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温熱療法と筋肉機能の研究

2021年1月27日 更新者：Jayson Gifford、Brigham Young University

温熱療法による高齢者のクリティカルパワーと筋機能の改善

運動耐性は加齢や座りっぱなしのライフスタイルとともに低下します。 筋臨界パワー (CP) は、VO2max よりもさらに持久力パフォーマンスに関連し、予測できる運動耐性の高感度の尺度です。

最近の証拠は、CP と筋肉機能が加齢とともに低下することを示していますが、この CP 低下の原因と CP の低下を軽減する最善の方法は不明です。

この研究では次のことが行われます。

  1. 若者と高齢者の膝伸筋のCPを測定し、筋肉の酸素供給の変化の程度を判断します（例：膝の伸展筋）。 抵抗動脈機能、最大運動血流量）、筋肉量と組成（例： 筋肉全体のサイズ、筋線維の断面積）およびミトコンドリアの酸素消費量（例： 膝伸筋から生検された透過性繊維の最大連動呼吸）は、加齢に伴う CP の減少に寄与します。
  2. 2 つの異なる治療法の有効性を調べます (1. 高強度インターバル トレーニング、HIIT、および 2. 筋肉温熱療法) は、若者と高齢者の筋肉機能とクリティカル パワーを向上させます。
  3. 加齢に伴う筋機能の低下の潜在的な原因である筋肉の廃用（2週間の脚の固定）が筋機能と重要出力に及ぼす影響を調査し、温熱療法が筋機能への廃用の影響を最小限に抑える効果的な手段であるかどうかを判断します。そしてクリティカルパワー。

調査の概要

状態

募集

条件

介入・治療

研究の種類

介入

入学 (予想される)

148

段階

  • 適用できない

連絡先と場所

このセクションには、調査を実施する担当者の連絡先の詳細と、この調査が実施されている場所に関する情報が記載されています。

研究連絡先

研究連絡先のバックアップ

研究場所

  • アメリカ
    • Utah
      • Provo、Utah、アメリカ、84602
        • 募集
        • Brigham Young University
        • コンタクト：
        • コンタクト：
        • 主任研究者：
          • Jayson Gifford, Ph.D.
        • 主任研究者：
          • Robert Hyldahl, Ph.D.
        • 主任研究者：
          • Chad Hancock, Ph.D.

参加基準

研究者は、適格基準と呼ばれる特定の説明に適合する人を探します。これらの基準のいくつかの例は、人の一般的な健康状態または以前の治療です。

適格基準

就学可能な年齢

18年～95年 (アダルト、OLDER_ADULT)

健康ボランティアの受け入れ

はい

受講資格のある性別

全て

説明

包含基準:

  • 18～95歳
  • 現在、心血管疾患や代謝疾患はありません（例: 心不全、糖尿病）
  • 膝を伸ばす運動を行う能力

除外基準:

  • 妊娠中
  • 現在の心血管疾患または代謝性疾患（例: 心不全、糖尿病）
  • 過去6か月以内に運動トレーニングに参加している
  • 膝を伸ばす運動ができない

研究計画

このセクションでは、研究がどのように設計され、研究が何を測定しているかなど、研究計画の詳細を提供します。

研究はどのように設計されていますか？

デザインの詳細

  • 主な目的：処理
  • 割り当て：ランダム化
  • 介入モデル：平行
  • マスキング：独身

武器と介入

参加者グループ / アーム
介入・治療
実験的：高強度インターバルトレーニングの効果

若年および高齢の被験者は、右膝伸筋の片脚高強度インターバルトレーニングに参加します（最大有酸素パワーの80％で4分間のインターバルを4回、間に4分間の休憩を挟み、週に3回、6週間）。

筋機能と膝伸展限界力は、6週間の治療の前後に測定されます。
他の：膝伸筋の高強度インターバルトレーニング

被験者は、片足の膝を伸ばす激しい運動を週に3回、6週間実施します。 具体的には、被験者はカスタムの膝伸展エルゴメーターに座り、片脚でダイナミックな膝伸展（片脚サイクリングと同様）をしながらエクササイズを行います。 脚の最大有酸素パワーの約 20% (片脚膝伸展の段階的運動テストで決定) で 6 分間のウォームアップの後、被験者は最大有酸素パワーの約 80% で 4 分間の運動を 4 回行います。 各エクササイズの間に、約 40% で 4 分間の回復が発生します。 運動の最後にはクールダウンを行います。 被験者は合計 40 分間の片足膝伸展運動を週 3 回、6 週間実施します。

