Aktywność odruchowa podczas ćwiczeń obciążających kości

Tło i cele: Wolff jako pierwszy zaproponował, że struktura mikroarchitektoniczna i wytrzymałość mechaniczna kości ulegają przebudowie w odpowiedzi na obciążenia mechaniczne, jakich doświadcza. Frost rozwinął tę koncepcję, przedstawiając teorię mechanostatu, sugerującą, że tworzenie i resorpcja kości pozostają w równowadze podczas rutynowych codziennych czynności. Zmniejszona aktywność prowadzi do zwiększonej resorpcji kości, podczas gdy zwiększona aktywność stymuluje tworzenie kości. W konsekwencji struktura mikroarchitektoniczna i wytrzymałość kości odpowiednio osłabiają się lub wzmacniają. Ostatnio zdefiniowano odruch kostny, co sugeruje, że centralny układ nerwowy kontroluje lokalne mechanizmy regulacyjne opisane przez Wolffa i Frosta. Odruch kostny opisuje, w jaki sposób osteocyty są stymulowane przez obciążenie mechaniczne, co prowadzi do nerwowej regulacji tworzenia i resorpcji kości zgodnie z potrzebami mechanicznymi (odruch osteoregulacji kości). Dodatkowo opisuje mechanizm, dzięki któremu układ nerwowy odruchowo reguluje aktywność otaczających mięśni, aby optymalnie ustawić kość, aby przeciwstawić się przyłożonemu obciążeniu mechanicznemu (odruch mioregulacji kości).

Ćwiczenia obciążające są powszechnie uznawane za korzystne dla zdrowia kości, a ich rola w promowaniu zdrowego rozwoju kości i leczeniu osteoporozy jest powszechnie uznawana. Jednak mechanizmy neuronalne leżące u podstaw pozytywnych efektów biomechanicznych ćwiczeń przenoszących obciążenia opartych na skokach, takich jak bieganie, siatkówka, koszykówka, tenis i skakanka, pozostają niejasne. Celem pracy było sprawdzenie, czy ćwiczenia obciążające oparte na skokach aktywują odruchową mioregulację kości.

Metody: Badanie zostanie przeprowadzone z udziałem 40 zdrowych ochotników w wieku 20–50 lat, w tym kobiet i mężczyzn. Do uczestników zostaną wybrane osoby, które regularnie uprawiają sporty oparte na skokach (np. siatkówkę, biegi maratońskie i tenis) lub osoby, które wykonują typowe czynności dnia codziennego bez regularnego uprawiania sportu. Uczestnicy zostaną podzieleni na dwie grupy w zależności od poziomu ich aktywności: Grupa 1 (osoby normalnie aktywne) i Grupa 2 (osoby wysportowane).

Procedury:

Aktywność odruchowa mioregulacji kości mięśnia płaszczkowatego i piszczelowego przedniego będzie oceniana w obu grupach podczas wibracji całego ciała i skoków za pomocą elektromiografii powierzchniowej.

• Test skoków: Uczestnicy zostaną poinstruowani, aby skoczyć w miejscu 20 razy, podobnie jak w przypadku skakanki, z 5-sekundową przerwą na odpoczynek pomiędzy każdym skokiem.
• Wibracje całego ciała: Uczestnicy staną na płycie i poddadzą się wibracjom całego ciała o niskiej amplitudzie (1,2 mm) przy ośmiu różnych częstotliwościach (25, 27, 29, 31, 33, 35, 37 i 39 Hz) przy użyciu Powerplate Urządzenie Pro5 (Holandia). Każda sesja wibracji będzie trwać 10 sekund, z 5-sekundową przerwą na odpoczynek pomiędzy częstotliwościami.