Stimulace PEMF na fyzickém cvičení u sedavých lidí

Design studie je jednoduše zaslepený s randomizovaným kontrolovaným stavem. Této studie se zúčastní devět mladých mužů se sedavým zaměstnáním. Software G∗power verze 3.1.9.2 (Kiel, Německo) předpověděl, že celková velikost vzorku 8 poskytne dostatečnou sílu (0,80) k detekci významného rozdílu na hladině alfa 0,05. Bude zahrnut jeden další účastník, aby byla zajištěna dostupnost dat v případě chybějících nebo poškozených dat. Všichni účastníci budou dobrovolníci, zdraví, nekuřáci, bez svalového zranění nebo fyzického deficitu v době experimentu. Kritéria vyloučení jsou použití doplňků nebo léků. Všichni účastníci obdrží písemné i ústní vysvětlení experimentálního postupu. Informovaný souhlas bude získán před začátkem nahrávání.

Experimenty budou prováděny na cyklovém ergometru (H-300-R Lode, Exere Air Machine, Itálie) za standardizovaného postupu v tiché místnosti s teplotou 22°C. Nahrávání se bude provádět ve stejnou denní dobu (9:00-12:00), aby se zabránilo cirkadiánnímu ovlivnění. Subjekty budou instruovány, aby se vyhýbaly kofeinu, alkoholu a těžké fyzické aktivitě během 12 hodin před experimentem. Povrchová EMG aktivita bude zaznamenávána z pravého Vastus Medialis a pravého bicepsu femoris caput longum při vzorkovací frekvenci 1000 Hz pomocí Free-EMG 1000 (BTS Bioengineering, Inc.). Free-EMG je zařízení s bezdrátovými miniaturizovanými sondami pro dynamickou analýzu svalové aktivity. Pro získání signálu jsou sondy (41,5×24,8x14mm) přímo připojeny k elektrodám a signály jsou detekovány a zachyceny. Každá sonda je vybavena vnitřní pamětí pro zajištění nepřerušovaného záznamu v případě dočasné ztráty spojení. Ke stimulaci celého pravého stehna se na začátek a konec pravé nohy umístí 2 kruhová 20 cm smyčková anténa PEMF (Torino II, Rio Grande Neurosciences, USA). Křivka PEMF se skládá z pulzně modulované 27,12 Mega-Hertz (MHz) sinusové nosné s 2 ms šířkou burstu opakující se při 2 Hertz, s vrcholem magnetického pole ve středu smyčky 5±1 mikroTesla.

Účastníci přijdou do laboratoře 5krát s intervalem 3 dnů mezi jednotlivými časy. Při každé z těchto návštěv bude provedeno několik nahrávek.

První den předpokládá záznam maximální dobrovolné kontrakce (MVC) a inkrementální test až do vyčerpání, aby se zjistila individuální maximální spotřeba kyslíku (VO2max). Pokud jde o záznam MVC, každý účastník provede po dobu pěti sekund izometrickou kontrakci proti maximální zátěži pomocí izotonických strojů (Exere Air Machine, Itálie). Účastníci opakují stejnou proceduru 3x, odděleně 2 minutami odpočinku. Maximální hodnota MVC každého vyšetřovaného svalu bude použita k normalizaci elektromyografických dat (postup již použitý v předchozích studiích). Pokud jde o záznam VO2max, každý subjekt provede přírůstkový test na cykloergometru (H-300-R Lode), aby zjistil maximální spotřebu kyslíku (VO2max), aby bylo možné individualizovat správné pracovní zatížení, které má být použito pro cvičení. Plyny budou analyzovány pomocí metabolického systému Quark b2 dýchání po dechu (Cosmed, Itálie). Systém bude kalibrován bezprostředně před každou zkouškou v souladu s pokyny výrobce: objemová kalibrace bude provedena při různých průtokech pomocí 3-litrové kalibrační stříkačky a kalibrace analyzátorů plynů bude provedena s nádrží referenční směsi plynu (16,00 % O2, 5,00 % CO2) a okolní vzduch (20,93 % O2 a 0,03 % CO2).

Od druhého do čtvrtého dne budou účastníci přicházet do laboratoře na cvičení. Experimentální podmínky budou PEMF ZAPNUTO a PEMF VYPNUTO, ve kterých bude PEMF zapínán a vypínán. Když zkušební verze začne s PEMF v modalitě ON, zařízení se po 17 minutách vypne a účastník bude pokračovat v jízdě na kole až do konce zkoušky. V opačném případě, když zkouška začne s PEMF v modalitě OFF, zařízení se po 17 minutách zapne a účastník bude pokračovat v jízdě na kole až do konce zkoušky. Každá podmínka se bude opakovat dvakrát v různých dnech, celkem čtyři nahrávky na předmět. Dvě smyčky PEMF budou umístěny na pravé noze v obou experimentálních podmínkách, aby se zabránilo stimulaci vnímané subjekty na úrovni kůže.

Data budou zaznamenávána ve třech epochách: 1) základní linie, 2) zahřátí, 3) cvičení s konstantní zátěží. Pro zaznamenání základních hodnot budou účastníci sedět 1 minutu s nataženou pravou nohou. Zahřívání zahrnuje jízdu na kole bez zátěže po dobu 1 minuty. Okamžité zvýšení pracovní zátěže, kterého bude dosaženo za ~3 s, pak bude počátkem cvičení s konstantní zátěží (fyzické úsilí). Účastníci budou instruováni, aby po celou dobu trvání testu jezdili na kole s kadenci 70 otáček za minutu. Každá zkouška bude ukončena po 30 minutách cvičení.