Lämpöterapia ja lihasten toimintatutkimus

Nuoret ja vanhemmat koehenkilöt osallistuvat yhden jalan, korkean intensiteetin intervalliharjoitteluun oikean polven ojentajalihaksilla (4 4 minuutin intervallia 80 %:lla maksimaalisesta aerobisesta tehosta 4 minuutin lepovälin välissä, 3 kertaa viikossa 6 viikon ajan).

Lihastoiminta ja polven ojentajien kriittinen teho mitataan ennen ja jälkeen 6 viikon hoidon.

Koehenkilöt suorittavat intensiivistä yhden jalan polven ojennusharjoitusta 3 kertaa viikossa 6 viikon ajan. Tarkemmin sanottuna koehenkilöt istuvat mukautetussa polven ojennusergometrissä ja suorittavat yhden jalan, dynaamisen polven ojennuksen (samanlainen kuin yhden jalan pyöräilyä) suorittaessaan harjoitusta. Kuuden minuutin lämmittelyn jälkeen noin 20 %:lla kyseisen jalan maksimaalisesta aerobisesta tehosta (määritetty yhden jalan polven ojennustestissä) koehenkilöt suorittavat 4 4 minuutin jaksoa noin 80 %:lla maksimaalisesta aerobisesta tehosta. 4 minuutin palautuminen ~40 %:lla tapahtuu jokaisen harjoituskerran välillä. Harjoituksen päätteeksi tarjotaan jäähdyttely. Koehenkilöt tekevät yhteensä 40 minuuttia yhden jalan polven ojennusharjoitusta 3 kertaa viikossa 6 viikon ajan.

Suurin aerobinen teho (määritetään asteittaisella harjoitustestillä) määritetään uudelleen 3 viikon kuluttua harjoituksen intensiteetin sopivaksi säätämiseksi.

• HIIT

Nuoret ja vanhemmat osallistuvat yhden jalan lämpöterapiaan (nelipäinen femoris, 120 minuuttia lyhytaaltodiatermiaa lihaksen lämpötilan nostamiseksi ~39C) 3 kertaa viikossa 6 viikon ajan.

Lihastoiminta ja polven ojentajien kriittinen teho mitataan ennen ja jälkeen 6 viikon hoidon.

• Lyhytaaltodiatermia

Nuoret ja vanhemmat osallistuvat yhden jalan, oikean polven ojentajien lämpöterapiaharjoitteluun (120 minuuttia lyhytaaltodiatermiayksiköllä jalkaan, mutta ei päällä) 3 kertaa viikossa 6 viikon ajan.

Lihastoiminta ja polven ojentajien kriittinen teho mitataan ennen ja jälkeen 6 viikon hoidon.

Nuoret (18–35-vuotiaat) saavat jalkansa immobilisoitua 2 viikkoa ja he saavat 2 tuntia valelämpöhoitoa joka päivä. Valehoidossa lämmityslaite laitetaan raajaan, mutta sitä ei osallistujan tietämättä kytketä päälle.

Lihasten toiminta ja polven ojentajien kriittinen teho mitataan ennen ja jälkeen 2 viikon jalan immobilisoinnin.

Nuoret (18-35-vuotiaat) saavat jalkansa immobilisoitua 2 viikkoa ja he saavat 2 tuntia lämpöhoitoa joka päivä. Lämpöhoito koostuu 120 minuutin lyhytaaltodiatermiasta, jolla nostetaan nelipäisen reisilihaksen lämpötila ~39 asteeseen.

Lihasten toiminta ja polven ojentajien kriittinen teho mitataan ennen ja jälkeen 2 viikon jalan immobilisoinnin.

• Jalkojen immobilisointi

Lihasharjoituksen sietokyky, joka ilmaistaan ​​kriittisenä tehona, arvioidaan ennen jokaista toimenpidettä ja sen jälkeen. Päätulos on muutos kriittisessä tehossa, joka ilmaistaan ​​watteina ja jonka jokainen interventio saa aikaan.

Tarkemmin sanottuna osallistujat suorittavat 3-5 eri tehoa yhden jalan polven ojennusharjoituksessa niin kauan kuin pystyvät. Myöhemmin kriittisen tehon kvantifioimiseksi watteina käytetään suoritetun kokonaistyön ja kunkin tehokokeen keston välistä parhaiten sopivaa viivaa.

