Undersøgelse af varmeterapi og muskelfunktion

Unge og ældre forsøgspersoner vil deltage i enkeltbens, højintensiv intervaltræning af højre knæforlænger (4 intervaller á 4 minutter ved 80 % af max aerob kraft med 4 minutters hvileintervaller imellem, 3x om ugen i 6 uger).

Muskelfunktion og knæekstensorens kritiske kraft vil blive målt før og efter de 6 ugers behandling.

Forsøgspersonerne vil udføre intens knæforlængelse med et enkelt ben 3 gange om ugen i 6 uger. Specifikt vil forsøgspersonerne sidde i et tilpasset knæforlængelse-ergometer og udføre enkeltbens, dynamisk knæforlængelse (svarende til enkeltbenscykling), mens de udfører øvelsen. Efter en 6 minutters opvarmning ved ~20 % af det bens maksimale aerobe kraft (bestemt under en gradueret træningstest af enkeltbensknæforlængelse), vil forsøgspersonerne udføre 4 anfald af 4 minutter ved ~80 % af maksimal aerobe kraft. Restitution på 4 minutter ved ~40 % vil forekomme mellem hver træning. En afkøling vil blive sørget for ved afslutningen af ​​træningen. I alt vil forsøgspersonerne udføre 40 minutters enkeltbens-knæforlængelse, 3 gange om ugen i 6 uger.

Maksimal aerob kraft (bestemt ved en gradueret træningstest) vil blive bestemt igen efter 3 uger for at tilpasse træningsintensiteten korrekt.

• HIIT

Unge og ældre forsøgspersoner vil deltage i enkeltbens varmeterapitræning af et enkelt ben (quadriceps femoris, 120 minutters kortbølgediatermi for at hæve muskeltemperaturen til ~39C) 3 gange om ugen i 6 uger.

Muskelfunktion og knæekstensorens kritiske kraft vil blive målt før og efter de 6 ugers behandling.

• Kortbølget diatermi

Unge og ældre forsøgspersoner vil deltage i en falsk behandling af enkeltbens varmeterapitræning af højre knæekstensorer (120 minutter med kortbølgediatermi-enhed placeret på benet, men ikke tændt) 3 gange om ugen i 6 uger.

Muskelfunktion og knæekstensorens kritiske kraft vil blive målt før og efter de 6 ugers behandling.

Unge forsøgspersoner (18-35 år) vil gennemgå 2 ugers benimmobilisering, mens de modtager 2 timers simuleret varmeterapibehandling hver dag. Til sham-behandlingen vil opvarmningsanordningen blive påført lemmen, men uden at deltageren ved det, vil den ikke blive tændt.

Muskelfunktion og knæekstensorens kritiske kraft vil blive målt før og efter de 2 ugers benimmobilisering.

Unge forsøgspersoner (18-35 år) vil gennemgå 2 ugers benimmobilisering, mens de modtager 2 timers varmeterapibehandling hver dag. Varmeterapi vil bestå af 120 minutters kortbølgediatermi for at hæve quadriceps femoris-muskeltemperaturen til ~39C.

Muskelfunktion og knæekstensorens kritiske kraft vil blive målt før og efter de 2 ugers benimmobilisering.

• Immobilisering af ben

Muskeltræningstolerance, kvantificeret som kritisk kraft, vil blive vurderet før og efter hver intervention. Hovedresultatet vil være ændringen i kritisk effekt, udtrykt i watt, fremkaldt af hver intervention.

Specifikt vil deltagerne udføre 3-5 forskellige kraftudgange af enkeltbens knæforlængelse, så længe de kan. Efterfølgende vil linjen for bedste tilpasning mellem det samlede udførte arbejde og varigheden af ​​hver effektudgangsforsøg blive brugt til at kvantificere kritisk effekt, udtrykt i watt.

