Effect of Mechanical Loading and Bone Loss on Motor Neuron Activity-H-Reflex Relationship

Akvizice dat EMG a síly

Povrchové EMG signály ze svalu soleus, data z akcelerometru z platformy pro celotělovou vibraci a data ze silového senzoru budou sbírány s vzorkovací frekvencí 2 kHz pomocí systému pro sběr dat (CED 3601 Power 1401 MKII digitálně-analogový převodník a CED 1902 Quad System MKIII zesilovač). Analýza dat bude provedena pomocí softwaru Spike2 verze 7.20.

Subjekty budou testovány při stání na obou nohách. Silový snímač (FC2231-0000-0100-L kompresní silový senzor, Francie) bude umístěn pod pravou patou subjektů pro získání reálných údajů o váze působící na pravou patu.

Před připevněním elektrod bude jakékoliv ochlupení na kůži oholeno a kůže bude vyčištěna alkoholovými ubrousky k odstranění povrchových olejů. Bude aplikován gel pro EKG ke zvýšení vodivosti kůže.

K aplikaci celotělových vibrací bude použit přístroj PowerPlate Pro5 (Londýn, UK).

________________________________________ Měření H-reflexu

Katodová elektroda (kulatá elektroda o průměru 1 cm) bude umístěna nad tibiální nerv v pravé podkolenní jamce a anodová elektroda (10 × 10 cm) bude umístěna nad oblastí nad čéškou. Stimulace bude prováděna pomocí stimulátoru s konstantním proudem [model DS7A, Digitimer Ltd, Hertfordshire, UK] s jednofázovými obdélníkovými proudovými pulsy o trvání 1 ms. Intenzita proudu začne na 5 mA a bude postupně zvyšována. Bude stanovena intenzita potřebná pro získání rekrutační křivky H-reflexu a maximální M-odezvy (Mmax). Bude použita intenzita proudu, která vyvolá M-odezvu 10-30 % Mmax, aby se minimalizovaly variace amplitudy H-reflexu v závislosti na intenzitě stimulu.

H-reflex bude měřen v šesti různých podmínkách. Nejprve bude subjektům požádáno, aby v náhodném pořadí umístili 10 %, 30 %, 50 %, 70 % a 100 % své tělesné hmotnosti na pravou nohu. Před subjekty bude umístěn monitor zobrazující zpětnou vazbu v reálném čase o váze působící na pravou nohu, aby pomohl stabilizovat cílové zatížení. Cílové procento hmotnosti bude indikováno na monitoru. Pro každou podmínku zatížení bude získáno 10 měření H-reflexu v 10sekundových intervalech.

Poté bude subjektům aplikována 1 minutu trvající 30 Hz nízká amplituda (1,2 mm) celotělových vibrací a H-reflex bude měřen každých 5 sekund.

Pro hodnocení aktivity motorických neuronů bude EMG aktivita v 100 ms před elektrickou stimulací kvantifikována jako RMS amplituda.

________________________________________ Kostní myoregulační reflex

Subjektům budou aplikovány 10 sekund trvající nízké amplitudy (1,2 mm) celotělových vibrací o frekvencích 30 Hz, 32 Hz, 34 Hz a 36 Hz. K měření latence kostního myoregulačního reflexu bude použita metoda kumulativního průměrování.

________________________________________ Výpočet velikosti vzorku

V této studii bude amplituda H-reflexu měřena za pěti různých podmínek zatížení a během celotělových vibrací ve dvou skupinách. Při předpokladu velikosti účinku (parciální eta na druhou) 0,06, hladině alfa chyby 0,05 a statistické síle 0,9 bude minimální požadovaná velikost vzorku vypočtena jako 12 subjektů na skupinu, celkem 24 subjektů. Výpočet velikosti vzorku bude proveden pomocí G*Power verze 3.1.9.4 (Franz Faul, Universität Kiel, Německo).

________________________________________ Statistická analýza

Normalita rozdělení dat bude hodnocena pomocí Shapiro-Wilkova testu. Proměnné vykazující normální rozdělení budou prezentovány jako průměr ± směrodatná odchylka, zatímco proměnné s nenormálním rozdělením budou shrnuty jako medián (interkvartilové rozpětí).

Amplituda H-reflexu a pozadí EMG aktivity měřená za pěti různých podmínek zatížení a během celotělových vibrací budou porovnány pomocí analýzy rozptylu s opakovanými měřeními (ANOVA), když je splněn předpoklad normality. Tukeyho nebo Bonferroniho post-hoc testy budou aplikovány, když to bude vhodné. Když je předpoklad normality porušen, bude použit Friedmanův test a párová srovnání budou provedena pomocí Wilcoxonova testu. Bonferroniho korekce bude aplikována pro post-hoc analýzy.

Všechny statistické analýzy budou provedeny pomocí softwaru SPSS (verze 18.0; SPSS Inc., Chicago, IL, USA).