Meccanismi EIMD che causano la perdita di forza

All'interno del partecipante, verrà utilizzato un disegno sperimentale a misure ripetute in modo tale che ogni partecipante fungerà da controllo proprio. La caffeina e il placebo saranno somministrati in doppio cieco, controbilanciato. Pillole di caffeina e placebo (farina bianca) saranno preparate da Kerri Tiedman o Jackie Straughn presso la Doctors Park Pharmacy utilizzando una bilancia analitica. La caffeina anidra o la farina bianca saranno poste in capsule opache. Le pillole saranno inserite in buste da Chris Black. Utilizzerà quindi una tabella di numeri casuali generata dal computer per assegnare caffeina o pillole placebo per ogni sessione di test in modo controbilanciato. Il numero di identificazione del partecipante, così come il numero della sessione, saranno riportati sulla busta. Un foglio di calcolo contenente solo i numeri dei partecipanti e le condizioni del test verrà conservato da Chris Black fino al completamento dello studio. Jessica, Robby, Alex, Josh e Jamie, gli assistenti di ricerca, che saranno ignari del contenuto delle buste, somministreranno le pillole ai partecipanti e raccoglieranno i dati dai partecipanti. Ciò garantirà l'accecamento dei ricercatori alla condizione durante la raccolta dei dati. Dopo il completamento della raccolta dei dati, il foglio di calcolo verrà consegnato a tutti gli assistenti di ricerca sopra indicati e l'accecamento verrà interrotto per l'analisi dei dati.

L'impegno totale per lo studio sarà di circa 10 ore nel corso di 14 giorni. Saranno completate tre sessioni di familiarizzazione e 5 sessioni di test.

Test Day 1: - I potenziali partecipanti si riferiranno al laboratorio di funzione sensoriale e muscolare per una sessione di 30 minuti che coinvolge quanto segue:

D1.1 Verrà fornita una descrizione scritta e verbale dell'esperimento e di tutte le procedure e verrà data risposta a qualsiasi domanda. Il consenso informato sarà completato.

D1.2 Verrà completato un questionario sulla preparazione all'attività fisica (PAR-Q) (identifica le controindicazioni all'esercizio. D1.3 Sarà condotto uno screening del questionario per le potenziali reazioni avverse alla caffeina, ai farmaci attuali e agli integratori, nonché un aumento del rischio di uso di rabdomiolisi. D1.4 La pressione arteriosa da seduti ea riposo sarà valutata nell'arteria brachiale destra. D1.5 Ai potenziali partecipanti ritenuti idonei per lo studio verrà chiesto di dichiarare oralmente ai ricercatori cosa dovranno fare nello studio e di spiegare i rischi e i benefici dello studio per confermare di aver compreso le procedure, l'impegno di tempo, la libertà di ritiro e rischi e benefici della partecipazione allo studio. D1.6 Successivamente, i partecipanti eserciteranno la procedura per determinare la massima forza isometrica volontaria (MVC) del gruppo muscolare flessore plantare. I partecipanti saranno seduti su una sedia appositamente progettata con l'anca a un angolo di 90 gradi. Verrà eseguita una serie di 3 contrazioni isometriche massimali (contrazioni contro un oggetto fermo in cui il muscolo non si accorcia o allunga). Ogni contrazione durerà circa 3 secondi. I partecipanti riceveranno incoraggiamento verbale durante la contrazione. L'attivazione muscolare (la quantità o la percentuale della massa muscolare totale dei flessori plantari che la persona è in grado di utilizzare durante una contrazione) durante le contrazioni isometriche sarà valutata utilizzando la tecnica della contrazione interpolata (ITT). Questa tecnica prevede l'applicazione di una corrente elettrica al muscolo tramite la stimolazione dell'assone motore tibiale (nervo) mentre si sta contraendo per determinare se il muscolo è in grado di generare una forza aggiuntiva, al di là di ciò che il partecipante può generare da solo. La forza di questa stimolazione viene confrontata con la forza generata in un muscolo rilassato e non in contrazione per determinare la percentuale del muscolo che il partecipante può attivare durante una contrazione. Per eseguire l'ITT gli elettrodi stimolanti vengono posizionati prossimalmente alla rotula e dietro il ginocchio sopra il nervo tibiale. I partecipanti riceveranno una breve (10 millisecondi) stimolazione ad alta intensità del muscolo durante ogni contrazione e a 4 e 6 secondi dopo ogni contrazione (mentre il muscolo è rilassato). L'MVC e l'ITT saranno determinati sia nel polpaccio destro che in quello sinistro.