最大有酸素パワー (段階的な運動テストによって決定) は、トレーニング強度を適切に調整するために 3 週間後に再度決定されます。

他の名前：
  • HIIT
実験的：筋肉温熱療法の効果

若年および高齢の被験者は、片脚の温熱療法トレーニング (大腿四頭筋、筋温を約 39℃まで上昇させる 120 分間の短波ジアテルミー) に週 3 回、6 週間参加します。

筋機能と膝伸展限界力は、6週間の治療の前後に測定されます。
他の：筋肉温熱療法
被験者は、訪問ごとに 120 分間、膝伸筋の筋肉温熱療法 (短波ジアテルミー) を受けます。 具体的には、被験者は仰向けになり、短波ジアテルミーユニット（メガパルス II）を大腿四頭筋に装着し、パルス幅 400 マイクロ秒で 1 秒あたり 800 パルスのパルスをオンにします。 私たちのこれまでの研究（例： Hafen et al 2018- 熱ストレスへの繰り返し曝露...) は、この治療により筋肉の温度が運動によって誘発される同様の温度である約 39℃まで上昇することを示しました。
他の名前：
  • 短波ジアテルミー
SHAM_COMPARATOR：偽筋肉温熱療法の効果

若者と高齢の被験者は、片脚の偽治療、右膝伸筋の温熱療法トレーニング（短波ジアテルミーユニットを脚に配置し、スイッチを入れずに120分間）を週に3回、6週間参加します。

筋機能と膝伸展限界力は、6週間の治療の前後に測定されます。
他の：偽温熱療法
具体的には、無作為に偽グループに割り当てられた被験者は、加熱グループと同じ治療を受けることになります（同じ回数の訪問と、各訪問ごとに 2 時間脚に加熱ユニットを適用する設定）。ただし、どちらのグループにも気付かれずに、加熱ユニットが偽のグループに対しては決してオンにしないでください。
SHAM_COMPARATOR：毎日の偽温熱療法による固定の効果

若い被験者（18～35歳）は、毎日2時間の疑似温熱療法を受けながら、2週間の脚の固定を受けます。 偽治療では、加熱装置が手足に適用されますが、参加者には気づかれないように、加熱装置のスイッチがオンにはなりません。

筋肉機能と膝伸展臨界力は、2 週間の脚の固定の前後に測定されます。
他の：偽温熱療法
具体的には、無作為に偽グループに割り当てられた被験者は、加熱グループと同じ治療を受けることになります（同じ回数の訪問と、各訪問ごとに 2 時間脚に加熱ユニットを適用する設定）。ただし、どちらのグループにも気付かれずに、加熱ユニットが偽のグループに対しては決してオンにしないでください。
実験的：毎日の温熱療法による固定の効果

若い被験者（18～35歳）は、毎日2時間の温熱療法を受けながら、2週間の脚の固定を受けます。 温熱療法は、大腿四頭筋の筋肉の温度を約 39℃まで上昇させるための 120 分間の短波ジアテルミーで構成されます。

筋肉機能と膝伸展臨界力は、2 週間の脚の固定の前後に測定されます。
他の：筋肉の廃用
被験者は 2 週間の四肢固定化 (筋肉廃用モデル) を受けます。 具体的には、膝装具を被験者の片方の脚に装着し、立っているときに足が地面に触れないように 60 度曲げます。 被験者には一対の松葉杖が与えられ、固定された脚に体重がかからないようにして、2週間松葉杖で歩行するよう求められます。
他の名前：
  • 脚の固定

この研究は何を測定していますか？

主要な結果の測定

結果測定
メジャーの説明
時間枠
筋クリティカルパワー
時間枠：3～8週間

クリティカルパワーとして定量化される筋肉の運動耐性は、各介入の前後に評価されます。 主な結果は、各介入によって引き起こされる、ワットで表される臨界電力の変化です。

具体的には、参加者は 3 ～ 5 種類の異なるパワー出力の片脚膝伸展運動を可能な限り長く実行します。 その後、実行された総作業量と各出力試行の期間との間の最も適合する線を使用して、ワットで表される臨界出力が定量化されます。
3～8週間

二次結果の測定

結果測定
メジャーの説明
時間枠
抵抗動脈機能
時間枠：3～8週間

抵抗動脈機能は、各介入の前後に受動脚運動 (PLM) 技術を使用して評価されます。 関心のある主な変数は、各介入の前後で PLM によって引き起こされるピーク血流の変化です。

具体的には、PLMは研究チームのメンバーが被験者の膝関節を90度の可動範囲で1Hzの速度で60秒間動かすことで実施される。 この受動的運動は充血反応を引き起こし、これは大腿動脈のドップラー超音波で定量化され、ml/分で表されます。 動作中に発生する血流の最大の 1 秒平均が、ピーク血流反応として識別されます。

