Einfluss der Muskeltemperatur auf Muskelwachstum und -abbau: Kühlung während des Widerstandstrainings

Nach Unterzeichnung der Einverständniserklärung sind insgesamt 2 Besuche im Labor erforderlich. Alle Besuche finden im Labor für Bewegungsphysiologie der Universität von Nebraska statt.

Erster Besuch (~1,5-2 Stunden):

Größe und Gewicht werden mit einer medizinischen Waage gemessen. Das Körperfett wird mit hydrostatischem Wiegen unter Verwendung eines auf elektronischen Wägezellen basierenden Systems (Exertech, Dresbach, MN) bewertet, das das verbleibende Lungenvolumen korrigiert, oder bei Bedarf mit einem bioelektrischen Impedanzanalyse-Körperzusammensetzungsanalysator (InBodyUSA, Cerritos, CA).

Die Probanden führen dann einen Max-Test mit 12 Wiederholungen (12RM) für bilaterale Beinpresse im Sitzen und Beinstreckung im Sitzen unter Verwendung des folgenden Protokolls auf isotonischen Trainingsgeräten mit einem Gewicht durch, das darauf ausgelegt ist, ein Versagen zwischen 8 und 12 Wiederholungen zu erzeugen. Nach einem kurzen Aufwärmen auf einem Fahrradergometer fahren die Probanden mit einem bilateralen Beinpressen-Aufwärmen fort, bestehend aus einem Satz mit zehn Wiederholungen bei einer selbstbestimmten leichten Belastung, dann einem Satz mit 5 Wiederholungen bei einer selbstbestimmten moderaten Belastung und ein Satz von 1 Wiederholung bei einem vorhergesagten Maximum von 12 Wiederholungen, wie vorhergesagt in Bezug auf ihre fettfreie Masse. Während des Aufwärmens werden die Probanden auf ihre Form trainiert und auf ihre Fähigkeit hin beobachtet, den Wiederholungsmaximierungstest abzuschließen. Das Gewicht für den Test wird an die Fähigkeit des Probanden angepasst, ungefähr 12 Wiederholungen zu absolvieren. Sobald das gewünschte Gewicht bestimmt ist, werden die Probanden gebeten, so viele Wiederholungen wie möglich zu absolvieren, bis der Proband eine Wiederholung nicht mehr mit vollem Bewegungsumfang absolvieren kann. Ein identisches Testprotokoll wird dann für die Beinstreckung durchgeführt. Diese Daten werden verwendet, um eine Arbeitsbelastung von 12RM abzuschätzen, die für hypertrophes Wachstum unter Verwendung der Watham-Gleichung angemessen wäre.

Experimenteller Besuch (~6,5-8 Stunden):

Die Teilnehmer werden angewiesen, über Nacht gefastet im Labor anzukommen, und sie werden gebeten, anstrengende Aktivitäten, Alkoholkonsum, Tabak- und Drogenkonsum für die 24 Stunden vor der experimentellen Studie zu vermeiden.

Die Probanden werden das folgende kurz beschriebene experimentelle Protokoll absolvieren: eine kleine Mahlzeit zu sich nehmen, eine Muskelbiopsie vor dem Training, 30 Minuten vorkühlen, die Trainingsintervention abschließen, sofort nach dem Training eine Biopsie durchführen, 4 Stunden Erholung mit Kühlung und eine Biopsie nach der Erholung. Zu drei Zeitpunkten (vor dem Training, unmittelbar nach dem Training und nach 4 Stunden Erholung) werden Hauttemperatur, Muskeltemperatur, Blutfluss und Muskelgewebebiopsien entnommen.

Details sind wie folgt:

Mahlzeit Wenn die Probanden ankommen, wird eine einheitliche Mahlzeit bereitgestellt, um die Nahrungsaufnahme zu standardisieren. Den Teilnehmern wird eine Lebensmittelauswahl gegeben, um eine Mahlzeit zwischen 700 und 800 Kalorien zuzubereiten, die etwa 25 bis 35 g Protein, 75 bis 85 g Kohlenhydrate und 35 bis 45 g Fett enthält. Diese Lebensmittel werden aus im Handel erhältlichen vorverpackten Lebensmitteln bestehen. Sie haben ungefähr 30 Minuten Zeit, um ihre Mahlzeit zu sich zu nehmen.

