Wpływ obciążenia mechanicznego i utraty kości na zależność aktywności neuronu ruchowego i odruchu H

Rejestracja danych EMG i siły

Powierzchniowe sygnały EMG z mięśnia brzuchatego łydki, dane z akcelerometru z platformy wibracji całego ciała oraz dane z czujnika siły będą zbierane z częstotliwością próbkowania 2 kHz przy użyciu systemu akwizycji danych (konwerter cyfrowo-analogowy CED 3601 Power 1401 MKII i wzmacniacz CED 1902 Quad System MKIII). Analiza danych zostanie przeprowadzona przy użyciu oprogramowania Spike2 wersja 7.20.

Badani będą testowani podczas stania na obu stopach. Czułek siły (FC2231-0000-0100-L czujnik obciążenia ściskającego, Francja) zostanie umieszczony pod prawą piętą badanych w celu uzyskania odczytów w czasie rzeczywistym ciężaru przyłożonego do prawej pięty.

Przed przyłożeniem elektrod, wszelkie owłosienie na skórze zostanie ogolone, a skóra zostanie oczyszczona chusteczkami alkoholowymi w celu usunięcia powierzchniowych tłuszczów. Zastosowany zostanie żel EKG w celu zwiększenia przewodnictwa skóry.

Urządzenie PowerPlate Pro5 (Londyn, Wielka Brytania) zostanie użyte do zastosowania wibracji całego ciała.

________________________________________ Pomiar H-odruchu

Elektroda katodowa (okrągła elektroda o średnicy 1 cm) zostanie umieszczona nad nerwem piszczelowym w prawym dole podkolanowym, a elektroda anodowa (10 × 10 cm) zostanie umieszczona nad obszarem nadrzepkowym. Stymulacja będzie dostarczana przy użyciu stymulatora stałoprądowego [model DS7A, Digitimer Ltd, Hertfordshire, Wielka Brytania] z jednofazowymi prostokątnymi impulsami prądowymi o czasie trwania 1 ms. Natężenie prądu rozpocznie się od 5 mA i będzie stopniowo zwiększane. Zostanie określone natężenie wymagane do uzyskania krzywej rekrutacji H-odruchu i maksymalnej odpowiedzi M (Mmax). Natężenie prądu wywołujące odpowiedź M wynoszącą 10-30% Mmax zostanie użyte w celu minimalizacji zmian amplitudy H-odruchu w zależności od natężenia bodźca.

H-odruch będzie mierzony w sześciu różnych warunkach. Najpierw badani zostaną poproszeni o przeniesienie 10%, 30%, 50%, 70% i 100% masy ciała na prawą nogę w losowej kolejności. Monitor wyświetlający informacje zwrotne w czasie rzeczywistym o ciężarze przyłożonym do prawej nogi zostanie umieszczony przed badanymi w celu pomocy w stabilizacji docelowego obciążenia. Docelowy procent ciężaru będzie wskazany na monitorze. Dla każdego warunku obciążenia, 10 pomiarów H-odruchu zostanie uzyskanych w 10-sekundowych odstępach.

Następnie, badani zostaną poddani 1-minutowej wibracji całego ciała o niskiej amplitudzie (1,2 mm) i częstotliwości 30 Hz, a H-odruch będzie mierzony co 5 sekund.

W celu oceny aktywności neuronów ruchowych, aktywność EMG w ciągu 100 ms poprzedzających stymulację elektryczną zostanie skwantowana jako amplituda RMS.

________________________________________ Odruch mioregulacji kości

Badani zostaną poddani 10-sekundowym wibracjom całego ciała o niskiej amplitudzie (1,2 mm) i częstotliwościach 30 Hz, 32 Hz, 34 Hz i 36 Hz. Metoda uśredniania skumulowanego zostanie użyta do pomiaru opóźnienia odruchu mioregulacji kości.

________________________________________ Obliczenie wielkości próby

W tym badaniu amplituda H-odruchu będzie mierzona w pięciu różnych warunkach obciążenia i podczas wibracji całego ciała w dwóch grupach. Zakładając wielkość efektu (częściowa eta kwadrat) 0,06, poziom błędu alfa 0,05 i moc statystyczną 0,9, minimalna wymagana wielkość próby zostanie obliczona jako 12 badanych na grupę, co daje łącznie 24 badanych. Obliczenie wielkości próby zostanie wykonane przy użyciu G*Power wersja 3.1.9.4 (Franz Faul, Universität Kiel, Niemcy).

________________________________________ Analiza statystyczna

Normalność rozkładu danych zostanie oceniona przy użyciu testu Shapiro-Wilka. Zmienne wykazujące rozkład normalny będą prezentowane jako średnia ± odchylenie standardowe, natomiast zmienne o rozkładzie nienormalnym będą podsumowane jako mediana (zakres międzykwartylowy).

Amplituda H-odruchu i aktywność tła EMG mierzona w pięciu różnych warunkach obciążenia i podczas wibracji całego ciała będą porównywane przy użyciu analizy wariancji z powtarzanymi pomiarami (ANOVA), gdy założenie normalności jest spełnione. Testy post-hoc Tukey lub Bonferroni zostaną zastosowane, gdy będzie to odpowiednie. Gdy założenie normalności jest naruszone, zostanie użyty test Friedmana, a porównania parami zostaną wykonane przy użyciu testu Wilcoxona. Korekta Bonferroni zostanie zastosowana do analiz post-hoc.

Wszystkie analizy statystyczne zostaną przeprowadzone przy użyciu oprogramowania SPSS (wersja 18.0; SPSS Inc., Chicago, IL, USA).