Terapia del calore e studio della funzione muscolare

Soggetti giovani e anziani parteciperanno all'allenamento a intervalli ad alta intensità su una gamba sola degli estensori del ginocchio destro (4 intervalli di 4 minuti all'80% della potenza aerobica massima con intervalli di riposo di 4 minuti tra, 3 volte a settimana per 6 settimane).

La funzione muscolare e la potenza critica dell'estensore del ginocchio saranno misurate prima e dopo le 6 settimane di trattamento.

I soggetti eseguiranno un intenso esercizio di estensione del ginocchio su una gamba sola 3 volte a settimana per 6 settimane. In particolare, i soggetti saranno seduti in un ergometro di estensione del ginocchio personalizzato ed eseguiranno l'estensione dinamica del ginocchio su una gamba sola (simile al ciclismo su una gamba sola) mentre eseguono l'esercizio. Dopo un riscaldamento di 6 minuti a circa il 20% della potenza aerobica massima di quella gamba (determinata durante un test di esercizio graduato di estensione del ginocchio su una gamba sola), i soggetti eseguiranno 4 periodi di 4 minuti a circa l'80% della potenza aerobica massima. Tra ogni sessione di esercizio si verificherà un recupero di 4 minuti al ~40%. Al termine dell'esercizio verrà fornito un defaticamento. In totale, i soggetti eseguiranno 40 minuti di esercizio di estensione del ginocchio su una gamba sola, 3 volte a settimana per 6 settimane.

La potenza aerobica massima (determinata da un test di esercizio graduato) sarà determinata nuovamente dopo 3 settimane per regolare opportunamente l'intensità dell'allenamento.

• HIIT

Soggetti giovani e anziani parteciperanno all'allenamento di terapia termica a gamba singola di una gamba singola (quadricipite femorale, 120 minuti di diatermia a onde corte per aumentare la temperatura muscolare a ~ 39 ° C) 3 volte a settimana per 6 settimane.

La funzione muscolare e la potenza critica dell'estensore del ginocchio saranno misurate prima e dopo le 6 settimane di trattamento.

• Diatermia a onde corte

Soggetti giovani e anziani parteciperanno a un trattamento fittizio di allenamento termoterapico su una gamba sola degli estensori del ginocchio destro (120 minuti con unità di diatermia a onde corte posizionata sulla gamba, ma non accesa) 3 volte a settimana per 6 settimane.

La funzione muscolare e la potenza critica dell'estensore del ginocchio saranno misurate prima e dopo le 6 settimane di trattamento.

I soggetti giovani (18-35 anni) subiranno 2 settimane di immobilizzazione delle gambe mentre riceveranno 2 ore di un finto trattamento termico ogni giorno. Per il trattamento fittizio, il dispositivo di riscaldamento verrà applicato all'arto, ma, all'insaputa del partecipante, non verrà acceso.

La funzione muscolare e il potere critico dell'estensore del ginocchio saranno misurati prima e dopo le 2 settimane di immobilizzazione della gamba.

I soggetti giovani (18-35 anni) subiranno 2 settimane di immobilizzazione delle gambe mentre riceveranno 2 ore di trattamento di terapia termica ogni giorno. La terapia del calore consisterà in 120 minuti di diatermia a onde corte per aumentare la temperatura del muscolo quadricipite femorale a ~ 39°C.

La funzione muscolare e il potere critico dell'estensore del ginocchio saranno misurati prima e dopo le 2 settimane di immobilizzazione della gamba.

• Immobilizzazione delle gambe

La tolleranza all'esercizio muscolare, quantificata come potenza critica, sarà valutata prima e dopo ogni intervento. L'esito principale sarà la variazione della potenza critica, espressa in Watt, suscitata da ciascun intervento.

In particolare, i partecipanti eseguiranno 3-5 diverse uscite di potenza dell'esercizio di estensione del ginocchio a gamba singola il più a lungo possibile. Successivamente, la linea di best fit tra il lavoro totale svolto e la durata di ciascuna prova di uscita di potenza sarà utilizzata per quantificare la potenza critica, espressa in Watt.

