Esercizio FIT in 30 giorni di disuso muscolare indotto da ULLS
Uso del monitoraggio della velocità per prescrivere carichi di lavoro appropriati di addestramento inerziale basato sul volano (FIT) per l'esercizio nel volo spaziale
Panoramica dello studio
Stato
Condizioni
Intervento / Trattamento
Descrizione dettagliata
Gli obiettivi primari di questo progetto sono:
- Valutare in che modo 30 giorni di sospensione unilaterale degli arti inferiori (ULLS) con e senza esercizio FIT influenzano la forza di contrazione volontaria ed evocata elettricamente, il reclutamento di unità motorie e le misure anisotrope.
- Determinare come le caratteristiche dell'anisotropia muscolare (valutata attraverso l'imaging del tensore di diffusione) e del treno potenziale d'azione dell'unità motoria (MUAPT) si riferiscono alla funzione contrattile negli arti caricati e non caricati
Gli obiettivi secondari includono:
- Valutare l’impatto dell’ULLS con e senza FIT sulla capacità aerobica
- Valutare l'impatto dell'ULLS con e senza FIT sulla regolazione dell'equilibrio durante la posizione su una gamba sola
Questo studio mira a reclutare 10 partecipanti sani e fisicamente attivi (sia maschi che femmine). I partecipanti verranno sottoposti a 30 giorni di ULLS per scaricare l'arto sinistro durante le attività della vita quotidiana. I soggetti indosseranno una scarpa appositamente modificata con uno stack in stile rocker di 5 cm sulla gamba destra e deambulano utilizzando le stampelle. I partecipanti verranno assegnati in modo casuale a un gruppo di controllo o di esercizio. Quelli del gruppo di esercizi eseguiranno la leg press con allenamento inerziale basato sul volano (FIT) tre volte a settimana. Il momento d'inerzia del volano sarà regolato per suscitare velocità di movimento di 0,4 m/s per l'allenamento di resistenza (quattro serie da 10 ripetizioni). Per l'allenamento a intervalli ad alta intensità, il momento di inerzia del volano verrà regolato per suscitare una velocità di movimento di 1,0 m/s durante il leg press (quattro serie da 3 minuti).
Prima e dopo l'intervento, i soggetti completeranno una serie di test tra cui:
- Composizione corporea: verranno condotte analisi di altezza, peso, circonferenza della vita e impedenza bioelettrica tetrapolare.
- Valutazione dell'equilibrio: il centro di pressione verrà valutato utilizzando piattaforme di forza portatili durante la posizione su una gamba sola con gli occhi aperti e chiusi. Questo test verrà ripetuto in condizioni calzate e non calzate. Durante questo test verranno raccolti dati MUAPT (elettromiografia superficiale ad alta densità) per il soleo e il tibiale anteriore.
- Test della capacità aerobica: il VO2max sarà determinato durante un test da sforzo graduale su un cicloergometro (3 minuti per fase). I dati sullo scambio di gas e sulla frequenza cardiaca verranno raccolti continuamente durante il test. Verrà valutata anche la forza della pedalata. Verranno valutati ulteriori risultati come la soglia ventilatoria e l'utilizzo del substrato.
- Imaging muscolare: verrà utilizzata l'imaging del tensore di diffusione (DTI), una tecnica di risonanza magnetica per valutare le misure anisotrope, il volume muscolare, la lunghezza del fascicolo e l'orientamento del fascicolo della metà della coscia.
- Test di forza muscolare: verrà valutata la forza isometrica e isocinetica volontaria massima degli estensori del ginocchio, dei flessori e dei flessori plantari e dorsali della caviglia. La contrazione interpolata (stimolazione elettrica del nervo femorale) verrà utilizzata per valutare le caratteristiche della contrazione e l'attivazione volontaria del quadricipite
Tipo di studio
Iscrizione (Stimato)
Fase
- Non applicabile
Contatti e Sedi
Contatto studio
- Nome: Lance Bollinger, PhD
- Numero di telefono: 8592577904
- Email: lance.bollinger@uky.edu
Luoghi di studio
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Kentucky
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Lexington, Kentucky, Stati Uniti, 40506
- Reclutamento
- University of Kentucky
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Criteri di partecipazione
Criteri di ammissibilità
Età idonea allo studio
- Adulto
Accetta volontari sani
Descrizione
Criteri di inclusione:
- Praticare regolarmente attività aerobica (> 150 minuti a settimana) ed esercizi di resistenza (> 1 volta a settimana) negli ultimi 12 mesi
- Istruzione superiore o uguale alla laurea (qualsiasi campo)
Criteri di esclusione:
- Circonferenza vita < 55 cm o > 90 cm (F) e < 75 cm o > 100 cm (M)
- Indice di massa corporea < 18,5 o > 29,9
- Misura della scarpa < 25 o > 29 cm.
