Эффективность ограничения кровотока во время аэробной езды на велосипеде

План эксперимента и размер выборки. Это исследование представляет собой рандомизированное контролируемое испытание с пятью группами по 11 участников в каждой (N = 55). Размер выборки был оценен с помощью GPower с использованием дизайна повторных измерений внутри и между группами из 5 групп с тремя последующими визитами (0, 3, 6 недель), что дало мощность более 80%, включая 10% в отсев или отсутствующие данные. Население: будут набраны здоровые взрослые в возрасте от 21 до 35 лет. Набор будет как можно ближе к равному количеству женщин и мужчин для всех групп, поскольку документально подтверждено, что участие женщин в интервенционных исследованиях, оценивающих эффективность обучения BFR, не превышает 17%. Другими критериями для участия в исследовании будут участие в тренировках и тестировании, хорошее здоровье и ознакомление с физической активностью и упражнениями, включая езду на велотренажере. Участники будут исключены, если у них есть что-либо из следующего: 1) травмы опорно-двигательного аппарата нижних конечностей или нижней части спины в течение последних трех месяцев, 2) любые противопоказания к аэробным нагрузкам, установленные Американским колледжем спортивной медицины [12]. ], 3) любые противопоказания к тренировкам с ограничением кровотока, 4) соответствие или превышение рекомендуемых рекомендаций ACSM по аэробным упражнениям 5 раз в неделю в течение > 20 минут и укрепляющим упражнениям > 2 дней в неделю [12], и 5) беременность для участников женского пола (самооценка). Каждый участник должен будет прочитать и подписать документ об информированном согласии, утвержденный Институциональным наблюдательным советом, до регистрации в исследовании и проведения любого тестирования. 55 участников в пяти группах по 11 участников будут рандомизированы с помощью генератора случайных чисел. Пять групп будут рандомизированы следующим образом: 1) контрольная (Con), 2) 60% билатеральная окклюзия BFR (60BILAT), 3) 80% билатеральная окклюзия BFR (80BILAT), 60% односторонняя окклюзия BFR (60UNIT) и 80% односторонняя окклюзия BFR (80UNIT).

Инструменты и результаты: Баланс одной ноги будет измеряться с помощью Balance System SD (Biodex Medical Systems, Inc, Ширли, Нью-Йорк). Это устройство измеряет статический и динамический многонаправленный баланс с помощью утвержденной системы оценки ошибок баланса (BESS) путем измерения раскачивания с закрытыми глазами в следующих условиях: 1) твердая поверхность с двумя опорами, 2) твердая поверхность с одной опорой, 3) тандемную стойку с твердой поверхностью и 4) повторение предыдущих испытаний на вспененной (неустойчивой) поверхности. Равновесие и постуральная стабильность являются фундаментальными компонентами спортивных результатов и повседневной деятельности, поэтому их оценка необходима для измерения изменений в различных условиях, таких как травмы, усталость, сотрясения мозга и т. д. Кроме того, недавние данные свидетельствуют о том, что тренировка BFR улучшает баланс в функциональной деятельности, но единственным доказательством является популяция пожилых людей. Стабильность колена будет измеряться во время 5-кратного спуска одной ногой с 30-сантиметровой ступенчатой ​​платформы с помощью 10-камерной (частота дискретизации 120 Гц) системы захвата анализа движения (Qualisys AB, Гетеборг, Швеция), синхронизированной по времени с беспроводной система электромиографии (ЭМГ) (Trigno, Delsys, Inc., Natick, MA). Данные ЭМГ будут собираться с помощью трех электродов с предварительным усилением (Ag) (Trigno, Delsys Inc., Натик, Массачусетс; полоса пропускания: 450 ± 50 Гц > 80 дБ/дек; общий шум канала: <0,75 мкВ) с двух сторон от медиальной широкой мышцы бедра. , прямая мышца бедра и латеральная широкая мышца бедра на частоте 2 кГц и отфильтрованы через фильтр Баттерворта 2-го порядка. Стабильность колена является важным результатом реабилитации, поскольку она является основой для правильного выравнивания для предотвращения травм [14], в то время как активация мышц является одним из основных ограничений нестабильности колена, помогая предотвратить травмы. Учитывая, что есть данные, свидетельствующие о том, что тренировка BFR увеличивает рекрутирование и мышечную активацию за счет использования ЭМГ, крайне важно определить, приводят ли такие улучшения к лучшему моторному контролю и стабильности колена во время функциональной деятельности. Мышечная сила четырехглавой мышцы бедра и подколенного сухожилия будет измеряться с помощью изокинетического динамометра (System 4 Pro, Biodex Medical Systems, Inc, Ширли, Нью-Йорк) при скорости 60˚ и 180˚ градусов в секунду. Динамометр будет откалиброван в соответствии с рекомендациями производителя. Несколько исследований показали улучшение изокинетической силы после тренировки BFR. Таким образом, оценка мышечной силы с помощью изокинетического динамометра позволит провести сравнение между исследованием и текущей литературой. Аэробные способности будут измеряться во время протокола велоэргометрии на стационарном эргометре (Velotron, Quarq Technology, Spearfish, SD) при подключении к газоанализатору (TruOne 2400, Parvomedics, Солт-Лейк-Сити, Юта) для оценки потребления кислорода [VO2 (мл/мин)]. Это экспериментальный результат, поскольку аэробные упражнения в цикле упражнений в течение 15 минут не улучшают метаболические показатели сердечно-сосудистой системы. Тем не менее, Abe et al. (2010) сообщили об улучшении VO2max при протоколе, аналогичном этому исследованию, 15-минутной езде на велосипеде с манжетами BFR. Таким образом, оценивая VO2, исследование сможет определить, есть ли какая-либо польза от тренировки BFR во время аэробных упражнений, и сравнить наши результаты с небольшими доказательствами езды на велосипеде с манжетами BFR.

