成長とレジスタンストレーニングに応じた思春期前の小児の筋機能の発達 (decade-fit)
思春期前の小児における筋肉の成長と神経筋能力の発達 - ランダム化対照介入研究
健康な骨格筋の発達は、生涯にわたる生活の質にとって非常に重要です。 小児期と思春期は、骨と筋肉の相互作用、代謝、さまざまなスポーツへの参加に不可欠な筋肉の成長と神経筋能力を発達させるための重要な時期である可能性があります。 健康な身体の発達における身体活動の中心的な役割は十分に認識されているにもかかわらず、今日の子供たちの筋力の低下は憂慮すべきことです。 これは筋肉の発達に持続的な欠陥をもたらし、健康全体に悪影響を与える可能性があります。
適切に設計されたレジスタンス トレーニング (RT) は、特に小児期の筋力、骨密度、代謝、および自発的身体活動に効果的なプラスの影響を与えるため、この問題に対処できる可能性があります。 一般に、筋肉は身体活動の刺激に応じて適応します。 しかし、子供たちは運動やトレーニングに対して異なる反応を示します。 成人に比べて神経筋能力やホルモン反応が低いことだけでなく、疲労に対する抵抗力が優れていることにも反映される生理学的違いは、まだ完全には理解されていません。 小児におけるRTは安全で効果的であり、健康に複数の利点があることが十分に確立されています。 しかし、筋力の増加につながる根本的なメカニズムは不明であり、これらがどの程度持続可能であるかは不明です。
今日の一般的な概念は、筋力の増加は主に神経の適応によって引き起こされ、アンドロゲン反応の低下による筋肉形態の変化は無視できるというものです。
神経筋の適応能力がより高いことは明らかですが、すべての筋力増加を説明するにはまだ不十分であり、このプロセスには追加のメカニズムが関与していることが示唆されています。 ほとんどの研究は時代遅れで、方法論的および統計的限界があり、多くの最先端の方法はまだ子供に適用されていません。そのため、トレーニングやトレーニングに対する筋肉の適応を理解するには、包括的で詳細な調査が必要です。子どもたちの成長。 神経筋および構造の発達に対するRT刺激の影響と適応についての理解が深まることで、提案されたプロジェクトは、より的を絞った予防戦略の基盤として機能することができます。
この研究の目的は、4週間および20週間のRT後の神経筋、ホルモン、および形態学的適応を調査すると同時に、1年半にわたる2回の連続追跡調査を通じてそれらの長期的な保持を調査することです。 このランダム化比較試験では、適応のメカニズムを正確に調査するために最先端の測定方法が採用されており、その一部は時間やインフラリソースが限られているため、これまで子供たちにはまだ使用されていませんでした。 神経筋の評価には、脚伸筋の最大筋力と爆発力、自発的活性化、運動単位の分解、中枢神経筋と末梢神経筋の疲労性が含まれます。 ホルモン変化は、1 回または複数回のトレーニング セッションに応じて、急性 (テストステロン、コルチゾール、IGF-1、成長ホルモン) および慢性 (テストステロン、プロゲステロン、IGF-1) で測定されます。 静的および動的超音波画像を使用して、筋肉のサイズ、筋束の短縮速度、筋肉の構造を定量化します。 この設計により、いくつかの生理学的レベルでの短期および長期の適応についての深い洞察が可能になり、小児の筋肉の成長と機能の新しいメカニズムの理解が得られます。
この研究の主な革新は、神経筋生理学、内分泌学、筋肉形態学からの洞察を組み合わせて、多様な科学的観点を統合して、男女の子供のRT適応と発達の全体的な理解を提供することです。
この包括的なアプローチは将来のトレーニング プログラムの基礎を形成し、次世代が筋肉組織が健康に及ぼす潜在的な影響をより深く理解できるようになります。
調査の概要
研究の種類
入学 (推定)
段階
- 適用できない
連絡先と場所
研究場所
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Basellandschaft
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Basel、Basellandschaft、スイス、4052
- Department of Sport, Exercise and Health
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参加基準
適格基準
就学可能な年齢
- 子
健康ボランティアの受け入れ
説明
包含基準:
- 測定のためにスポーツ・運動・健康局まで6回出張可能
- トレーニングに参加するために、CrossFit Basel GmbH に週に 2 回、20 週間出張できる
- 痛みや不快感を言葉で伝えることができる
- 保護者からの署名済みのインフォームドコンセント情報
除外基準:
- あらゆる急性または慢性の病状
- 研究の手順に従うことができない。例: 言語障害、精神疾患、認知症などによるもの。
- レジスタンストレーニングへの定期的な参加(トレーニングを含む) CrossFit®) を前年に実施しました。
研究計画
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:並列代入
- マスキング:ダブル
武器と介入
参加者グループ / アーム |
介入・治療 |