Test Day 2: i partecipanti si riferiranno al laboratorio di funzione sensoriale e muscolare circa 48 ore dopo il test day 1 per una sessione di 15 minuti. D2.1 La MVC e l'attivazione muscolare dei flessori plantari saranno praticate ancora una volta come descritto in precedenza.

Test Day 3: i partecipanti si riferiranno al laboratorio di funzione sensoriale e muscolare circa 48 ore dopo il test day 2 per una sessione di 15 minuti. D3.1 La MVC e l'attivazione muscolare dei flessori plantari saranno praticate ancora una volta come descritto in precedenza

Giorno 4 di test: i partecipanti si riferiranno al laboratorio di funzionalità sensoriale e muscolare per una sessione di test di 2 ore. D4.1 Verrà valutata la soglia del dolore da pressione (PPT) dei muscoli del polpaccio destro e sinistro. Un segno verrà posizionato sopra la pancia del gruppo muscolare flessore plantare su ciascuna gamba. I ricercatori posizioneranno un algometro di pressione sul sito del test e applicheranno gradualmente una pressione a una velocità di 0,50 kg/sec fino a quando il partecipante non indicherà che la pressione è passata dall'essere "scomoda" a "debolmente dolorosa". Il partecipante lo indicherà premendo un pulsante collegato all'algometro. Non appena il partecipante indica dolore, lo stimolo di pressione verrà rimosso dal ricercatore. D4.2 Sarà valutato il dolore muscolare nel gruppo muscolare dei flessori plantari. Questo sarà fatto facendo eseguire ai partecipanti 3 contrazioni eccentriche separate dei flessori plantari usando il loro peso corporeo. I partecipanti saranno istruiti a eseguire ogni contrazione eccentrica in modo lento e controllato. Dopo ogni azione al partecipante verrà chiesto di valutare l'intensità del dolore/dolore/indolenzimento nei propri flessori plantari durante il sollevamento. Verrà utilizzata una scala analogica visiva (VAS) di 10 cm per valutare il dolore. Ai partecipanti verrà chiesto di posizionare un segno lungo la linea di 10 cm che corrisponde all'intensità del dolore provato durante il sollevamento. Le ancore di "nessun dolore" e "peggior dolore immaginabile" saranno posizionate rispettivamente all'estremità sinistra e destra della linea di 10 cm. D4.3 L'eccitabilità spinale sarà valutata determinando il riflesso H nel nervo tibiale. I partecipanti saranno seduti (come descritto in precedenza) sulla sedia appositamente progettata con il piede fissato a un pedale. Due elettrodi di registrazione verranno posizionati sulla pelle sopra il ventre del muscolo soleo per registrare l'attività elettrica (EMG) per il soleo. Un elettrodo di massa verrà posizionato sopra il malleolo laterale. Gli elettrodi stimolanti saranno posizionati sopra il nervo tibiale nella fossa poplitea e prossimalmente alla rotula. Verrà erogata una serie di 25-30 impulsi di stimolazione (ciascuno della durata di 1 millisecondo) per visualizzare la curva di reclutamento delle onde H e M. D4.4 Le caratteristiche contrattili dei flessori plantari saranno valutate eseguendo una serie di contrazioni stimolate (tramite stimolazione del nervo tibiale come descritto sopra). Verranno eseguite sei contrazioni stimolate, ciascuna della durata di 1 secondo. Tre ciascuno a una frequenza di stimolazione di 20 hertz e 3 a una frequenza di stimolazione di 100 hertz e ogni stimolazione sarà separata da 30 secondi. D4.5 La MVC e l'attivazione muscolare dei flessori plantari saranno valutate come descritto in precedenza. D4.6 I partecipanti consumeranno capsule di gelatina contenenti una dose di 5 mg/kg di peso corporeo di caffeina anidra o un placebo (farina bianca). D.4.7 I partecipanti riposeranno in silenzio per 60 minuti. D4.8 La PPT dei flessori plantari sarà valutata come descritto in precedenza. D4.9 L'indolenzimento muscolare sarà valutato come descritto in precedenza. D4.10 Il riflesso H sarà valutato come descritto in precedenza D4.11 Le caratteristiche contrattili a 20 hertz e 100 hertz saranno valutate come descritto in precedenza. D4.12 La MVC e l'attivazione muscolare saranno valutate come descritto in precedenza.

