EIMD-Mechanismen, die Kraftverlust verursachen

Es wird ein experimentelles Design mit wiederholten Messungen innerhalb des Teilnehmers verwendet, so dass jeder Teilnehmer als seine/ihre eigene Kontrolle dient. Koffein und Placebo werden doppelblind und ausgewogen verabreicht. Koffein- und Placebo-Pillen (Weißmehl) werden von Kerri Tiedman oder Jackie Straughn in der Doctors Park Pharmacy mit einer Analysenwaage zubereitet. Wasserfreies Koffein oder Weißmehl werden in undurchsichtige Kapseln gefüllt. Die Pillen werden von Chris Black in Umschläge gesteckt. Er verwendet dann eine computergenerierte Zufallszahlentabelle, um Koffein- oder Placebo-Pillen für jede Testsitzung in einer ausgeglichenen Weise zuzuweisen. Die Identifikationsnummer des Teilnehmers sowie die Sitzungsnummer werden auf dem Umschlag angebracht. Eine Tabelle, die nur die Teilnehmerzahlen und die Testbedingungen enthält, wird von Chris Black aufbewahrt, bis die Studie abgeschlossen ist. Jessica, Robby, Alex, Josh und Jamie, die Forschungsassistenten, die für den Inhalt der Umschläge blind sind, werden den Teilnehmern die Pillen verabreichen und Daten von den Teilnehmern sammeln. Dadurch wird die Verblindung der Forscher für den Zustand während der Datenerhebung sichergestellt. Nach Abschluss der Datenerhebung wird das Spreadsheet an alle oben genannten wissenschaftlichen Mitarbeiter übergeben und die Verblindung für die Datenanalyse aufgehoben.

Der gesamte Zeitaufwand für die Studie beträgt ungefähr 10 Stunden im Laufe von 14 Tagen. Es werden drei Einarbeitungssitzungen und fünf Testsitzungen absolviert.

Testtag 1: - Potenzielle Teilnehmer melden sich im Sensorik- und Muskelfunktionslabor für eine 30-minütige Sitzung, die Folgendes umfasst:

D1.1 Eine schriftliche und mündliche Beschreibung des Experiments und aller Verfahren wird gegeben, und alle Fragen werden beantwortet. Die informierte Zustimmung wird abgeschlossen.

D1.2 Ein Fragebogen zur Bereitschaft zur körperlichen Aktivität (PAR-Q) wird ausgefüllt (identifiziert Kontraindikationen für körperliche Aktivität. D1.3 Ein Fragebogen-Screening auf mögliche Nebenwirkungen von Koffein, aktuellen Medikamenten und Nahrungsergänzungsmitteln sowie ein erhöhtes Risiko der Rhabdomyolyse-Anwendung wird durchgeführt. D1.4 Der Blutdruck im Sitzen und Ruhen wird in der rechten Brachialarterie gemessen. D1.5 Potenzielle Teilnehmer, die für die Studie als geeignet gelten, werden gebeten, den Forschern mündlich mitzuteilen, was von ihnen in der Studie erwartet wird, und die Risiken und Vorteile der Studie zu erläutern, um zu bestätigen, dass sie die Verfahren, den Zeitaufwand und die Freiheit verstehen Rücktritt sowie Risiken und Nutzen der Studienteilnahme. D1.6 Als nächstes üben die Teilnehmer das Verfahren zur Bestimmung der maximalen freiwilligen isometrischen Kraft (MVC) der Plantarflexor-Muskelgruppe. Die Teilnehmer werden in einem speziell entworfenen Stuhl mit einer Hüfte in einem Winkel von 90 Grad sitzen. Es wird eine Serie von 3 maximalen, vollständig isometrischen Kontraktionen (Kontraktionen gegen ein stationäres Objekt, bei denen sich der Muskel nicht verkürzt oder verlängert) durchgeführt. Jede Kontraktion dauert ungefähr 3 Sekunden. Die Teilnehmer werden während der Kontraktion verbal ermutigt. Die Muskelaktivierung (die Menge oder der Prozentsatz der gesamten Muskelmasse der Plantarflexoren, die die Person während einer Kontraktion verwenden kann) während der isometrischen Kontraktionen wird mit der Interpolated-Twitch-Technik (ITT) bewertet. Bei dieser Technik wird ein elektrischer Strom an den Muskel angelegt, indem das motorische Axon (Nerv) der Tibia stimuliert wird, während es sich zusammenzieht, um festzustellen, ob der Muskel in der Lage ist, eine zusätzliche Kraft zu erzeugen, die über die hinausgeht, was der Teilnehmer selbst erzeugen kann. Die Kraft dieser Stimulation wird mit der Kraft verglichen, die in einem entspannten, nicht kontrahierenden Muskel erzeugt wird, um den Prozentsatz des Muskels zu bestimmen, den der Teilnehmer während einer Kontraktion aktivieren kann. Zur Durchführung der ITT werden Stimulationselektroden proximal zur Kniescheibe und hinter dem Knie über dem Schienbeinnerv platziert. Die Teilnehmer erhalten während jeder Kontraktion sowie 4 und 6 Sekunden nach jeder Kontraktion (während der Muskel entspannt ist) eine kurze (10 Millisekunden) hochintensive Stimulation des Muskels. Der MVC sowie der ITT werden sowohl in der rechten als auch in der linken Wade bestimmt.