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介入なし:コントロール
このグループは訓練プログラムを受けておらず、以前と同じように生活と身体活動を続けています。
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実験的:レジスタンストレーニング介入
介入グループの参加者は、週に 2 回、60 分間トレーニングする 20 週間の筋力トレーニング プログラムに参加します。 トレーニング プログラムは膝伸展筋の強化に重点を置いています。 各トレーニング セッションは、ウォームアップ、レジスタンス トレーニング、コーディネーション エクササイズの 3 つのフェーズで構成されます。 ウォーミングアップと調整段階では、子供たちを活性化し、挑戦させるために全身を使ったゲームが行われます。 筋力トレーニング段階は各セッションの中核を形成し、スクワット、ランジ、ステップアップなどのエクササイズが含まれます。 これらのエクササイズは 8 ~ 12 回の繰り返しを 4 セット行い、時間の経過とともに強度を高めていきます。 目標は、非常に努力して演習を実行することですが、完全に疲れ果てるまでは実行しないことです。 |
RT 介入は、現在のガイドラインに従って膝伸筋に焦点を当てます。 子供たちは週に2回、監督付きの1時間のセッションに参加しますが、適応には十分であることが証明されています。 訓練を受けたコーチと科学アシスタントが修士課程の学生のサポートを受けてセッションを記録します。 セッションは 48 時間間隔で行われ、PRE と MID の間に 8 つのセッションがあり、20 週間で合計 40 回行われます。 各セッションには、ウォームアップ、筋力強化、調整の 3 つのフェーズがあります。 ウォームアップには、心拍数を上げて筋力トレーニングの準備をするための全身運動が含まれます。 努力と調整について文書化された強化段階には、スクワット、ランジ、ステップアップが含まれ、時間の経過とともに強度が変化します。 筋力の向上と筋肥大を目的として、1 回のエクササイズにつき 8 ~ 12 回の繰り返しを 4 セット実行します。 動きは多大な努力を払って行われますが、自発的に失敗するまでは行われません。 調整フェーズでは、さまざまな課題に取り組むことで、年齢に応じた筋力と運動能力に焦点を当てます。
他の名前:
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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 |
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膝伸筋の最大等尺性随意収縮
時間枠:登録 (PRE) から 4 週間の介入後 (MID)、介入終了 (POST)、およびそれぞれ 9 か月後の 2 回のフォローアップまで。
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膝伸筋の最大等尺性随意収縮(MVC)とは、抵抗力計に伝達できる最大の力のレベルを指します。 神経筋適応または筋肥大という主に 2 つの経路を通じて、トレーニングなどの刺激に対して高度に適応します。 したがって、これは成長および筋力トレーニング介入中の慎重な尺度です。 膝伸筋の等尺性 MVC の測定は、動力計 (Isomed 2000、D. & R. Ferstl GmbH、ドイツ) で座位で行われます。 被験者は股関節と膝の角度がそれぞれ 120°と 60°で固定されます。 マフィウレッティらによると、 (2016) 被験者は、できるだけ速く力強く脚を伸ばし、ダイナモメーターのレバーアームに対して 3 ~ 5 秒間収縮を維持するように指示されます。 慣れを試みた後、測定は 1 分間の休憩を挟んで 2 ~ 5 回実行されます (2 回の試行間の差異が 5% 未満になるまで)。 ピークトルクが結果として使用されます。 |
登録 (PRE) から 4 週間の介入後 (MID)、介入終了 (POST)、およびそれぞれ 9 か月後の 2 回のフォローアップまで。
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二次結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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神経筋疲労性
時間枠:登録 (PRE) から 4 週間の介入後 (MID)、介入終了 (POST)、およびそれぞれ 9 か月後の 2 回のフォローアップまで。
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運動によって引き起こされる力生成能力の低下である神経筋疲労は複雑な現象であり、生理学について興味深い洞察を可能にします。 膝伸筋の神経筋疲労プロトコルは、MVC 測定と同じ設定で、5 秒間の休息を伴う 5 秒間の MVC の繰り返しで構成されます。 この手順は、自発的な力が初期 MVC の 60% の目標値に達しないまで継続されます。 被験者にはこの課題の失敗の基準については知らされておらず、タイミングと動機を確実にするための子供向けの視覚的なアニメーションと、口頭での強い励ましだけが与えられます。 中枢疲労と末梢疲労を考慮して、最初、最後、およびその間の 5 番目ごとの MVC 内に磁気神経刺激 (上記のとおり) が適用されます。 増強された単収縮トルクの振幅は、末梢疲労の指標と考えられます。 上のセクションによる VA の決定は、中枢疲労を考慮してすべての刺激内で分析されます。 |
