座りがちな人の身体運動に対するPEMF刺激

研究デザインは、ランダム化された制御条件による単一盲検です。 この研究には、座りがちな男性の若者9人が参加する。 G∗power ソフトウェア バージョン 3.1.9.2 (キール、ドイツ) は、合計サンプル サイズ 8 により、アルファ レベル 0.05 での有意差を検出するのに十分な検出力 (0.80) が得られると予測しました。 データが欠落または破損した場合にデータの可用性を確保するために、追加の参加者が 1 名含まれます。 すべての参加者はボランティアであり、健康で非喫煙者であり、実験時に筋肉損傷や身体的欠陥はありません。 除外基準は、サプリメントまたは医薬品の使用です。 すべての参加者は、実験手順について書面と口頭の両方で説明を受けます。 インフォームドコンセントは録音開始前に得られます。

実験は、温度 22°C の静かな部屋で、標準化された手順に従ってサイクルエルゴメーター (H-300-R Lode、Exere Air Machine、イタリア) で実行されます。 記録は、概日リズムの影響を避けるために、1 日の同じ時間 (午前 9:00 ～ 12:00) に実行されます。 被験者には、実験前の12時間はカフェイン、アルコール、激しい身体活動を避けるよう指示されます。 表面筋電図活動は、Free-EMG 1000 (BTS Bioengineering, Inc.) によって、右内側広筋および右長大腿二頭筋頭長から 1000 Hz のサンプリング レートで記録されます。 Free-EMG は、筋肉の活動を動的に分析するためのワイヤレス小型プローブを備えたデバイスです。 信号取得の場合、プローブ (41.5×24.8×14mm) が電極に直接取り付けられ、信号が検出および捕捉されます。 各プローブには内部メモリが装備されており、一時的な接続喪失の場合でも中断のない記録が保証されます。 右大腿全体を刺激するために、2 つの円形 20 cm PEMF ループ アンテナ デバイス (Torino II、Rio Grande Neurosciences、米国) を右脚の最初と最後に配置します。 PEMF 波形は、パルス バースト変調された 27.12 メガ ヘルツ (MHz) の正弦波搬送波で構成され、2 ヘルツで繰り返される 2 ミリ秒のバースト幅、ループの中心のピーク磁場は 5±1 マイクロテスラです。

参加者は3日の間隔をあけて5回研究室に来ます。 これらの各訪問では、いくつかの録音が実行されます。

初日は、最大随意収縮 (MVC) の記録と、個人の最大酸素消費量 (VO2max) を求めるための疲労までの増分テストが予定されています。 MVC 記録に関しては、各参加者は等張性マシン (Exere Air Machine、イタリア) を使用して、最大負荷に対して等尺性収縮を 5 秒間実行します。 参加者は、2 分間の休憩を挟んで、同じ手順を 3 回繰り返します。 調査された各筋肉の MVC ピーク値は、筋電図データを正規化するために使用されます (以前の研究ですでに使用されている手順)。 VO2max の記録に関しては、各被験者はサイクルエルゴメーター (H-300-R Lode) で増分テストを実行し、最大酸素消費量 (VO2max) を求め、運動セッションに使用される正しい作業負荷を個別に決定します。 ガスは、Quark b2 呼吸ごとの代謝システム (Cosmed、イタリア) を使用して分析されます。 システムはメーカーのガイドラインに従って各テストの直前に校正されます。容量校正は 3 L 校正シリンジを使用してさまざまな流量で実行され、ガス分析計の校正は基準ガス混合物 (16.00%) のタンクを使用して実行されます。 O2、5.00% CO2) および周囲空気 (20.93%) O2 および 0.03% CO2)。

2日目から4日目まで、参加者は演習のために研究室に来ます。 実験条件は、PEMF ON と PEMF OFF で、それぞれ PEMF がオンとオフになります。 トライアルが PEMF のモダリティをオンにして開始されると、デバイスは 17 分後にオフになり、参加者はトライアルが終了するまでサイクリングを続けます。 それ以外の場合、トライアルが PEMF をオフのモダリティで開始すると、デバイスは 17 分後にオンになり、参加者はトライアルが終了するまでサイクリングを続けます。 各条件は異なる日に 2 回繰り返され、被験者ごとに合計 4 回の記録が行われます。 被験者が皮膚レベルで刺激を知覚するのを避けるために、2 つの PEMF ループは両方の実験条件で右脚に配置されます。

データは、1) ベースライン、2) ウォームアップ、3) 定負荷運動の 3 つのエポックで記録されます。 ベースライン値を記録するために、参加者は右脚を伸ばした状態で 1 分間座ります。 ウォームアップには、1 分間の無負荷サイクリングが含まれます。 その後、負荷が瞬時に増加し、最大 3 秒で達成され、一定負荷の運動 (身体的努力) が開始されます。 参加者は、トライアル期間中ずっと毎分 70 回転のリズムでサイクリングを続けるように指示されます。 各トライアルは 30 分間のエクササイズ後に終了します。