Helkropsvibrationer fremkalder en kort eller lang latens muskelrefleks (WBV-IMR)

Formål: Helkropsvibrationer (WBV) fremkalder en refleksreaktion i musklerne. De fysiologiske mekanismer, der ligger til grund for denne refleks, er blevet forklaret ved at aktivere muskelspindler (stretch-induceret refleks) eller osteocytter (knoglemyoreguleringsrefleks). WBV-induceret muskelrefleks (WBV-IMR) latens blev rapporteret at være signifikant længere end latens af T-refleks som en stræk-induceret refleks eller næsten lig med T-refleks latens i litteraturen. Hypotesen for denne undersøgelse var, at WBV aktiverer forskellige receptorer eller refleksbaner afhænger af vibrationsintensiteten. Formålet med denne undersøgelse var at teste denne hypotese.

Metoder: 2.1. Deltagere

Elleve unge, sunde og højrehåndsdominerende voksne mandlige frivillige blev inkluderet i denne undersøgelse. Deltagernes gennemsnitsalder var 25,4 ± 4,7 år, gennemsnitlig kropshøjde var 176,5 ± 6,7 cm og gennemsnitlig kropsvægt var 77,8 ± 13,8 kg. Alle frivillige gav skriftligt informeret samtykke til de eksperimentelle procedurer, som var i overensstemmelse med Helsinki-erklæringen og blev godkendt af den lokale etiske komité (Yeditepe University Medical Faculty Clinical Research Evaluation Committee, Istanbul; 2016/564).

2.2. Fremgangsmåde Forud for induktionen af ​​WBV blev kontrol T-refleks optagelser fremkaldt, og derefter gennemførte deltagerne en 15-s forsøgs WBV protokol for at gøre sig bekendt med proceduren. Efter kontrol-T-refleksoptagelserne, forsøgsprotokollen og en 15-sekunders hvile modtog deltagerne tre sæt WBV- og T-refleksstimuli under WBV. En svag vibration blev påført i det første sæt. I de næste sæt blev der påført henholdsvis en moderat og stærk vibration. Vibrationsegenskaber for tre sæt er angivet i tabel 1. Et WBV-sæt bestod af fire vibrationsperioder, der hver varede i 60 s, med 5-sekunders hvileintervaller mellem perioderne. Inden for hvert sæt blev WBV-frekvenser på 25, 29, 33 og 37 Hz leveret. Overfladeelektromyografi (SEMG) og accelerometerdata blev opnået, mens deltagerne stod oprejst på vibrationsplatformen med knæene i forlængelse. Deltagerne var barfodet og stod direkte på vibrationsplatformen. Hele pladen svingede med en lineær bevægelse opad og nedad. To WBV-enheder (Power-Plate®Pro5, PowerPlate® International, Ltd. London, UK) blev brugt i denne undersøgelse. En af dem blev brugt til at påføre den moderate og stærke vibration. Den anden WBV-enhed blev modificeret for at dæmpe vibrationsintensiteten og brugt til at påføre den svage vibration.

2.3. Dataoptagelser Optagelserne af både T-reflex og WBV-IMR blev erhvervet ved hjælp af SEMG. Ag/AgCl-elektroderne (KENDALL®Covidien) med en diskradius på 10 mm blev placeret 20 mm fra hinanden på højre soleus muskelmave på barberet hud, der var blevet renset med alkohol i overensstemmelse med anbefalingerne fra Surface ElectroMyoGraphy for ikke- Invasive Assessment of Muscles (SENIAM) projekt (Hermens et al., 2000). Jordelektroden blev placeret på den laterale malleolus. Samplingsfrekvensen blev valgt til 10 kHz.

Et meget let (2,9 g) triaksialt MEMS piezoaccelerometer (LIS344ALH, fuldskala på ± 6 g, lineært accelerometer, ECOPACK®) blev tapet til deltagerens højre akillessene for at bestemme tidspunktet for begyndelsen af ​​den mekaniske stimulus for T- refleks og til at måle slagintensiteten af ​​reflekshammer til akillessenen (Achilles accelerometer). Lignende accelerometre fastgjort til WBV-platformene for at bestemme tidspunktet for begyndelsen af ​​den mekaniske stimulus til WBV-IMR (platformaccelerometre). Accelerationsenhed anvendt i denne undersøgelse var m/s2.

En specialfremstillet reflekshammer bankede den højre akillessene lige caudalt i forhold til accelerometeret med en kraft på omkring 19,6 N. Før vibration og i hver vibrationssession blev akillessenen banket ti gange med ca. 3-sekunders intervaller mellem tryk.

