筋肉の回復を促進する温熱療法

背景情報と研究の理論的根拠 寒冷暴露は、痛みを緩和し、組織代謝を低下させ、腫れと炎症プロセスを制限することにより、再生を促進すると考えられている治療法です。 しかし、動物モデルとヒトでの最近のいくつかの研究に照らして、損傷への冷気の適用は筋肉の再生を遅らせ、損なう可能性があります. 同時に、受動的な温熱療法は、筋肉の回復を促進するための新しい強力な戦略として浮上しています. 実際、健康な被験者では、11 日間の 1 時間/日の受動的な熱曝露が、収縮筋機能の改善を通じて筋トルクを高めることが示されています。 固定化のコンテキストでは、反復的な受動的な熱曝露が筋萎縮を軽減し、ミトコンドリアの適応を誘発する可能性があることが最近報告されました。

ラットでは、化学的に誘発された損傷後の熱暴露は、非加熱または冷暴露ラットと比較して筋肉重量と断面積を増加させることにより、筋肉の再生を促進することが示されています。 マクロファージの浸潤は、加熱されていないグループやアイシングで処理されたグループと比較して、加熱された動物でより早く損傷部位に移動することが報告されました。 同様に、熱曝露は、損傷した筋線維のサテライト細胞数の増加と関連していました。 さらに、損傷直後の氷の適用は、ミオシン重鎖 (MyHC) プロファイルの回復を遅らせ、対照的に、熱の適用を繰り返すと、損傷していない MyHC プロファイルの回復を促進することが示されています。 興味深いことに、コラーゲン線維の面積と TGF-β1 (コラーゲン前駆体) は、対照群や冷やした群よりも加熱した群の方が低いことが示され、筋肉の線維化が少ないことが示唆されました。 動物研究は、熱への曝露が損傷後の軟部組織の再生を促進する強力な刺激になる可能性があることを示唆しています。

筋肉損傷後の再生に対する局所的な熱曝露の影響を調べた人間の研究はほとんどありません。 ヒトの筋肉再生に焦点を当てた最近の研究では、最大 300 回の随意性偏心収縮からなる運動ベースの損傷プロトコルの後に実行される加熱衣服を使用した 5 回の毎日 90 分間のセッションからなる熱療法プロトコルの効果が調査されました。 サーモニュートラル介入と比較して、加熱グループは、運動セッションの 1 日後および 4 日後に 180°/秒で 28 回の最大等速性収縮からなる疲労抵抗テストで、より優れた強度の回復を示しました。

研究の目標と目的 本研究の目標は、筋肉の再生に対する複数の局所的な温水または冷水への浸漬の効果を判断することです。

1. 主な研究課題/目的:

   - 熱療法が損傷後の筋肉の再生を促進および促進できるかどうかを判断します。

2. 二次的な研究課題/目的 (該当する場合):

   • 損傷後の筋肉の再生を促進するための冷却モダリティの有用性を明らかにします。
   • 暑さと寒さのモダリティが筋肉再生の生化学的マーカーにどのように影響するかを調べます。

方法論とプロジェクトの期間 この研究では、電気的に誘発された偏心収縮の発作後の人間の骨格筋の再生に対する 3 つの異なる温熱療法 (高温、低温、中性水浸漬) の効果を評価します。 参加者は、HEAT または COLD または NEUTRAL グループのいずれかに相殺される方法で割り当てられます。 参加者は、グループ間の一貫性を確保するために、習熟とベースライン テストの後にバランスが取られます。 すべてのグループの参加者は、筋肉損傷プロトコルを完了し、損傷直後とその後の 10 日間、割り当てられた介入で治療されます。

偏心運動プロトコル:

偏心運動のプロトコルは、いくつかの研究で実施されたプロトコルに触発されます。 このプロトコル (以下に詳述) は、最大随意収縮のみと比較して、実質的に大きな量の細胞骨格損傷を誘発する運動ベースのプロトコルです。 これにより、さまざまな治療法が再生段階に与える影響をよりよく観察できます。

