La vibrazione di tutto il corpo induce un riflesso muscolare a breve o lunga latenza (WBV-IMR)

Obiettivo: la vibrazione del corpo intero (WBV) induce una risposta riflessa nei muscoli. I meccanismi fisiologici alla base di questo riflesso sono stati spiegati attivando i fusi muscolari (riflesso indotto dallo stiramento) o gli osteociti (riflesso di mioregolazione ossea). È stato riportato che la latenza del riflesso muscolare indotto da WBV (WBV-IMR) è significativamente più lunga della latenza del riflesso T come riflesso indotto dall'allungamento o quasi uguale alla latenza del riflesso T nelle letterature. L'ipotesi di questo studio era che WBV attiva diversi recettori o percorsi riflessi dipendenti dall'intensità della vibrazione. Scopo di questo studio è stato quello di testare questa ipotesi.

Metodi: 2.1. Partecipanti

In questo studio sono stati inclusi undici volontari maschi adulti giovani, sani e con la mano destra dominante. L'età media dei partecipanti era di 25,4 ± 4,7 anni, l'altezza corporea media era di 176,5 ± 6,7 cm e il peso corporeo medio era di 77,8 ± 13,8 kg. Tutti i volontari hanno dato il consenso informato scritto alle procedure sperimentali, che erano conformi alla Dichiarazione di Helsinki e sono state approvate dal comitato etico locale (Yeditepe University Medical Faculty Clinical Research Evaluation Committee, Istanbul; 2016/564).

2.2. Procedura Prima dell'induzione della WBV, sono state ottenute le registrazioni del riflesso T di controllo e quindi i partecipanti hanno completato un protocollo WBV di prova di 15 secondi per familiarizzare con la procedura. Dopo le registrazioni di controllo T-reflex, il protocollo di prova e un riposo di 15 secondi, i partecipanti hanno ricevuto tre serie di stimoli WBV e T-reflex durante WBV. Nel primo set è stata applicata una debole vibrazione. Nei set successivi sono state applicate rispettivamente una vibrazione moderata e una forte. Le caratteristiche di vibrazione di tre set sono state fornite nella Tabella 1. Un set WBV consisteva in quattro periodi di vibrazione, ciascuno della durata di 60 s, con intervalli di riposo di 5 s tra i periodi. All'interno di ogni serie, sono state fornite frequenze WBV di 25, 29, 33 e 37 Hz. I dati dell'elettromiografia di superficie (SEMG) e dell'accelerometro sono stati ottenuti mentre i partecipanti stavano in piedi sulla piattaforma vibrante con le ginocchia in estensione. I partecipanti erano scalzi e si trovavano direttamente sulla pedana vibrante. L'intero piatto oscillava con un movimento lineare verso l'alto e verso il basso. Due dispositivi WBV (Power-Plate®Pro5, PowerPlate® International, Ltd. Londra, Regno Unito) sono stati utilizzati nel presente studio. Uno di questi è stato utilizzato per applicare la vibrazione moderata e forte. L'altro dispositivo WBV è stato modificato per attenuare l'intensità della vibrazione e utilizzato per applicare la vibrazione debole.

2.3. Registrazioni dei dati Le registrazioni di T-reflex e WBV-IMR sono state acquisite utilizzando SEMG. Gli elettrodi Ag/AgCl (KENDALL®Covidien) con un raggio del disco di 10 mm sono stati posizionati a 20 mm di distanza sul ventre del muscolo soleo destro su pelle rasata che era stata pulita con alcool in conformità con le raccomandazioni dell'Elettromiografia di Superficie per i Non- Progetto Invasive Assessment of Muscles (SENIAM) (Hermens et al., 2000). L'elettrodo di massa è stato posizionato sul malleolo laterale. La frequenza di campionamento è stata selezionata come 10 kHz.

Un piezoaccelerometro MEMS triassiale molto leggero (2,9 g) (LIS344ALH, fondo scala di ± 6 g, accelerometro lineare, ECOPACK®) è stato applicato al tendine di Achille destro del partecipante per determinare i tempi di insorgenza dello stimolo meccanico per il T- riflesso e per misurare l'intensità della corsa del martello riflesso al tendine di Achille (accelerometro di Achille). Accelerometri simili fissati alle piattaforme WBV per determinare la tempistica dell'inizio dello stimolo meccanico per il WBV-IMR (accelerometri a piattaforma). L'unità di accelerazione utilizzata in questo studio era m/s2.

Un martello riflesso su misura ha colpito il tendine d'Achille destro appena caudalmente all'accelerometro con una forza di circa 19,6 N. Prima della vibrazione e in ogni sessione di vibrazione, il tendine d'Achille è stato colpito dieci volte con intervalli di circa 3 secondi tra i colpi.