Testtag 2: Die Teilnehmer melden sich etwa 48 Stunden nach Testtag 1 für eine 15-minütige Sitzung im Sensorik- und Muskelfunktionslabor. D2.1 MVC und Muskelaktivierung der Plantarflexoren werden noch einmal wie zuvor beschrieben geübt.

Testtag 3: Die Teilnehmer melden sich etwa 48 Stunden nach Testtag 2 für eine 15-minütige Sitzung im Sensorik- und Muskelfunktionslabor. D3.1 MVC und Muskelaktivierung der Plantarflexoren werden noch einmal wie zuvor beschrieben geübt

Testtag 4: Die Teilnehmer melden sich für eine 2-stündige Testsitzung im Sensorik- und Muskelfunktionslabor. D4.1 Die Druckschmerzschwelle (PPT) sowohl der rechten als auch der linken Wadenmuskulatur wird beurteilt. An jedem Bein wird über dem Bauch der Plantarflexor-Muskelgruppe eine Markierung angebracht. Die Forscher platzieren ein Druckalgometer über der Teststelle und üben allmählich Druck mit einer Geschwindigkeit von 0,50 kg/s aus, bis der Teilnehmer angibt, dass sich der Druck von „unbequem“ zu „leicht schmerzhaft“ verändert hat. Der Teilnehmer zeigt dies an, indem er einen mit dem Algometer verbundenen Knopf drückt. Sobald der Teilnehmer Schmerzen anzeigt, wird der Druckreiz vom Forscher entfernt. D4.2 Muskelkater in der Muskelgruppe der Plantarflexoren wird beurteilt. Dies wird erreicht, indem die Teilnehmer 3 separate exzentrische Kontraktionen der Plantarflexoren mit ihrem Körpergewicht ausführen. Die Teilnehmer werden angewiesen, jede exzentrische Kontraktion langsam und kontrolliert auszuführen. Nach jeder Aktion wird der Teilnehmer gebeten, die Intensität der Schmerzen/Verletzungen/Wundheit in seinen Plantarflexoren während des Hebens zu bewerten. Eine visuelle Analogskala von 10 cm (VAS) wird verwendet, um Schmerzen zu beurteilen. Die Teilnehmer werden angewiesen, entlang der 10-cm-Linie eine Markierung anzubringen, die der Intensität der Schmerzen entspricht, die während des Hebens empfunden werden. Am linken und rechten Ende der 10-cm-Linie werden jeweils Anker mit „kein Schmerz“ und „stärkster vorstellbarer Schmerz“ gesetzt. D4.3 Spinale Erregbarkeit wird durch Bestimmung des H-Reflexes im N. tibialis beurteilt. Die Teilnehmer werden (wie zuvor beschrieben) in den speziell entworfenen Stuhl gesetzt, wobei ihr Fuß an einem Pedal befestigt ist. Zwei Aufzeichnungselektroden werden auf der Haut über dem Bauch des Soleus-Muskels platziert, um die elektrische Aktivität (EMG) für den Soleus aufzuzeichnen. Über dem Außenknöchel wird eine Masseelektrode platziert. Stimulationselektroden werden über dem Schienbeinnerv in der Kniekehle und proximal zur Patella platziert. Es wird eine Reihe von 25-30 Stimulationsimpulsen abgegeben (jeweils 1 Millisekunde lang), um die H- und M-Wellen-Rekrutierungskurve sichtbar zu machen. D4.4 Die kontraktilen Eigenschaften der Plantarflexoren werden durch Ausführen einer Reihe von stimulierten Kontraktionen (durch Stimulation des Schienbeinnervs wie oben beschrieben) bewertet. Es werden sechs stimulierte Kontraktionen durchgeführt, die jeweils 1 Sekunde dauern. Jeweils drei bei einer Stimulationsfrequenz von 20 Hertz und 3 bei einer Stimulationsfrequenz von 100 Hertz, und jede Stimulation wird durch 30 Sekunden getrennt. D4.5 MVC und Muskelaktivierung der Plantarflexoren werden wie zuvor beschrieben bewertet. D4.6 Die Teilnehmer nehmen Gelatinekapseln zu sich, die entweder eine Dosis von 5 mg/kg Körpergewicht wasserfreies Koffein oder ein Placebo (Weißmehl) enthalten. D.4.7 Die Teilnehmer ruhen sich 60 Minuten lang ruhig aus. D4.8 PPT der Plantarflexoren wird wie zuvor beschrieben bewertet. D4.9 Muskelkater wird wie zuvor beschrieben beurteilt. D4.10 Der H-Reflex wird wie zuvor beschrieben bewertet. D4.11 Die kontraktilen Eigenschaften bei 20 Hertz und 100 Hertz werden wie zuvor beschrieben bewertet. D4.12 MVC und Muskelaktivierung werden wie zuvor beschrieben bewertet.