すべての参加者は、介入の前に習熟週間を完了します。 介入の開始時に、研究に関与する各参加者のベースライン測定値がテストされます。 右脚は、膝伸筋を使用して、電気的に誘導されるエキセントリック エクササイズ プロトコルを実現します。 エクササイズ プロトコルは、合計 200 回のエキセントリック収縮で構成されます。(i) 角速度 30°/秒でエキセントリック レッグ エクステンションを 20 回繰り返すことを 5 セット、続いて (ii) 180 度でエキセントリック レッグ エクステンションを 20 回繰り返すことを 5 セット等速動力計（Biodex System 3）を使用して°/秒。 各セット間の 30 秒の休憩と、遅い陣痛と速い陣痛の間の 5 分間の休憩が与えられます。 すべての筋肉収縮は、自発的な貢献なしに電気刺激 (ES) によって誘発されます。 インパルス列 (200 μs の単一パルス持続時間、40 Hz、最大電流、100 mA) は、割り当てられた脚の外側広筋に配置された 2 つの刺激電極を介して手動制御で配信されます。膝蓋骨の上部から 5 cm。上前腸骨棘から5cm。 被験者は、運動プロトコルのこの段階で自発的な筋肉収縮を起こさないように注意深く指示されます。 電気刺激は、ダイナモ レバー アームの下向きの動きの開始時に開始され、この下向きの動きの終わりにオフになります。 エキセントリック運動測定中の可動域は、90°から10°に設定されます。

熱介入:

ウォーターバスに脚を腰まで浸すことにより、局所加熱、局所冷却、偽介入が適用されます。 熱介入は、プロトコル中に 11 回適用されます。 それらは、偏心運動プロトコルの完了後 1 時間 (D0) に開始され、10 日間毎日 (D1-2-3-4-5-6-7-8-9-10) 行われます。 熱介入 (HOT) は、42°C の温度に維持された湯浴に脚を 60 分間浸すことで構成されます。 コールドインターベンション（COLD）は、15°Cの温度に維持された冷水浴に脚を15分間浸すことで構成されます. 偽介入（ニュートラル）の場合、参加者の脚は、32°C の温度に維持されたサーモニュートラルウォーターバスに 30 分間浸されます。 1日目から10日目までの熱介入は、毎日のテスト測定の完了直後に毎日実行されます。

大腿四頭筋の温度は、針温度センサーを使用して (3 日目) 監視されます。 この測定は、異なる筋肉深さでの各バス温度によって誘発される筋肉温度の変化を特定することを目的としています。 針は、皮膚の局所麻酔（アドレナリンを含まないキシロカイン2mL）の後、治療された脚の外側広筋に2.5cmの深さまで挿入されます。 深部体温は、摂取可能な錠剤温度計 (e-Celcius、Bodycap、フランス) を使用して監視されます。 治療効果を妨げないよう、室温24度、湿度40%に設定しております。

慣れ親しんだ訪問:

慣れ親しんだ訪問は、ベースライン測定の前の月に完了します。 これは、毎秒 30° で 4 回、および毎秒 180° で 4 回、電気的に誘導された四頭筋の偏心収​​縮を伴う偏心運動開始プロトコルで構成されます。 参加者はまた、テスト手順に慣れるために、神経筋テストの簡易バージョン (ピーク単収縮 4 回、最大随意収縮 3 回、EMG 測定 2 回、RFD 収縮 5 回、120°/秒で 5 回の収縮) を体験します。 慣れ親しんだ訪問中に、同意書とPar-Qアンケートも記入され、参加者は人体測定分析（ISAK）を実現します。

データ収集手順:

1日目から10日目までのすべてのテストは、急性の影響を避けるために熱介入の前に行われます。

完全な神経筋テスト:

完全な神経筋テスト バッテリーは、ベースライン (つまり、介入開始の前の週) と 10 日目の損傷後に実行されます。 これは、電気的に誘発された単収縮測定、等尺性モードでの 3 つの最大随意収縮、力の発生率を評価するための 5 つの収縮、筋電図解析、せん断波エラストグラフィ解析、疲労試験、および外側広筋の筋肉痛の評価で構成されます。 .

中間神経筋テスト:

エキセントリックエクササイズの2日目と4日目に中級神経筋テストを実施します。 中間テスト バッテリーには、電気誘発単収縮測定、等尺性モードでの 3 つの最大随意収縮、RFD を評価するための 5 つの収縮、筋電図解析、せん断波エラストグラフィ解析、および外側広筋の筋肉痛の評価のみが含まれます。

簡素化された神経筋テスト:

簡略化された神経筋テストは、1、2、3 日目に実行され、その後、5 日目から 9 日目まで毎日実行されます。 電気的に誘発された単収縮測定と外側広筋の筋肉痛評価のみで構成されます。

筋生検サンプリング:

外側広筋の生検は、ベースライン (つまり、介入開始の前の週) と 5 日目と 11 日目に行われます。 ベースライン測定で得られた生検は、反対側の脚でサンプリングされます。

赤外線画像:

脚の熱画像は、神経筋検査または生検が完了する前に、1日目から10日目まで毎日記録されます。