登録 (PRE) から 4 週間の介入後 (MID)、介入終了 (POST)、およびそれぞれ 9 か月後の 2 回のフォローアップまで。
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パワーと爆発力
時間枠:登録 (PRE) から 4 週間の介入後 (MID)、介入終了 (POST)、およびそれぞれ 9 か月後の 2 回のフォローアップまで。
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パワーは力と速度の積であり、したがって筋肉のもう一つの神経筋特性です。 爆発力は、MVC 測定内のトルク発生率から測定されます。 150ms 以内の最初の立ち上がりの力がトルクの発生率と見なされます。 垂直逆運動ジャンプ (CMJ) から決定される体重あたりのパワーは、より自然な動きを表しながら、子供の脚伸展強度と相関があることが示されています。 CMJは、フォースプレート(Leonardo Mechanograph®、Novotec Medical、プフォルツハイム、ドイツ)上で腕を腰に当てて行われます。 できるだけ高くジャンプするように指示されます。 慣れた後、各参加者は 2 ~ 5 回のトライアルを実行し、差が 5% 未満の 2 つのトライアルのうち最も優れたものが分析に使用されます。 このテストの最も重要な結果パラメーターは、体重に対して正規化された最大出力 (ピーク出力) です。 |
登録 (PRE) から 4 週間の介入後 (MID)、介入終了 (POST)、およびそれぞれ 9 か月後の 2 回のフォローアップまで。
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自主的な活性化
時間枠:登録 (PRE) から 4 週間の介入後 (MID)、介入終了 (POST)、およびそれぞれ 9 か月後の 2 回のフォローアップまで。
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自発的活性化とは、収縮中に運動単位が同期して活性化できる最大の割合を指します。
自発的活性化は補間単収縮法を使用して評価されます。
このための最も一般的な方法は電気神経刺激であり、これは不快感や痛みを伴うため、小児には末梢神経の磁気刺激が使用されます。この磁気刺激は、電気刺激に対して検証されており、以前は思春期前の子供に使用されていました。
参加者は、3 ~ 5 回の膝伸展 MVC を実行するように求められます。この MVC では、二重項最大上刺激 (刺激装置出力 100%) が大腿神経に送達され、重畳単収縮 (ST) が計算されます。
最初の MVC の終了から約 3 秒後に、2 番目の最大上刺激が適用されて、増強された安静時単収縮 (PT) が決定され、式: (1 - (ST/PT)) x 100 に従って随意活性化が計算されます。
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登録 (PRE) から 4 週間の介入後 (MID)、介入終了 (POST)、およびそれぞれ 9 か月後の 2 回のフォローアップまで。
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筋肉の大きさ
時間枠:登録 (PRE) から 4 週間の介入後 (MID)、介入終了 (POST)、およびそれぞれ 9 か月後の 2 回のフォローアップまで。
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筋肉のサイズは、B モード超音波検査 (ACUSON Juniper、SIEMENS Healthineers、エアランゲン、ドイツ) を使用して生体内で測定されます。
外側広筋の解剖学的断面積は、5.6 cm、6.2-13.3 の超音波診断装置を使用した拡張視野超音波検査により、腹臥位で筋肉の長さの 70 ~ 30% で測定されます。
MHz、リニアアレイプローブ (12L3、Acuson 12L3)。
訓練を受けたオペレーターがセクションごとに 3 つの高品質の超音波画像を収集します。
その後、筋肉画像は自動解析ソフトウェアを使用して解析され、主観性が軽減されます。
さらに、外側広筋の体積は、筋体積と線維長からの PCSA と同様に、円錐台式を使用した ACSA から計算されます。
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登録 (PRE) から 4 週間の介入後 (MID)、介入終了 (POST)、およびそれぞれ 9 か月後の 2 回のフォローアップまで。
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運動ユニットの活動
時間枠:登録 (PRE) から 4 週間の介入後 (MID)、介入終了 (POST)、およびそれぞれ 9 か月後の 2 回のフォローアップまで。