Testtag 5: Die Teilnehmer melden sich etwa 24 Stunden nach Testtag 4 für eine 2-stündige Testsitzung im Sensorik- und Muskelfunktionslabor. Alle Prozeduren vom Testtag 4 werden am Testtag 5 wiederholt. Wenn den Teilnehmern am Testtag 4 zufällig Koffein zugeteilt wurde, erhalten sie am Tag 5 das Placebo und umgekehrt.

Testtag 6: Die Teilnehmer melden sich etwa 24 Stunden nach Testtag 5 für eine 30-minütige Sitzung im Sensorik- und Muskelfunktionslabor.

Die Teilnehmer führen 60 exzentrische Muskelaktionen (6 Sätze mit 10 Wiederholungen) der Plantarflexoren mit ihrem dominanten Bein mit einem Gewicht aus, das ungefähr 120 % ihrer Maximalkraft entspricht. Die Teilnehmer werden angewiesen, jede exzentrische Muskelaktion langsam (~ 3 Sekunden) und kontrolliert auszuführen. Die Forscher zählen während jeder Aktion verbal, um die Geschwindigkeit der Bewegung zu kontrollieren. Die Forscher erhöhen das Gewicht vor Beginn jeder Übung. Dies ist so, dass der Teilnehmer nur exzentrische Muskelaktionen ausführt. Nach Abschluss der exzentrischen Übung werden die Teilnehmer gebeten, bis zum Abschluss des Experiments auf die Einnahme von schmerzlindernden Medikamenten, einschließlich Alkohol, zu verzichten. Die Teilnehmer werden auch an die Anweisungen zur Überwachung der Symptome im Zusammenhang mit der Rhabdomyolyse und an die Anweisungen zur ordnungsgemäßen Flüssigkeitszufuhr für die Dauer der Studie erinnert.

Testtag 7-8: Die Teilnehmer melden sich etwa 24 Stunden nach den Testtagen 6 und 7 für eine 2-stündige Testsitzung im Labor für angewandte Physiologie.

Alle Verfahren ab Testtag 4 werden an den Testtagen 7 und 8 wiederholt. Koffein- und Placebo-Kapseln werden in ausgewogener Weise verabreicht, sodass jeder Teilnehmer an einem Testtag Koffein und am anderen Placebo erhält.

Eine vollständig innerhalb der Teilnehmer durchgeführte ANOVA mit wiederholten Messungen wird verwendet, um Unterschiede zwischen den einzelnen Ergebnismessungen zwischen den Bedingungen und im Laufe der Zeit zu testen. Unter der Annahme einer Trennschärfe von 0,80 ermöglicht eine Stichprobengröße von 20 Teilnehmern die Erkennung eines Unterschieds zwischen den Bedingungen von ungefähr 0,50 Standardabweichung (ein moderater Effekt) für die Interaktion. Frühere Studien haben gezeigt, dass Koffein die Kraft und den H-Reflex um etwa 0,40-0,90 erhöht Standardabweichung. Daher sollte die vorgeschlagene Stichprobengröße groß genug sein, um einen signifikanten Unterschied zwischen den Koffein- und Placebo-Zuständen zu erkennen.

Die gedruckten Exemplare der Informationen und Daten zum Probanden werden in einem verschlossenen Aktenschrank im Büro des leitenden Ermittlers aufbewahrt, der verschlossen ist, wenn er nicht dort ist. Der Hauptermittler wird die einzige Person sein, die Schlüssel zu beiden besitzt. Alle elektronischen Dateien für das Projekt werden passwortgeschützt aufbewahrt. Das Passwort ist nur dem Projektleiter sowie den jeweiligen Doktoranden bekannt. Im Falle eines unerwünschten Ereignisses der leitende Prüfarzt. wird sich innerhalb von 2 Werktagen mit den entsprechenden Unterlagen an das institutionelle Prüfungsgremium wenden.

Das Data and Safety Monitoring Board wird aus zwei Mitgliedern bestehen, dem Hauptermittler (Chris Black) und der Co-Ermittlerin (Jessica Renfroe). Zwischen diesen Mitgliedern finden monatliche Treffen statt, um die Datensicherheitspraktiken zu überprüfen. Sollte ein unerwünschtes Ereignis auftreten, werden die Mitglieder alle Probleme besprechen und Maßnahmen ergreifen, um weitere Sicherheitsbedenken innerhalb von 2 Werktagen zu minimieren.