2.4. Databehandling SEMG- og accelerometerdata blev registreret ved hjælp af et PowerLAB® dataopsamlingssystem (ADInstruments, Oxford, Storbritannien), og dataene blev analyseret offline ved hjælp af LabChart7® (ver 7.3.7, ADInstruments, Oxford, Storbritannien) software. En samplingsfrekvens på 10 kHz blev brugt. Alle accelerometeroptagelser blev filtreret med højpasfilter indstillet til 5 Hz. Alle EMG-optagelser blev filtreret ved hjælp af et båndpasfilter fra 60 til 500 Hz.

De maksimale peak-to-peak (PPmax) amplituder af T-refleks blev bestemt for hver vibrationssession. Amplituden af ​​WBV-IMR blev udtrykt som Root Mean Square (RMS). PPmax-amplituden af ​​T-refleks og RMS-amplitude af WBV-IMR registreret under den stærke WBV blev brugt til at normalisere PPmax-amplituden af ​​T-refleks og RMS-amplituden af ​​WBV-IMR registreret før WBV eller under svag og moderat WBV.

I nærværende undersøgelse blev reflekslatens defineret som tiden mellem indtræden af ​​den mekaniske stimulus og indtræden af ​​EMG-spidsen på det kumulerede gennemsnitsspor, som begge blev bestemt ved hjælp af den kumulative gennemsnitsmetode, som tidligere beskrevet (Karacan et al. ). De positive toppe af de korrigerede EMG-data blev brugt som en udløser til gennemsnittet af accelerometerdataene og de korrigerede EMG-data. Punktet på den kumulative gennemsnitlige sporing af platformaccelerometerdata, hvor standardfejlen (SE) var den laveste, blev betragtet som stimulusstartpunktet. Punktet på det kumulative gennemsnitlige spor af de korrigerede EMG-data, hvor SE var lavest, blev betragtet som startpunktet for EMG-spidsen. Den gennemsnitlige højde af unge voksne mænd i landet (175 cm) blev brugt til at normalisere T-refleksen og WBV-IMR-latenserne (Cidem et al.).

2.5. Forholdsregler for frivillige muskelsammentrækninger og bevægelsesartefakter Fem foranstaltninger blev truffet: 1) Deltagerne blev bedt om at bruge håndtagene på WBV-enheden for at sikre deres balance. Balancesansen kan forringes under WBV. Derfor kan muskler aktiveres for at genoprette balancen under WBV, 2) Før WBV-forsøg blev deltagerne bedt om at slappe af og ikke lave frivillige sammentrækninger i deres underekstremitetsmuskler. Denne instruktion blev forsynet med verbal feedback givet af forskeren, der overvågede SEMG-optagelserne fra skærmen. Hvis RMS-amplituden af ​​EMG var lavere end fem mikrovolt under denne instruktion, blev det accepteret, at muskelafslapning blev opnået af deltageren, 3) en prøveprotokol blev anvendt for at gøre vibrationer fortrolig, 4) alle kabler blev omhyggeligt tapet til huden for at minimere bevægelse artefakter, 5) alle EMG-optagelser blev filtreret for at undgå WBV-inducerede bevægelsesartefakter (Sebik et al., 2013).

2.6. Statistisk analyse Den normale fordeling af dataene blev bekræftet under anvendelse af Kolmogorov-Smirnov-testen. Kontinuerlige variabler blev opsummeret som aritmetisk middelværdi og standardafvigelse (SD).

Den parrede prøve t-test blev brugt til at analysere den statistiske forskel i amplituden af ​​WBV-IMR mellem svag og moderat WBV. Generel lineær model gentaget mål test blev brugt til at sammenligne i T-refleks latenser, WBV-IMR latenser eller PPmax amplitude af T-refleks blandt sessionerne. Alfa (α)-tærsklen blev valgt til 0,05. Bonferroni-testen blev anvendt til parvise sammenligninger (PostHoc-analyser). Ved at bruge en Bonferroni (et signifikansniveau for hver parvise sammenligninger er α/m, m er antallet af parvise sammenligninger) blev resultater med en p-værdi ≤ 0,017 betragtet som signifikante. Konfidensinterval (CI), middelværdi og standardfejl (SE) blev beregnet for alle data. Ved sammenligning af gennemsnit af to datasæt, hvis ±95 % CI af et datasæt inkluderede middelværdien af ​​et andet datasæt, blev det fastslået, at der ikke er nogen statistisk forskel mellem middelværdierne af to datasæt. Den anvendte datastyringssoftwarepakke var PASW-statistik (tidligere SPSS-statistik) til Windows.