účastníci se hlásí do aplikované fyziologické laboratoře přibližně 24 hodin po testovacím dni 6 a 7 na 2hodinové testovací sezení.

Všechny procedury z testovacího dne 4 se budou opakovat během testovacího dne 7 a 8. Kofeinové a placebo kapsle budou podávány vyváženým způsobem tak, že každý účastník dostane kofein v 1 testovací den a placebo ve druhém.

K testování rozdílů mezi každým výsledným měřením mezi podmínkami a časem bude použita ANOVA s opakovanými měřeními, která jsou zcela v rámci účastníků. Za předpokladu mocniny 0,80, velikost vzorku 20 účastníků umožní detekci rozdílu mezi podmínkami přibližně 0,50 standardní odchylky (střední účinek) pro interakci. Předchozí studie prokázaly, že kofein zvyšuje sílu a h-reflex přibližně o 0,40-0,90 standardní odchylka. Navrhovaná velikost vzorku by tedy měla být dostatečně velká, aby detekovala jakýkoli významný rozdíl mezi podmínkami kofeinu a placeba.

Vytištěné kopie informací a dat o subjektu budou uchovávány v uzamčené kartotéce v kanceláři hlavního vyšetřovatele, která bude uzamčena, pokud tam nebude. Hlavní vyšetřovatel bude jediný jedinec, který bude mít klíče od obou. Všechny elektronické soubory projektu budou chráněny heslem. Heslo bude znát pouze hlavní řešitel a příslušní postgraduální studenti. V případě nežádoucí příhody hlavní zkoušející. do 2 pracovních dnů kontaktuje institucionální revizní komisi s příslušnou dokumentací.

Rada pro monitorování dat a bezpečnosti se bude skládat ze dvou členů – hlavního vyšetřovatele (Chris Black) a spoluřešitele (Jessica Renfroe). Mezi těmito členy se budou konat měsíční schůzky za účelem přezkoumání postupů v oblasti bezpečnosti dat. Pokud by došlo k nežádoucí události, členové prodiskutují jakékoli problémy a přijmou opatření k minimalizaci jakýchkoli dalších bezpečnostních problémů do 2 pracovních dnů.