Тепловая терапия и исследование мышечной функции

Молодые и пожилые люди будут участвовать в высокоинтенсивной интервальной тренировке разгибателей правого колена на одной ноге (4 интервала по 4 минуты при 80% максимальной аэробной мощности с 4-минутными интервалами отдыха между ними, 3 раза в неделю в течение 6 недель).

Мышечная функция и критическая сила разгибателей коленного сустава будут измеряться до и после 6 недель лечения.

Субъекты будут выполнять интенсивные упражнения на разгибание колена на одной ноге 3 раза в неделю в течение 6 недель. В частности, испытуемые будут сидеть в специальном эргометре для разгибания колена и выполнять динамическое разгибание колена на одной ноге (аналогично езде на велосипеде на одной ноге) во время выполнения упражнения. После 6-минутной разминки при ~ 20% максимальной аэробной мощности этой ноги (определяемой в ходе градуированного теста с разгибанием колена на одной ноге) испытуемые выполнят 4 подхода по 4 минуты при ~ 80% максимальной аэробной мощности. Восстановление в течение 4 минут при ~40% будет происходить между каждым подходом упражнений. В конце тренировки будет обеспечена заминка. В общей сложности испытуемые будут выполнять упражнение на разгибание колена на одной ноге в течение 40 минут 3 раза в неделю в течение 6 недель.

Максимальная аэробная мощность (определяемая с помощью градуированного теста с физической нагрузкой) будет снова определена через 3 недели, чтобы соответствующим образом скорректировать интенсивность тренировок.

• ВИИТ

Молодые и пожилые субъекты будут участвовать в тренировке одной ноги, термотерапии одной ноги (четырехглавая мышца бедра, 120 минут коротковолновой диатермии для повышения температуры мышц до ~ 39 ° C) 3 раза в неделю в течение 6 недель.

Мышечная функция и критическая сила разгибателей коленного сустава будут измеряться до и после 6 недель лечения.

• Коротковолновая диатермия

Молодые и пожилые субъекты будут участвовать в фиктивном лечении одной ноги, тренировке теплотерапии разгибателей правого колена (120 минут с установкой коротковолновой диатермии, расположенной на ноге, но не включенной) 3 раза в неделю в течение 6 недель.

Мышечная функция и критическая сила разгибателей коленного сустава будут измеряться до и после 6 недель лечения.

Молодые субъекты (18-35 лет) будут подвергаться иммобилизации ног в течение 2 недель, получая при этом 2 часа имитации теплотерапии каждый день. При ложном лечении к конечности будет приложено нагревательное устройство, но без ведома участника оно не будет включено.

Мышечная функция и критическая сила разгибателей коленного сустава будут измеряться до и после 2 недель иммобилизации ноги.

Молодые субъекты (18-35 лет) будут подвергаться иммобилизации ног в течение 2 недель, получая при этом 2 часа теплотерапии каждый день. Тепловая терапия будет состоять из 120-минутной коротковолновой диатермии для повышения температуры четырехглавой мышцы бедра до ~39°C.

Мышечная функция и критическая сила разгибателей коленного сустава будут измеряться до и после 2 недель иммобилизации ноги.

• Иммобилизация ног

Переносимость мышечной нагрузки, определяемая количественно как критическая сила, будет оцениваться до и после каждого вмешательства. Основным результатом будет изменение критической мощности, выраженное в ваттах, вызванное каждым вмешательством.

В частности, участники будут выполнять от 3 до 5 различных выходных мощностей в упражнении на разгибание колена на одной ноге столько, сколько смогут. Впоследствии линия наилучшего соответствия между общей выполненной работой и продолжительностью каждого испытания выходной мощности будет использоваться для количественного определения критической мощности, выраженной в ваттах.

Функция артерии сопротивления будет оцениваться с помощью техники пассивных движений ног (PLM) до и после каждого вмешательства. Главной интересующей переменной будет изменение пикового кровотока, вызванного PLM, до и после каждого вмешательства.

В частности, PLM будет выполняться с членом исследовательской группы, перемещающим коленный сустав субъекта в диапазоне 90 градусов со скоростью 1 Гц в течение 60 секунд. Это пассивное движение вызывает гиперемическую реакцию, которая будет количественно определена с помощью ультразвуковой допплерографии бедренной артерии и выражена в мл/мин. Наибольшее среднее значение кровотока за 1 секунду, возникающее во время движения, будет идентифицировано как реакция пикового кровотока.

Главной интересующей переменной будет изменение пикового кровотока, вызванного PLM, до и после каждого вмешательства.

Максимальная скорость кровотока, достигаемая во время упражнений, будет определяться до и после каждого вмешательства. Главной интересующей переменной будет изменение максимального кровотока при физической нагрузке до и после каждого вмешательства, выраженное в мл/мин.

В частности, кровоток при физической нагрузке будет оцениваться путем количественного определения пиковой гиперемической реакции, выраженной в мл/мин, на активное упражнение на разгибание колена одной ногой. После разминки испытуемые выполняют максимальное упражнение на разгибание колена на одной ноге в течение 3 минут, в то время как кровоток измеряется с помощью ультразвуковой допплерографии (Logiq E, GE) бедренной артерии. Средняя скорость кровотока, достигнутая в течение последних 30 секунд упражнения, будет определяться как максимальный кровоток во время упражнения, выраженный в мл/мин.

Площадь поперечного сечения мышечных волокон, взятых при биопсии обработанной латеральной широкой мышцы бедра, будет использоваться для количественной оценки размера мышц до и после каждого вмешательства. Главной интересующей переменной будет изменение средней площади поперечного сечения миофибрилл, выраженное в квадратных микрометрах, до и после каждого вмешательства.

В частности, образцы биопсии мышц будут закреплены на пробке из трагакантовой камеди. Замороженные образцы будут прикреплены к предметному стеклу микроскопа для окрашивания. Предметные стекла будут инкубировать с антителами, меченными флуоресцентно. CSA будет количественно определен для каждого волокна с использованием программного обеспечения Olympus CellSens, а затем усреднено для всех волокон на предметном стекле.

Мышечная митохондриальная функция будет измеряться в пермеабилизированных волокнах, взятых при биопсии из латеральной широкой мышцы бедра, до и после каждого вмешательства.

В частности, максимальное парное дыхание (т.е. OXPHOS или состояние 3) будет измеряться электродом Кларка (O2K, Oroboros) и выражаться в пикомолях кислорода, потребляемого в секунду.

Главной интересующей переменной будет изменение максимального парного дыхания до и после каждого вмешательства.

Площадь поперечного сечения обработанной латеральной широкой мышцы бедра будет измеряться с помощью магнитно-резонансной томографии до и после каждого вмешательства. Основной представляющей интерес переменной будет изменение площади поперечного сечения, выраженное в квадратных сантиметрах, до и после каждого вмешательства.

В частности, МРТ будет использоваться для оценки площади поперечного сечения всей мышцы латеральной широкой мышцы бедра. Участники будут сканироваться в положении лежа на спине с помощью МРТ-сканера мощностью 3,0 Тесла (Siemens). Будет использоваться стандартная последовательность импульсов Siemens 2-D Multi-Slice Gradient-Recognized Echo (GRE) MRI. Изображения будут сниматься срезами через каждые 5 мм, в результате чего общее время последовательности составит примерно 2 минуты. Это позволит получить изображения поперечного сечения латеральной широкой мышцы бедра от основания бедренной кости (дистальные мыщелки) до паха. .