La funzione dell'arteria di resistenza sarà valutata con la tecnica del movimento passivo delle gambe (PLM) prima e dopo ogni intervento. La principale variabile di interesse sarà la variazione del picco di flusso sanguigno suscitato dal PLM da prima a dopo ogni intervento.

Nello specifico, il PLM verrà eseguito con un membro del gruppo di ricerca che muove l'articolazione del ginocchio di un soggetto attraverso un raggio di movimento di 90 gradi, a una frequenza di 1 Hz per 60 secondi. Questo movimento passivo provoca una risposta iperemica che sarà quantificata con l'ecografia Doppler dell'arteria femorale ed espressa in ml/min. La più alta media di 1 secondo di flusso sanguigno che si verifica durante il movimento sarà identificata come risposta di picco del flusso sanguigno.

La principale variabile di interesse sarà la variazione del picco di flusso sanguigno suscitato dal PLM da prima a dopo ogni intervento.

Il tasso massimo di flusso sanguigno raggiunto durante l'esercizio sarà determinato prima e dopo ogni intervento. La principale variabile di interesse sarà la variazione del flusso sanguigno massimo durante l'esercizio da prima a dopo ogni intervento, espressa in ml/min.

In particolare, il flusso sanguigno durante l'esercizio sarà valutato quantificando il picco di risposta iperemica, espresso in ml/min, all'esercizio di estensione del ginocchio attivo su una sola gamba. Dopo un riscaldamento, i soggetti eseguiranno l'esercizio di estensione del ginocchio della gamba singola massima per 3 minuti mentre il flusso sanguigno viene quantificato con l'ecografia Doppler (Logiq E, GE) dell'arteria femorale. Il tasso medio di flusso sanguigno raggiunto durante gli ultimi 30 secondi dell'esercizio sarà identificato come il flusso sanguigno massimo dell'esercizio, espresso in ml/min.

L'area della sezione trasversale delle fibre muscolari biopsiate dal vasto laterale trattato verrà utilizzata per quantificare la dimensione della dimensione del muscolo prima e dopo ogni intervento. La principale variabile di interesse sarà la variazione dell'area media della sezione trasversale delle miofibre, espressa in micrometri quadrati, da prima a dopo ogni intervento.

In particolare, i campioni di biopsia muscolare saranno montati su un tappo in gomma adragante. I campioni congelati verranno fatti aderire a un vetrino da microscopio per la colorazione. I vetrini saranno incubati con anticorpi marcati con fluorescenza. Il CSA sarà quantificato per ogni fibra utilizzando il software Olympus CellSens e successivamente mediato per tutte le fibre sul vetrino.

La funzione mitocondriale muscolare sarà misurata in fibre permeabilizzate biopsiate dal vasto laterale prima e dopo ogni intervento.

Nello specifico, la massima respirazione accoppiata (es. OXPHOS o Stato 3) sarà misurato con un elettrodo di tipo Clark (O2K, Oroboros) ed espresso in picomoli di ossigeno consumato al secondo.

La principale variabile di interesse sarà il cambiamento nella massima respirazione di coppia da prima a dopo ogni intervento.

L'area della sezione trasversale del vasto laterale trattato sarà misurata con risonanza magnetica prima e dopo ogni intervento. La principale variabile di interesse sarà la variazione dell'area della sezione trasversale, espressa in centimetri quadrati, da prima a dopo ogni intervento.

In particolare, la risonanza magnetica verrà utilizzata per valutare l'area della sezione trasversale dell'intero muscolo del vasto laterale. I partecipanti verranno scansionati mentre giacciono supini in uno scanner MRI 3.0 Tesla (Siemens). Verrà utilizzata una sequenza di impulsi MRI Siemens 2-D multi-slice con richiamo del gradiente echo (GRE). Le immagini verranno prese in sezioni ogni 5 mm, risultando in un tempo di sequenza totale di circa 2 minuti. Ciò fornirà immagini in sezione trasversale del vasto laterale dalla base del femore (condili distali) fino all'inguine. .