Kühlprotokoll Die Probanden erhalten Game Ready Med 4 Elite-Oberschenkelwickel um jeden Oberschenkel. Dieses System zirkuliert gekühlte Flüssigkeit durch eine speziell für verschiedene Körpersegmente angepasste Umhüllung. Ein Oberschenkel wird gekühlt, während der andere Oberschenkel mit der Manschette umwickelt wird, aber keine Flüssigkeit durch ihn zirkuliert. Diese Bandagen bieten eine leichte Kompression und daher ist es wichtig, die Bandagen an beiden Beinen anzulegen. Jedes Bein wird entweder einer kalten experimentellen Gruppe oder einer Kontrolle zugeordnet, wird randomisiert und zwischen den Probanden ausbalanciert. Die Flüssigkeitstemperatur, die durch die Thermohüllen zirkuliert, wird auf 10 °C eingestellt. Die Thermobandagen werden während einer 30-minütigen Abkühlungsphase vor dem Übungskampf, während der Übungsintervention und während einer 4-stündigen Erholungsphase getragen.

Übungsintervention Die Probanden führen eine Intervention durch, die darauf abzielt, den Muskelwachstums-Signalweg (Hypertrophie) im Vastus Lateralis (äußerer Oberschenkel) durch bilaterale Beinpresse im Sitzen und bilaterale Beinstreckung im Sitzen auf isotonischen Trainingsgeräten zu stimulieren. Die Probanden führen vier Sätze bilateraler Beinpressübungen mit dem Gewicht aus, das als ihre 12 RM aus dem Wiederholungsmaximierungstest bestimmt wurde. Dies sollte eine Ausführung bis zum Muskelversagen von 8-12 Wiederholungen ermöglichen. Wenn also mehr als 12 Wiederholungen ausgeführt werden können, wird das Gewicht für die nachfolgenden Sätze zum Widerstand hinzugefügt. Wenn hingegen weniger als 8 Wiederholungen zum Muskelversagen führen, sollte das Gewicht für die folgenden Sätze reduziert werden. Der ständige Dialog mit den Probanden gibt den Ermittlern die Möglichkeit, die eingestellten Gewichte zu überwachen, um eine hypertrophe Reaktion zu maximieren. Den Probanden wird zwischen jedem Satz eine Pause von 2 Minuten gewährt. Nach Abschluss von 4 Sätzen erhalten die Probanden 5 Minuten Pause, bevor sie dieses Protokoll für bilaterale Beinstrecken wiederholen.

Biopsien Es werden insgesamt 6 Muskelbiopsien (1 pro Bein) vom Musculus vastus lateralis (äußerer Oberschenkel) entnommen. Eine von jedem Bein für jeden der 3 Entnahmezeitpunkte, vor dem Training, unmittelbar nach dem Training und nach 4 Stunden Erholung. Kurz gesagt wird der Bereich über dem Muskelbauch des Vastus lateralis rasiert und mit Alkohol gereinigt. 1 % Xylocain wird dann mit einer 25-ga-Injektionsnadel unter die Haut injiziert. Der Bereich wird dann weiter mit Betadin desinfiziert und ein steriles, gefenstertes Tuch wird über die Biopsiestelle gelegt. Unter Verwendung steriler Techniken wird ein kleiner Einschnitt durch die Haut (ca. 5 mm) vorgenommen und die Bergstrom-Biopsienadel durch den Einschnitt in den Bauch des Muskels eingeführt. Die Bergstrom-Nadel nimmt dann eine kleine Muskelklammer (~50 mg) und wird aus dem Muskel entfernt und in einem chemischen Stabilisator gelagert. Leichter Druck wird ca. 2 Minuten lang auf die Inzision ausgeübt und dann mit Steri-Strips und einem Pflaster mit antibiotischer Salbe verschlossen.

Intramuskuläre Temperatur Unter Verwendung des Einschnitts aus der Muskelbiopsie wird ein subkutanes (~26 ga) Thermoelement (Physitemp Instruments LLC, Clifton, NJ), das kleiner ist als die zur Injektion des Xylocain verwendete Nadel, in den Bauch des Muskels eingeführt, um die intramuskuläre Temperatur zu messen . Die Thermoelementablesungen stabilisieren sich in ungefähr 3 Sekunden und das Thermoelement wird dann entfernt. Aufzeichnungen der intramuskulären Temperatur werden während des Biopsievorgangs nach dem Eingriff gesammelt.

Hauttemperatur Die Hauttemperatur wird auf der Oberfläche jedes Oberschenkels mit einem Hautthermistor (Physitemp Instruments LLC, Clifton, NJ), einem Infrarot-Digitalthermometer und/oder mit einer Infrarot-Wärmekamera gemessen. Die Messungen werden gleichzeitig mit der intramuskulären durchgeführt. Der Thermistor wird einfach für ca. 3 Sekunden auf die Haut gelegt und dann aufgezeichnet. Die Infrarot-Wärmebildkamera kann Oberflächentemperaturen für ein Feld mit mehreren Oberflächen messen und aufzeichnen.