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表面高密度筋電図 (HD-EMG) は、随意収縮中の運動単位の活動を測定するために使用できます。
HD-EMG は、以前の MVC と同じ位置で MVC の 25、50、および 75% で台形収縮中に外側広筋から記録されます。
多くの親しみやすさと子供向けのアニメーションにより、結果のデータ品質が保証されます。
録音前に、皮膚を剃り、研磨ペーストを使用してきれいにします。
64 チャネルの等間隔電極マトリックス (GR08MM1305; OT Bioelettronica、トリノ、イタリア) を、筋線維の方向に合わせて決定された筋神経支配ゾーンに配置します。
すべてのデータ収集ポイントで電極マトリックスの同一の配置を確保するために、その位置をアセテート シートにペイントし、写真撮影します (バックアップ方法として)。
異なる運動単位の動員閾値、発火周波数スペクトル、伝導速度が分析されます。
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登録 (PRE) から 4 週間の介入後 (MID)、介入終了 (POST)、およびそれぞれ 9 か月後の 2 回のフォローアップまで。
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急性および慢性のホルモン変化
時間枠:安静時濃度:登録(PRE)から介入 4 週間後(MID)、介入終了(POST)まで、およびそれぞれ 9 か月後の 2 回のフォローアップまで。 1 回のトレーニング セッションからの急激な変化: 2 週目および 2 週目の前週
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分析分析のためのサンプリングは、参加者の耳たぶで一滴の毛細管血から乾燥血液スポット (DBS) を使用して実行されます。
テストステロン、IGF-1、プロゲステロンを測定するための安静時濃度は、すべての実験室測定ポイントの開始時に測定されます。
1 回の RT セッション後のテストステロン、GH、IGF-1、コルチゾールの急性変化を評価するために、これらのホルモンの予想されるピークに応じて、セッション前とセッション後 15 分にさらにサンプルが採取されます 45。
これらのサンプルは、トレーニング介入の 2 週目と最後から 2 週目の同じ時間帯に採取され、コントロール グループも同じトレーニング セッションに参加します。
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安静時濃度:登録(PRE)から介入 4 週間後(MID)、介入終了(POST)まで、およびそれぞれ 9 か月後の 2 回のフォローアップまで。 1 回のトレーニング セッションからの急激な変化: 2 週目および 2 週目の前週
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筋束短縮速度
時間枠:登録 (PRE) から 4 週間の介入後 (MID)、介入終了 (POST)、およびそれぞれ 9 か月後の 2 回のフォローアップまで。
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筋束短縮速度は、筋線維の特性と適応によるその変化を説明する尺度です。 外側広筋筋束の短縮速度、短縮量、ペネーション角度と筋肉の厚さの変化は、2 台の超音波検査装置 (ArtUS、Telemed、イタリア、マイランド) と 2 台の 6 cm、5.0-9.0 の超音波検査装置を使用して、最初の MVC 中に評価されます。 MHz、リニア アレイ プローブ (LF9-5N60-A3、ArtUS EXTH-1)。 画像は 3 回のトライアルすべてで、1 秒あたり 60 フレームを超えるサンプリング レートでキャプチャされます。 両方のプローブは、外側広筋の 2 つの腱膜の間に直線状かつ平行に配置され、プローブの動きが最小限になるようにカスタムメイドのギプスを使用して固定されます。 |
登録 (PRE) から 4 週間の介入後 (MID)、介入終了 (POST)、およびそれぞれ 9 か月後の 2 回のフォローアップまで。
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協力者と研究者
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研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (実際)
一次修了 (推定)
研究の完了 (推定)
試験登録日
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (実際)
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (実際)
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
詳しくは
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