- Non impegnarsi regolarmente in attività fisica nei 12 mesi precedenti
- Consumo di tabacco nei 6 mesi precedenti
- Disturbo della coagulazione del sangue
- Aritmia cardiaca
- Dispositivo impiantato che potrebbe essere influenzato negativamente da impulsi elettrici o forti campi magnetici come pacemaker, defibrillatore interno o impianto cocleare
- Diagnosi di malattia cardiovascolare, polmonare, renale o metabolica
- Gravidanza (entro i 6 mesi precedenti)
- Uso di contraccettivi orali (entro i tre mesi precedenti)
- Pressione arteriosa a riposo elevata (>140 sistolica e/o > 90 diastolica)
- Attualmente o precedentemente sottoposto a terapia di affermazione del genere (terapia ormonale o intervento chirurgico di riassegnazione sessuale)
- Lesione alla parte bassa della schiena o alla gamba nei 6 mesi precedenti
- Attualmente sto assumendo farmaci per favorire il sonno
- Lesioni muscolari, ossee o articolari che limitano l'attività fisica negli ultimi 6 mesi
- Disturbo neurologico che influisce sull'equilibrio (come la sclerosi multipla o il morbo di Parkinson)
Piano di studio
Come è strutturato lo studio?
Dettagli di progettazione
- Scopo principale: Trattamento
- Assegnazione: Randomizzato
- Modello interventistico: Assegnazione parallela
- Mascheramento: Nessuno (etichetta aperta)
Armi e interventi
Gruppo di partecipanti / Arm |
Intervento / Trattamento |
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Comparatore attivo: Nessun esercizio
I partecipanti verranno sottoposti a una sospensione unilaterale degli arti inferiori (ULLS) di 30 giorni senza esercizio
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I partecipanti deambulano unilateralmente utilizzando una scarpa modificata con uno stack in stile rocker da 5 cm e stampelle per l'avambraccio per la durata dello studio. Tutti i partecipanti completeranno due sessioni di test prima dell'ULLS, una sessione di test al giorno 13 e due sessioni di test alla fine dello studio. |
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Sperimentale: FIT basato sulla velocità (VBFIT)
I partecipanti verranno sottoposti a una sospensione unilaterale degli arti inferiori (ULLS) di 30 giorni con esercizio
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I partecipanti deambulano unilateralmente utilizzando una scarpa modificata con uno stack in stile rocker da 5 cm e stampelle per l'avambraccio per la durata dello studio. Tutti i partecipanti completeranno due sessioni di test prima dell'ULLS, una sessione di test al giorno 13 e due sessioni di test alla fine dello studio. Quelli assegnati al gruppo di esercizi eseguiranno sia esercizi di resistenza ad alta intensità che esercizi aerobici tre volte a settimana |
Cosa sta misurando lo studio?
Misure di risultato primarie
Misura del risultato |
Misura Descrizione |
Lasso di tempo |
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Attivazione volontaria
Lasso di tempo: Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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L'attivazione volontaria del quadricipite sarà valutata con la stimolazione elettrica del nervo femorale prima, durante e dopo una contrazione isometrica volontaria massimale (MVIC) utilizzando la tecnica della contrazione interpolata.
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Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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Proprietà Twitch-Ritardo elettromeccanico
Lasso di tempo: Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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Il ritardo elettromeccanico sarà calcolato come la differenza di tempo tra l'inizio dell'impulso elettrico e l'inizio dello sviluppo del momento torcente durante la stimolazione del nervo femorale.
Questo sarà misurato prima e dopo una contrazione isometrica volontaria massima.
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Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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Proprietà di contrazione: velocità di sviluppo della coppia
Lasso di tempo: Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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La velocità di sviluppo della coppia sarà calcolata come la variazione della coppia divisa per la variazione nel tempo nella fase lineare tra il 20 e l'80% della coppia di contrazione di picco durante la stimolazione del nervo femorale.
Questo sarà misurato prima e dopo una contrazione isometrica volontaria massima.
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Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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Proprietà Twitch: tempo per raggiungere il picco di tensione
Lasso di tempo: Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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Il tempo per raggiungere il picco di tensione sarà calcolato come la differenza di tempo tra l'inizio dell'impulso elettrico e il picco di coppia di contrazione durante la stimolazione del nervo femorale.
Questo sarà misurato prima e dopo una contrazione isometrica volontaria massima.