関心のある主な変数は、各介入の前後で PLM によって引き起こされるピーク血流の変化です。
3～8週間
運動時の最大血流量
時間枠：3～8週間

運動中に達成される最大血流量は、各介入の前後で決定されます。 関心のある主な変数は、ml/分で表される、各介入前から介入後の最大運動血流量の変化です。

具体的には、運動血流は、能動的な片脚膝伸展運動に対するピーク充血反応（ml/分で表される）を定量化することによって評価されます。 ウォームアップに続いて、被験者は、大腿動脈のドップラー超音波 (Logiq E、GE) で血流を定量化しながら、片脚膝関節伸展運動を 3 分間最大限に実行します。 運動の最後の 30 秒間に達成された平均血流量が、ml/分で表される最大運動血流量として特定されます。
3～8週間
筋繊維のサイズ
時間枠：3～8週間

治療された外側広筋から生検された筋線維の断面積は、各介入の前後の筋肉サイズのサイズを定量化するために使用されます。 関心のある主な変数は、各介入前から介入後の平均筋線維断面積の変化 (平方マイクロメートルで表されます) です。

具体的には、筋生検サンプルはトラガカントガムのコルクに取り付けられます。 凍結サンプルは、染色のために顕微鏡スライドに貼り付けられます。 スライドは蛍光標識された抗体とともにインキュベートされます。 CSA は、Olympus CellSens ソフ​​トウェアを使用して各繊維について定量化され、その後、スライド上のすべての繊維について平均化されます。
3～8週間
筋肉のミトコンドリア機能
時間枠：3～8週間

筋肉のミトコンドリア機能は、各介入の前後に外側広筋から生検された透過性繊維で測定されます。

具体的には、最大連動呼吸（すなわち、 OXPHOS または状態 3) はクラーク型電極 (O2K、オロボロス) で測定され、1 秒あたりに消費される酸素のピコモルで表されます。

関心のある主な変数は、各介入の前から後の最大カップル呼吸の変化です。
3～8週間
外側広筋の断面積
時間枠：3～8週間

治療された外側広筋の断面積は、各介入の前後に磁気共鳴画像法で測定されます。 関心のある主な変数は、各介入の前後での断面積の変化 (平方センチメートルで表されます) です。

具体的には、MRIを使用して外側広筋の筋肉全体の断面積を評価します。 参加者は、3.0 テスラ MRI スキャナー (Siemens) で仰向けに寝た状態でスキャンされます。 標準の Siemens 2-D マルチスライス勾配リコールドエコー (GRE) MRI パルス シーケンスが使用されます。 画像は 5mm ごとのスライスで撮影され、合計シーケンス時間は約 2 分になります。 これにより、大腿骨の基部 (遠位顆) から鼠径部までの外側広筋の断面画像が得られます。 。
3～8週間

協力者と研究者

ここでは、この調査に関係する人々や組織を見つけることができます。

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Brigham Young University

捜査官

  • スタディディレクター：Jayson Gifford, Ph.D.、Brigham Young University
  • 主任研究者：Robert Hyldahl, Ph.D.、Brigham Young Univeristy

出版物と役立つリンク

研究に関する情報を入力する責任者は、自発的にこれらの出版物を提供します。これらは、研究に関連するあらゆるものに関するものである可能性があります。

一般刊行物

研究記録日

これらの日付は、ClinicalTrials.gov への研究記録と要約結果の提出の進捗状況を追跡します。研究記録と報告された結果は、国立医学図書館 (NLM) によって審査され、公開 Web サイトに掲載される前に、特定の品質管理基準を満たしていることが確認されます。

主要日程の研究

研究開始 (予期された)

2021年4月1日

一次修了 (予期された)

2024年12月31日

研究の完了 (予期された)

2024年12月31日

試験登録日

最初に提出

2020年10月14日

QC基準を満たした最初の提出物

2021年1月27日

最初の投稿 (実際)

2021年2月2日

学習記録の更新

投稿された最後の更新 (実際)

2021年2月2日

QC基準を満たした最後の更新が送信されました

2021年1月27日

最終確認日

2021年1月1日

詳しくは

本研究に関する用語

その他の研究ID番号

  • F2020-023

個々の参加者データ (IPD) の計画

個々の参加者データ (IPD) を共有する予定はありますか?

いいえ

医薬品およびデバイス情報、研究文書

米国FDA規制医薬品の研究

いいえ

米国FDA規制機器製品の研究

いいえ

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