2.4. Elaborazione dei dati I dati SEMG e dell'accelerometro sono stati registrati utilizzando un sistema di acquisizione dati PowerLAB® (ADInstruments, Oxford, Regno Unito) e i dati sono stati analizzati offline utilizzando LabChart7® (ver 7.3.7, ADInstruments, Oxford, Regno Unito). È stata utilizzata una frequenza di campionamento di 10 kHz. Tutte le registrazioni dell'accelerometro sono state filtrate con filtro passa-alto impostato a 5 Hz. Tutte le registrazioni EMG sono state filtrate utilizzando un filtro passa banda da 60 a 500 Hz.

Le ampiezze massime picco-picco (PPmax) del riflesso T sono state determinate per ogni sessione di vibrazione. L'ampiezza di WBV-IMR è stata espressa come Root Mean Square (RMS). L'ampiezza PPmax del riflesso T e l'ampiezza RMS del WBV-IMR registrati durante il WBV forte sono stati utilizzati per normalizzare l'ampiezza PPmax del riflesso T e l'ampiezza RMS del WBV-IMR registrati prima del WBV o durante il WBV debole e moderato.

Nel presente studio, la latenza del riflesso è stata definita come il tempo tra l'inizio dello stimolo meccanico e l'inizio del picco EMG sulla traccia media cumulata, entrambi determinati utilizzando il metodo della media cumulativa, come precedentemente descritto (Karacan et al. ). I picchi positivi dei dati EMG rettificati sono stati utilizzati come trigger per calcolare la media dei dati dell'accelerometro e dei dati EMG rettificati. Il punto sulla traccia media cumulativa dei dati dell'accelerometro della piattaforma in cui l'errore standard (SE) era il più basso è stato considerato il punto di insorgenza dello stimolo. Il punto sulla traccia media cumulativa dei dati EMG rettificati in cui l'SE era più basso è stato considerato il punto di insorgenza del picco EMG. L'altezza media dei giovani maschi adulti in campagna (175 cm) è stata utilizzata per normalizzare le latenze T-reflex e WBV-IMR (Cidem et al).

2.5. Precauzioni per contrazioni muscolari volontarie e artefatti da movimento Sono state prese cinque misure: 1) ai partecipanti è stato chiesto di utilizzare le maniglie del dispositivo WBV per garantire l'equilibrio. Il senso dell'equilibrio può essere compromesso durante il WBV. Pertanto i muscoli possono essere attivati ​​per ripristinare l'equilibrio durante la WBV, 2) Prima delle prove WBV, ai partecipanti è stato chiesto di rilassarsi e di non fare contrazioni volontarie nei muscoli degli arti inferiori. Questa istruzione è stata fornita con un feedback verbale fornito dal ricercatore che ha monitorato le registrazioni SEMG dallo schermo. Se l'ampiezza RMS dell'EMG era inferiore a cinque microvolt durante questa istruzione, è stato accettato che il rilassamento muscolare fosse ottenuto dal partecipante, 3) è stato applicato un protocollo di prova per familiarizzare con la vibrazione, 4) tutti i cavi sono stati accuratamente fissati alla pelle per ridurre al minimo il movimento artefatti, 5) tutte le registrazioni EMG sono state filtrate per evitare artefatti da movimento indotti da WBV (Sebik et al., 2013).

2.6. Analisi statistica La normale distribuzione dei dati è stata confermata mediante il test di Kolmogorov-Smirnov. Le variabili continue sono state riassunte come media aritmetica e deviazione standard (DS).

Il t-test del campione accoppiato è stato utilizzato per analizzare la differenza statistica nell'ampiezza di WBV-IMR tra WBV debole e moderato. Il test di misure ripetute del modello lineare generale è stato utilizzato per confrontare le latenze del riflesso T, le latenze WBV-IMR o l'ampiezza PPmax del riflesso T tra le sessioni. La soglia alfa (α) è stata scelta come 0,05. Il test di Bonferroni è stato applicato per confronti a coppie (analisi PostHoc). Utilizzando un Bonferroni (un livello di significatività per ogni confronto a coppie è α/m, m è il numero di confronti a coppie), i risultati con un valore p ≤ 0,017 sono stati considerati significativi. L'intervallo di confidenza (CI), la media e l'errore standard (SE) sono stati calcolati per tutti i dati. Quando si confrontano le medie di due set di dati, se ±95% CI di un set di dati includeva la media di un altro set di dati, è stato stabilito che non vi è alcuna differenza statistica tra le medie di due set di dati. Il pacchetto software di gestione dei dati utilizzato era PASW statistics (precedentemente SPSS Statistics) per Windows.