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Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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Proprietà di contrazione: coppia di contrazione di picco
Lasso di tempo: Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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La coppia di contrazione di picco durante la stimolazione del nervo femorale verrà calcolata come la coppia più alta immediatamente in uscita (circa 200 ms) dopo la stimolazione del nervo femorale.
Questo sarà misurato prima e dopo una contrazione isometrica volontaria massima.
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Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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Proprietà di contrazione - Tasso di rilassamento
Lasso di tempo: Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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La velocità di rilassamento sarà calcolata come la variazione della coppia divisa per la variazione del tempo durante la fase di rilassamento della contrazione successiva alla stimolazione del nervo femorale.
Questo sarà misurato prima e dopo una contrazione isometrica volontaria massima.
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Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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Potenziamento post-attivazione
Lasso di tempo: Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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La post-attivazione sarà calcolata come differenza percentuale nel picco di coppia di contrazione nella stimolazione del nervo femorale prima e dopo una contrazione isometrica volontaria massima.
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Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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Frequenza di accensione del treno potenziale d'azione dell'unità motoria (MUAPT).
Lasso di tempo: Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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La velocità di scarica delle singole unità motorie del vasto laterale (VL) sarà valutata con elettromiografia di superficie ad alta densità (EMG) utilizzando elettrodi per elettromiografia di superficie ad alta densità a quattro pin. Verrà riportata la cadenza di fuoco al 30, 60 e 90% MVIC. La frequenza di scarica dell'unità motoria verrà riportata anche durante la posizione statica. I partecipanti utilizzeranno uno schermo che mostra la coppia erogata in tempo reale. I partecipanti aumenteranno volontariamente la coppia (5 secondi), manterranno un livello di coppia predeterminato (10 secondi) e ridurranno gradualmente la forza riportandola a riposo (5 secondi) con il ginocchio tenuto in una posizione fissa. Questo test sarà completato con una tenuta isometrica di 10 secondi al 30, 60 e 90% della forza isometrica volontaria massima. |
Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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Soglia di reclutamento del treno potenziale d'azione dell'unità motoria (MUAPT).
Lasso di tempo: Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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La soglia di reclutamento delle singole unità motorie del VL sarà valutata con elettromiografia superficiale ad alta densità utilizzando elettrodi per elettromiografia superficiale ad alta densità a quattro pin. La soglia di reclutamento sarà misurata durante le contrazioni isometriche della rampa del quadricipite I partecipanti utilizzeranno uno schermo che mostra la coppia erogata in tempo reale. I partecipanti aumenteranno volontariamente la coppia (5 secondi), manterranno un livello di coppia predeterminato (10 secondi) e ridurranno gradualmente la forza riportandola a riposo (5 secondi) con il ginocchio tenuto in una posizione fissa. Questo test sarà completato con una tenuta isometrica di 10 secondi al 30, 60 e 90% della forza isometrica volontaria massima. |
Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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Soglia di de-reclutamento del treno potenziale d'azione dell'unità motoria (MUAPT).
Lasso di tempo: Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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La soglia di reclutamento delle singole unità motorie del VL sarà valutata con elettromiografia superficiale ad alta densità utilizzando elettrodi per elettromiografia superficiale ad alta densità a quattro pin. La soglia di reclutamento sarà misurata durante le contrazioni isometriche della rampa del quadricipite I partecipanti utilizzeranno uno schermo che mostra la coppia erogata in tempo reale. I partecipanti aumenteranno volontariamente la coppia (5 secondi), manterranno un livello di coppia predeterminato (10 secondi) e ridurranno gradualmente la forza riportandola a riposo (5 secondi) con il ginocchio tenuto in una posizione fissa. Questo test sarà completato con una tenuta isometrica di 10 secondi al 30, 60 e 90% della forza isometrica volontaria massima. |
Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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Dimensione muscolare
Lasso di tempo: Riferimento e giorno 30
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La dimensione del muscolo sarà misurata mediante risonanza magnetica.
Le scansioni MRI anatomiche consentiranno la valutazione dell'area anatomica della sezione trasversale.
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Riferimento e giorno 30
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Area della sezione trasversale fisiologica del muscolo
Lasso di tempo: Riferimento e giorno 30
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L'imaging del tensore di diffusione (DTI) verrà utilizzato per valutare il volume muscolare e la lunghezza del fascicolo.
L'area fisiologica della sezione trasversale sarà calcolata come il volume muscolare diviso per la lunghezza del fascicolo.
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Riferimento e giorno 30
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Anisotropia frazionata muscolare
Lasso di tempo: Riferimento e giorno 30
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L'imaging del tensore di diffusione (DTI) verrà utilizzato per valutare le misure anisotrope.