Giorno 5 del test: i partecipanti si riferiranno al laboratorio della funzione sensoriale e muscolare circa 24 ore dopo il giorno 4 del test per una sessione di test di 2 ore. Tutte le procedure del giorno 4 del test verranno ripetute il giorno 5 del test. Se i partecipanti sono stati assegnati in modo casuale a ricevere caffeina il giorno 4 del test, riceveranno il placebo il giorno 5 e viceversa.

Test giorno 6: i partecipanti si riferiranno al laboratorio di funzionalità sensoriale e muscolare circa 24 ore dopo il giorno 5 del test per una sessione di 30 minuti.

I partecipanti completeranno 60 azioni muscolari eccentriche (6 serie da 10 ripetizioni) dei flessori plantari con la gamba dominante utilizzando un peso pari a circa il 120% della loro forza massima. I partecipanti saranno istruiti a eseguire ogni azione muscolare eccentrica in modo lento (~ 3 secondi) e controllato. I ricercatori conteranno verbalmente durante ogni azione per aiutare a controllare la velocità del movimento. I ricercatori aumenteranno il peso prima dell'inizio di ogni sollevamento. Questo è così che il partecipante esegue solo azioni muscolari eccentriche. Al termine dell'esercizio eccentrico, ai partecipanti verrà chiesto di astenersi dall'uso di farmaci antidolorifici, incluso l'alcol, fino al completamento dell'esperimento. Ai partecipanti verranno inoltre ricordate le istruzioni per il monitoraggio dei sintomi correlati alla rabdomiolisi e le istruzioni per una corretta idratazione per tutta la durata dello studio.

Test Day 7-8: i partecipanti si presenteranno al laboratorio di fisiologia applicata circa 24 ore dopo i giorni 6 e 7 del test per una sessione di test di 2 ore.

Tutte le procedure del giorno 4 del test verranno ripetute durante il giorno 7 e 8 del test. Le capsule di caffeina e placebo verranno somministrate in modo controbilanciato in modo tale che ogni partecipante riceverà caffeina in 1 giorno di test e placebo nell'altro.

Verrà utilizzato un ANOVA a misure ripetute completamente all'interno dei partecipanti per testare le differenze tra ciascuna misura del risultato tra le condizioni e nel tempo. Assumendo una potenza di 0,80, una dimensione del campione di 20 partecipanti consentirà di rilevare una differenza tra le condizioni di circa 0,50 deviazione standard (un effetto moderato) per l'interazione. Precedenti studi hanno dimostrato che la caffeina aumenta la forza e il riflesso h di circa 0,40-0,90 deviazione standard. Pertanto, la dimensione del campione proposta dovrebbe essere sufficientemente ampia da rilevare qualsiasi differenza significativa tra le condizioni di caffeina e placebo.

Le copie cartacee stampate delle informazioni e dei dati del soggetto saranno conservate in un archivio chiuso a chiave nell'ufficio dell'investigatore principale che sarà chiuso a chiave se lui non è presente. L'investigatore principale sarà l'unico individuo con le chiavi di entrambi. Tutti i file elettronici per il progetto saranno protetti da password. Solo il ricercatore principale e i rispettivi studenti laureati conosceranno la password. In caso di evento avverso il ricercatore principale. contatterà il comitato di revisione istituzionale entro 2 giorni lavorativi con la documentazione appropriata.

Il comitato di monitoraggio dei dati e della sicurezza sarà composto da due membri, il ricercatore principale (Chris Black) e il co-investigatore (Jessica Renfroe). Si terranno riunioni mensili tra questi membri per rivedere le pratiche di sicurezza dei dati. Se dovesse verificarsi un evento avverso, i membri discuteranno di eventuali problemi e agiranno per ridurre al minimo eventuali ulteriori problemi di sicurezza entro 2 giorni lavorativi.