Warmtetherapie en spierfunctieonderzoek

Jonge en oudere proefpersonen zullen deelnemen aan eenbenige, zeer intensieve intervaltraining van de rechterknie-extensoren (4 intervallen van 4 minuten op 80% van het maximale aerobe vermogen met tussenpozen van 4 minuten, 3x per week gedurende 6 weken).

De spierfunctie en het kritische vermogen van de knie-extensor worden voor en na de 6 weken behandeling gemeten.

De proefpersonen zullen gedurende 6 weken 3 keer per week een intensieve knie-extensieoefening met één been uitvoeren. Concreet zullen proefpersonen in een op maat gemaakte knie-extensie-ergometer zitten en dynamische knie-extensie met één been uitvoeren (vergelijkbaar met fietsen met één been) terwijl ze de oefening uitvoeren. Na een warming-up van 6 minuten op ~20% van het maximale aerobe vermogen van dat been (bepaald tijdens een graduele inspanningstest van knie-extensie op één been), zullen de proefpersonen 4 periodes van 4 minuten uitvoeren op ~80% van het maximale aerobe vermogen. Herstel van 4 minuten bij ~ 40% vindt plaats tussen elke oefening. Aan het einde van de training is er een cooling down. In totaal zullen de proefpersonen gedurende 6 weken 40 minuten knie-extensieoefeningen met één been uitvoeren, 3 keer per week.

Het maximale aërobe vermogen (bepaald door een graduele inspanningstest) wordt na 3 weken opnieuw bepaald om de trainingsintensiteit op de juiste manier aan te passen.

• HIIT

Jonge en oudere proefpersonen zullen gedurende 6 weken driemaal per week deelnemen aan warmtetherapietraining op één been (quadriceps femoris, 120 minuten kortegolfdiathermie om de spiertemperatuur te verhogen tot ~39°C).

De spierfunctie en het kritische vermogen van de knie-extensor worden voor en na de 6 weken behandeling gemeten.

• Kortegolf diathermie

Jonge en oudere proefpersonen zullen deelnemen aan een schijnbehandeling van één been, warmtetherapietraining van de rechterknie-extensoren (120 minuten met kortegolfdiathermie-eenheid geplaatst op been, maar niet ingeschakeld) 3 keer per week gedurende 6 weken.

De spierfunctie en het kritische vermogen van de knie-extensor worden voor en na de 6 weken behandeling gemeten.

Jonge proefpersonen (18-35 jaar) ondergaan 2 weken beenimmobilisatie terwijl ze elke dag 2 uur schijnbehandeling met warmtetherapie krijgen. Voor de schijnbehandeling wordt het verwarmingsapparaat op de ledemaat aangebracht, maar zonder dat de deelnemer het weet, wordt het niet ingeschakeld.

De spierfunctie en het kritieke vermogen van de knie-extensor worden gemeten voor en na de 2 weken beenimmobilisatie.

Jonge proefpersonen (18-35 jaar) ondergaan 2 weken beenimmobilisatie terwijl ze elke dag 2 uur warmtetherapie krijgen. Warmtetherapie bestaat uit 120 minuten kortegolfdiathermie om de temperatuur van de quadriceps femoris-spier te verhogen tot ~39C.

De spierfunctie en het kritieke vermogen van de knie-extensor worden gemeten voor en na de 2 weken beenimmobilisatie.

• Been immobilisatie

Spierinspanningstolerantie, gekwantificeerd als kritisch vermogen, zal voor en na elke interventie worden beoordeeld. Het belangrijkste resultaat is de verandering in kritisch vermogen, uitgedrukt in Watts, die door elke interventie wordt veroorzaakt.

Concreet zullen de deelnemers 3-5 verschillende krachtoutputs van knie-extensieoefeningen met één been uitvoeren, zo lang als ze kunnen. Vervolgens wordt de best passende lijn tussen het totale uitgevoerde werk en de duur van elke geleverde vermogensproef gebruikt om het kritieke vermogen, uitgedrukt in watt, te kwantificeren.