Un rapporto della diffusività nei piani principali verrà utilizzato per calcolare l'anisotropia frazionaria.
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Riferimento e giorno 30
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Proprietà di diffusione muscolare
Lasso di tempo: Riferimento e giorno 30
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L'imaging del tensore di diffusione (DTI) verrà utilizzato per valutare la velocità di diffusione dell'acqua in tre piani principali.
Riporteremo i tassi di diffusione dell'acqua in tre modi: 1) diffusività media (tasso medio su tutti e tre i piani), 2) diffusività assiale (tasso di diffusione lungo l'asse primario) e 3) diffusività radiale (tasso di diffusione perpendicolare all'asse primario). asse).
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Riferimento e giorno 30
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Area della sezione trasversale muscolare (ultrasuoni)
Lasso di tempo: Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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l'area della sezione trasversale del vasto laterale e del retto femorale sarà misurata mediante ecografia
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Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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Lunghezza del fascicolo
Lasso di tempo: Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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Le viste panoramiche della porzione media del VL saranno misurate mediante ecografia
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Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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Angolo di pennazione
Lasso di tempo: Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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L'angolo di pennazione della porzione media del vasto laterale sarà valutato mediante ecografia
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Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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Forza muscolare isocinetica volontaria
Lasso di tempo: Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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La massima forza concentrica isocinetica volontaria degli estensori/flessori del ginocchio e dei flessori dorsi/plantari della caviglia sarà valutata a 60 gradi/s
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Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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Forza muscolare isometrica volontaria
Lasso di tempo: Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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La forza isometrica volontaria massima degli estensori/flessori del ginocchio e dei flessori dorsi/plantari della caviglia sarà valutata durante una contrazione con sforzo massimo (10 secondi).
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Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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Misure di risultato secondarie
Misura del risultato |
Misura Descrizione |
Lasso di tempo |
|---|---|---|
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Capacità aerobica
Lasso di tempo: Riferimento e giorno 30
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I soggetti completeranno un test da sforzo VO2max su una bicicletta stazionaria.
I dati sullo scambio di gas e sulla frequenza cardiaca verranno raccolti continuamente.
Il carico di lavoro iniziale sarà fissato a circa 2 METS.
Ogni tre minuti aggiungeremo più resistenza ai pedali (~1,5 METS).
I soggetti continueranno a pedalare fino a quando non riusciranno a mantenere la velocità di pedalata (50 giri/min) o fino a quando non si verificherà un plateau nel VO2.
Verrà valutata la forza della pedalata per ciascun arto.
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Riferimento e giorno 30
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Soglia ventilatoria
Lasso di tempo: Riferimento e giorno 30
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I dati sullo scambio di gas derivanti dal test della capacità aerobica (VO2, ventilazione; VE e VCO2) verranno utilizzati per calcolare la soglia ventilatoria durante l'esercizio
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Riferimento e giorno 30
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Utilizzo del substrato
Lasso di tempo: Riferimento e giorno 30
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I dati sullo scambio di gas derivanti dal test della capacità aerobica (VO2, rapporto di scambio respiratorio; RER e VCO2) verranno utilizzati per calcolare l'utilizzo del substrato (dispendio energetico, utilizzo di carboidrati e ossidazione degli acidi grassi) a diverse intensità di esercizio
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Riferimento e giorno 30
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Composizione corporea
Lasso di tempo: Riferimento e giorno 30
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Per valutare la composizione corporea verrà utilizzata l'analisi dell'impedenza bioelettrica (BIA).
I soggetti giaceranno supini e avranno piccoli elettrodi adesivi posizionati sulla mano, sul polso, sulla caviglia e sul piede destro.
Una piccola (impercettibile) corrente elettrica verrà erogata a un elettrodo e la quantità di resistenza alla corrente elettrica verrà utilizzata per misurare la composizione corporea.
Verrà misurata la percentuale di grasso corporeo.
La massa muscolare verrà calcolata utilizzando formule precedentemente stabilite.
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Riferimento e giorno 30
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Zona di oscillazione posturale
Lasso di tempo: Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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I soggetti completeranno una serie di valutazioni dell'equilibrio stando in piedi su una gamba utilizzando un sistema di piastre a doppia forza.
I soggetti rimarranno fermi su una gamba per 15 secondi con le mani sui fianchi.
Questo verrà ripetuto su entrambe le gambe con gli occhi aperti e con gli occhi chiusi in condizioni calzate e non calzate in ordine casuale.
L'area di oscillazione posturale verrà calcolata come indice di controllo posturale.
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Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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Velocità di oscillazione posturale
Lasso di tempo: Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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I soggetti completeranno una serie di valutazioni dell'equilibrio stando in piedi su una gamba utilizzando un sistema di piastre a doppia forza.