Modstandsarteriefunktionen vil blive vurderet med PLM-teknikken (Passive Leg Movement) før og efter hver intervention. Den vigtigste variabel af interesse vil være ændringen i maksimal blodgennemstrømning fremkaldt af PLM fra før til efter hver intervention.

Specifikt vil PLM blive udført med et medlem af forskerholdet, der bevæger et forsøgspersons knæled gennem et 90 graders bevægelsesområde med en hastighed på 1 Hz i 60 sekunder. Denne passive bevægelse fremkalder en hyperæmisk respons, der vil blive kvantificeret med Doppler-ultralyd af femoralarterien og udtrykt i ml/min. Det højeste 1-sekunds gennemsnit af blodgennemstrømning, der forekommer under bevægelsen, vil blive identificeret som den maksimale blodgennemstrømningsrespons.

Den vigtigste variabel af interesse vil være ændringen i maksimal blodgennemstrømning fremkaldt af PLM fra før til efter hver intervention.

Den maksimale blodgennemstrømningshastighed, der opnås under træning, vil blive bestemt før og efter hver intervention. Den vigtigste variabel af interesse vil være ændringen i maksimal træningsblodstrøm fra før til efter hver intervention, udtrykt i ml/min.

Specifikt vil træningsblodgennemstrømningen blive vurderet ved at kvantificere den maksimale hyperæmiske respons, udtrykt i ml/min, på aktiv enkeltbensknæforlængelse. Efter en opvarmning vil forsøgspersonerne udføre maksimal enkeltbensknæforlængelse i 3 minutter, mens blodgennemstrømningen kvantificeres med Doppler-ultralyd (Logiq E, GE) af lårbensarterien. Den gennemsnitlige blodgennemstrømningshastighed opnået i løbet af de sidste 30 sekunder af træningen vil blive identificeret som den maksimale træningsblodstrøm, udtrykt i ml/min.

Tværsnitsarealet af muskelfibre biopsieret fra den behandlede vastus lateralis vil blive brugt til at kvantificere størrelsen af ​​muskelstørrelsen før og efter hver intervention. Den vigtigste variabel af interesse vil være ændringen i det gennemsnitlige myofiber-tværsnitsareal, udtrykt i kvadratmikrometer, fra før til efter hver intervention.

Specifikt vil muskelbiopsiprøver blive monteret på en prop i dragantgummi. Frosne prøver vil blive klæbet til et objektglas til farvning. Objektglassene vil blive inkuberet med fluorescensmærkede antistoffer. CSA vil blive kvantificeret for hver fiber ved hjælp af Olympus CellSens software og efterfølgende beregnet et gennemsnit for alle fibre på objektglasset.

Muskel mitokondriel funktion vil blive målt i permeabiliserede fibre biopsieret fra vastus lateralis før og efter hver intervention.

Specifikt maksimalt koblet respiration (dvs. OXPHOS eller tilstand 3) vil blive målt med en clark-type elektrode (O2K, Oroboros) og udtrykt i picomol ilt forbrugt pr. sekund.

Den vigtigste variabel af interesse vil være ændringen i den maksimale parrespiration fra før til efter hver intervention.

Tværsnitsarealet af den behandlede vastus lateralis vil blive målt med magnetisk resonansbilleddannelse før og efter hver intervention. Den vigtigste variabel af interesse vil være ændringen i tværsnitsareal, udtrykt i kvadratcentimeter, fra før til efter hver intervention.

Specifikt vil MR blive brugt til at vurdere hele muskeltværsnitsarealet af vastus lateralis. Deltagerne vil blive scannet, mens de ligger på ryggen i en 3.0 Tesla MRI-scanner (Siemens). En standard Siemens 2-D multi-slice gradient-genkaldt ekko (GRE) MRI pulssekvens vil blive brugt. Billeder vil blive taget i skiver hver 5 mm, hvilket resulterer i en samlet sekvenstid på cirka 2 minutter. Dette vil give tværsnitsbilleder af vastus lateralis fra bunden af ​​lårbenet (distale kondyler) op til lysken. .