Resistenssivaltimon toiminta arvioidaan Passive Leg Movement (PLM) -tekniikalla ennen jokaista toimenpidettä ja sen jälkeen. Suurin kiinnostava muuttuja on PLM:n aikaansaama muutos huippuveren virtauksessa kunkin toimenpiteen ennen ja jälkeen.

Tarkemmin sanottuna PLM suoritetaan siten, että tutkimusryhmän jäsen liikuttaa potilaan polviniveltä 90 asteen liikealueella 1 Hz:n taajuudella 60 sekunnin ajan. Tämä passiivinen liike saa aikaan hyperemisen vasteen, joka kvantifioidaan reisivaltimon Doppler-ultraäänellä ja ilmaistaan ​​ml/min. Suurin 1 sekunnin keskimääräinen verenvirtaus, joka esiintyy liikkeen aikana, tunnistetaan verenvirtauksen huippuvasteeksi.

Suurin kiinnostava muuttuja on PLM:n aikaansaama muutos huippuveren virtauksessa kunkin toimenpiteen ennen ja jälkeen.

Harjoittelun aikana saavutettu maksimi verenvirtausnopeus määritetään ennen jokaista toimenpidettä ja sen jälkeen. Suurin kiinnostava muuttuja on muutos maksimaalisessa harjoituksen verenvirtauksessa ennen kutakin toimenpidettä sen jälkeen, ilmaistuna ml/min.

Tarkemmin sanottuna harjoituksen verenvirtaus arvioidaan kvantifioimalla huippuhypereeminen vaste, ilmaistuna ml/min, aktiiviseen yhden jalan polven ojennusharjoitukseen. Lämmittelyn jälkeen koehenkilöt suorittavat maksimaalisen yhden jalan polven ojennusharjoituksen 3 minuutin ajan samalla, kun verenvirtaus mitataan reisivaltimon Doppler-ultraäänellä (Logiq E, GE). Keskimääräinen verenvirtausnopeus, joka saavutetaan harjoituksen viimeisen 30 sekunnin aikana, tunnistetaan harjoituksen maksimiverenvirtaukseksi ml/min.

Käsitellystä vastus lateralisista biopsiasta otettujen lihassäikeiden poikkileikkauspinta-alaa käytetään lihaksen koon kvantifiointiin ennen jokaista toimenpidettä ja sen jälkeen. Suurin kiinnostava muuttuja on lihaskuidun keskimääräisen poikkileikkauspinta-alan muutos, joka ilmaistaan ​​neliömikrometreinä, kunkin toimenpiteen ennen ja jälkeen.

Tarkemmin sanottuna lihasbiopsianäytteet kiinnitetään traganttikumin korkkiin. Pakastetut näytteet kiinnitetään mikroskoopin objektilasille värjäystä varten. Objektilaseja inkuboidaan fluoresoivasti leimattujen vasta-aineiden kanssa. CSA kvantifioidaan jokaiselle kuidulle Olympus CellSens -ohjelmistolla ja sen jälkeen lasketaan keskiarvo kaikille levyllä oleville kuiduille.

Lihasten mitokondrioiden toiminta mitataan permeabilisoiduista kuiduista, jotka on otettu vastus lateralisista ennen jokaista toimenpidettä ja sen jälkeen.

Tarkemmin sanottuna maksimaalinen yhdistetty hengitys (esim. OXPHOS tai tila 3) mitataan Clark-tyyppisellä elektrodilla (O2K, Oroboros) ja ilmaistaan ​​sekunnissa kulutetun hapen pikomoleina.

Suurin kiinnostava muuttuja on muutos maksimaalisessa pariskuntahengituksessa kunkin toimenpiteen ennen ja jälkeen.

Hoidetun vastus lateralisin poikkileikkauspinta-ala mitataan magneettikuvauksella ennen jokaista toimenpidettä ja sen jälkeen. Suurin kiinnostava muuttuja on poikkileikkausalan muutos neliösenttimetrinä kunkin toimenpiteen ennen ja jälkeen.

Erityisesti MRI:tä käytetään arvioimaan vastus lateralis -lihaksen koko poikkileikkausala. Osallistujat skannataan makuuasennossa 3.0 Teslan magneettikuvauslaitteella (Siemens). Käytetään varastossa olevaa Siemensin 2-D-multi-slice gradient-reched echo (GRE) MRI-pulssisekvenssiä. Kuvat otetaan viipaleina 5 mm:n välein, jolloin sekvenssin kokonaiskesto on noin 2 minuuttia. Tämä antaa poikkileikkauskuvia vastus lateralisista reisiluun tyvestä (distaaliset kondylit) nivusiin. .