Weerstandsarteriefunctie zal voor en na elke ingreep worden beoordeeld met de Passive Leg Movement (PLM)-techniek. De belangrijkste variabele die van belang is, is de verandering in piekbloedstroom veroorzaakt door PLM van voor tot na elke interventie.

Concreet zal PLM worden uitgevoerd met een lid van het onderzoeksteam dat het kniegewricht van een proefpersoon beweegt over een bewegingsbereik van 90 graden, met een snelheid van 1 Hz gedurende 60 seconden. Deze passieve beweging wekt een hyperemische respons op die zal worden gekwantificeerd met Doppler-echografie van de dijslagader en wordt uitgedrukt in ml/min. Het hoogste gemiddelde van 1 seconde van de bloedstroom tijdens de beweging wordt geïdentificeerd als de piekreactie van de bloedstroom.

De belangrijkste variabele die van belang is, is de verandering in piekbloedstroom veroorzaakt door PLM van voor tot na elke interventie.

Voor en na elke ingreep wordt de maximale doorbloeding die tijdens inspanning wordt bereikt, bepaald. De belangrijkste variabele die van belang is, is de verandering in de maximale doorbloeding tijdens inspanning van voor tot na elke interventie, uitgedrukt in ml/min.

In het bijzonder zal de doorbloeding bij inspanning worden beoordeeld door de maximale hyperemische respons, uitgedrukt in ml/min, op actieve knie-extensieoefeningen met één been te kwantificeren. Na een warming-up voeren de proefpersonen gedurende 3 minuten een maximale knie-extensieoefening met één been uit, terwijl de bloedstroom wordt gekwantificeerd met Doppler-echografie (Logiq E, GE) van de dijslagader. De gemiddelde doorbloedingssnelheid die tijdens de laatste 30 seconden van de training wordt bereikt, wordt geïdentificeerd als de maximale doorbloeding tijdens de training, uitgedrukt in ml/min.

Het dwarsdoorsnedegebied van spiervezels die zijn gebiopteerd uit de behandelde vastus lateralis zal worden gebruikt om de omvang van de spieromvang voor en na elke ingreep te kwantificeren. De belangrijkste variabele die van belang is, is de verandering in het gemiddelde dwarsdoorsnedegebied van de spiervezel, uitgedrukt in vierkante micrometer, van voor tot na elke ingreep.

Specifiek zullen spierbiopsiemonsters op een kurk in tragacanth-gom worden gemonteerd. Bevroren monsters worden voor kleuring op een microscoopglaasje geplakt. Objectglaasjes worden geïncubeerd met fluorescerend gemerkte antilichamen. CSA wordt voor elke vezel gekwantificeerd met behulp van Olympus CellSens-software en vervolgens gemiddeld voor alle vezels op het objectglaasje.

De mitochondriale functie van de spier zal worden gemeten in permeabel gemaakte vezels die voor en na elke ingreep worden gebiopteerd uit de vastus lateralis.

Met name maximale gekoppelde ademhaling (d.w.z. OXPHOS of State 3) wordt gemeten met een clark-type elektrode (O2K, Oroboros) en uitgedrukt in picomoles verbruikte zuurstof per seconde.

De belangrijkste variabele die van belang is, is de verandering in maximale koppelademhaling van voor tot na elke interventie.

Voor en na elke ingreep wordt de dwarsdoorsnede van de behandelde vastus lateralis gemeten met magnetische resonantie beeldvorming. De belangrijkste variabele die van belang is, is de verandering in dwarsdoorsnede-oppervlak, uitgedrukt in vierkante centimeters, van voor tot na elke ingreep.

In het bijzonder zal MRI worden gebruikt om het gehele spierdoorsnedegebied van de vastus lateralis te beoordelen. Deelnemers worden liggend gescand in een 3.0 Tesla MRI-scanner (Siemens). Er zal een voorraad Siemens 2-D multi-slice gradient-recalled echo (GRE) MRI-pulssequentie worden gebruikt. De beelden worden om de 5 mm in plakjes genomen, wat resulteert in een totale reekstijd van ongeveer 2 minuten. Dit levert dwarsdoorsnedebeelden op van de vastus lateralis vanaf de basis van het dijbeen (distale condyli) tot aan de lies. .