I soggetti rimarranno fermi su una gamba per 15 secondi con le mani sui fianchi.
Questo verrà ripetuto su entrambe le gambe con gli occhi aperti e con gli occhi chiusi in condizioni calzate e non calzate in ordine casuale.
La velocità media di oscillazione posturale sarà calcolata come indice di controllo posturale.
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Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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Frequenza di accensione dell'unità motoria - posizione su una gamba sola
Lasso di tempo: Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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I soggetti completeranno una serie di valutazioni dell'equilibrio stando in piedi su una gamba utilizzando un sistema di piastre a doppia forza. I soggetti rimarranno fermi su una gamba per 15 secondi con le mani sui fianchi. Questo verrà ripetuto su entrambe le gambe con gli occhi aperti e con gli occhi chiusi in condizioni calzate e non calzate in ordine casuale. I sensori EMG di superficie ad alta densità verranno applicati alla pelle sopra i muscoli tibiale anteriore e soleo con nastro biadesivo. Le funzioni esponenziali saranno adatte a descrivere la relazione tra la frequenza di attivazione dell'unità motoria e l'ampiezza del potenziale d'azione in modo individuale per determinare come le frequenze di attivazione dei vari pool di unità motorie si riferiscono al controllo posturale. |
Riferimento, giorno 13 e giorno 30
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Variazione della frequenza cardiaca a riposo
Lasso di tempo: Riferimento e giorno 30
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frequenza cardiaca misurata
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Riferimento e giorno 30
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Variazione della pressione sanguigna a riposo
Lasso di tempo: Riferimento e giorno 30
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pressione sanguigna misurata al braccio
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Riferimento e giorno 30
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Cambiamento nella variabilità della frequenza cardiaca
Lasso di tempo: Riferimento e giorno 30
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per 20 minuti verranno posizionati degli elettrodi sulla pelle del torace, una fascia respiratoria verrà avvolta attorno al torace e verrà misurata la pressione sanguigna al braccio.
Durante gli ultimi 10 minuti, verranno eseguiti 5 minuti di respirazione regolare (minuti 11-15) e 5 minuti di respirazione controllata ad una frequenza di 12 respiri al minuto.
Verranno raccolte la frequenza cardiaca a riposo (durante tutto), la frequenza respiratoria (durante tutto) e la pressione arteriosa (min 15 e 20).
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Riferimento e giorno 30
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Variazione del recupero della frequenza cardiaca dopo l'esercizio
Lasso di tempo: Riferimento e giorno 30
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verrà eseguito un test da sforzo massimale su una bicicletta stazionaria.
Subito dopo aver terminato la pedalata, i partecipanti si riposeranno sulla bici per 5 minuti rimanendo il più fermi possibile.
La frequenza cardiaca verrà raccolta durante questo periodo per fornire una misura del recupero della frequenza cardiaca
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Riferimento e giorno 30
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Collaboratori e investigatori
Sponsor
Investigatori
- Investigatore principale: Lance Bollinger, PhD, University of Kentucky
Studiare le date dei record
Studia le date principali
Inizio studio (Effettivo)
Completamento primario (Stimato)
Completamento dello studio (Stimato)
Date di iscrizione allo studio
Primo inviato
Primo inviato che soddisfa i criteri di controllo qualità
Primo Inserito (Effettivo)
Aggiornamenti dei record di studio
Ultimo aggiornamento pubblicato (Stimato)
Ultimo aggiornamento inviato che soddisfa i criteri QC
Ultimo verificato
Maggiori informazioni
Termini relativi a questo studio
Parole chiave
Termini MeSH pertinenti aggiuntivi
- Manifestazioni neurologiche
- Malattie muscoloscheletriche
- Malattie del sistema nervoso
- Malattie muscolari
- Manifestazioni neuromuscolari
- Processi patologici
- Condizioni patologiche, anatomiche
- Atrofia
- Condizioni patologiche, segni e sintomi
- Comportamento
- Segni e sintomi
- Debolezza muscolare
- Atrofia muscolare
- Attività motoria
Altri numeri di identificazione dello studio
- 97289
- 80NSSC24M0149 (Altro numero di sovvenzione/finanziamento: NASA)
Piano per i dati dei singoli partecipanti (IPD)
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Informazioni su farmaci e dispositivi, documenti di studio
Studia un prodotto farmaceutico regolamentato dalla FDA degli Stati Uniti
Studia un dispositivo regolamentato dalla FDA degli Stati Uniti
prodotto fabbricato ed esportato dagli Stati Uniti
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