Процедуры: После согласия на участие будут зарегистрированы демографические и антропометрические данные. После измерений участники будут оснащены световозвращающими маркерами в соответствии с моделью Qualisys CAST, с использованием соответствующих гипоаллергенных двусторонних световозвращающих маркеров для индивидуальных маркеров и эластичных бинтов с липучками для световозвращающих слепков. Размещение электродов ЭМГ будет соответствовать стандартной схеме, ранее опубликованной Ortiz et al. Чтобы свести к минимуму влияние усталости при выполнении задания, порядок тестирования останется неизменным в следующем порядке: 1) BESS, 2) шаг вниз на одной ноге, 3) изокинетическое тестирование и 4) аэробная способность. Для BESS порядок тестирования будет соответствовать протоколу, отображаемому на экране компьютера платформы. Участники будут выполнять все тесты с закрытыми глазами в течение 20 секунд с 10-секундным отдыхом между условиями. Каждый участник сначала выполнит три стабильных условия (две ноги, одна нога, тандем), а затем те же самые условия после размещения пенопластовой прокладки толщиной 6 см над балансировочной платформой. Для участников группы BFR с одной ногой будет написано специальное примечание, в котором будет указано, какая нога использовалась для манжет BFR. Шаг вниз на одной ноге будет выполняться с 30-сантиметрового шага по три повторения по 5 шагов на каждую ногу, чередуя ноги. Каждый участник будет первоначально стоять на ступеньке обеими ногами на ступеньке. По команде «идти» они поднимают соответствующую ногу и шагают вниз, касаясь пола (силовой пластины) ногой, не несущей вес, и возвращаются в исходное положение стойки. Этот процесс будет выполняться непрерывно пять раз подряд. Вальгусное движение будет отслеживаться с помощью трехмерной системы движения и ЭМГ на протяжении всех пяти временных периодов стояния на одной ноге. Вальгус будет измеряться в точке, где участник касается силовой пластины. Для анализа будут учитываться самые высокие значения вальгусной деформации и амплитуды ЭМГ (RMS) из трех средних испытаний. Для участников группы BFR с одной ногой будет написано специальное примечание, в котором будет указано, какая нога использовалась для манжет BFR. Для анализа усталости будет учитываться среднее из пяти испытаний для анализа движения и вся частота сигнала ЭМГ. Оценка мышечной силы квадрицепсов и подколенных сухожилий будет следовать за ступенчатой ​​оценкой. Каждый участник будет сидеть на динамометре в соответствии со стандартными позициями. Сначала проверяется правая нога, затем левая. Для тех участников группы BFR с одной ногой будет сделана специальная пометка, обозначающая, какая нога использовалась для манжет BFR. Стандартный протокол, установленный компьютером динамометра, будет сопровождаться 60˚ и 180˚ в секунду. Перед тестированием на каждой скорости проводится ознакомительная разминка из трех-пяти повторений на каждой скорости, после чего следует минута отдыха. Всего будет выполнено пять сокращений со скоростью 60 градусов в секунду и 10 повторений со скоростью 180 градусов в секунду. Аэробные способности будут оцениваться с помощью стандартизированного протокола эргометрии максимального цикла. VO2 max, VO2 пик и частота сердечных сокращений будут измеряться непосредственно с помощью метаболического анализатора во время этого протокола. После 10-минутного отдыха для измерения частоты сердечных сокращений участники начинают крутить педали со скоростью 70 об/мин с нагрузкой 25 Вт. Частота сердечных сокращений (HR) будет непрерывно контролироваться в режиме реального времени, а частота сердечных сокращений в конце первых трех минут будет использоваться для определения дальнейшего увеличения нагрузки. Тест будет продолжаться до тех пор, пока участник не достигнет одного или нескольких из следующих критериев: не достигнет 80% от прогнозируемой частоты сердечных сокращений с использованием формулы резерва сердечного ритма; (([220-возраст] -ЧСС в покое) x 80%) + ЧСС в покое, достигает RER >1,0 или наблюдается выравнивание кислородной кривой. Вмешательство: Контрольная группа: контрольная группа будет выполнять 15 минут езды на велосипеде на стационарном велоэргометре со скоростью 70 об/мин три раза в неделю в течение шести недель. Субъекты будут носить монитор сердечного ритма Polar во время тренировки, чтобы записывать реакцию своего сердечного ритма в течение 15 минут тренировки. Группы BFR: все четыре группы BFR будут выполнять те же тренировки, что и контрольная группа, при использовании манжет BFR. Эта тренировочная программа соответствует рекомендациям по езде на велосипеде с использованием манжет BFR в течение 45-60 минут в неделю. Каждый участник группы BFR пройдет процедуру, определенную Delfi (Delfi Medical Innovations, Inc., Ванкувер, Британская Колумбия, Канада), состоящую из размещения манжеты BFR в верхней части бедра, в то время как участник лежит на спине на столе против сила тяжести, чтобы определить полную окклюзию, а затем получить процент желаемой окклюзии (60% или 80%).

Анализ данных: данные будут проверяться на нормальность, гомоскедастичность и выбросы. Независимые t-тесты будут проводиться для сравнения демографических (возраст, вес, рост, ИМТ) переменных между группами. Внутригрупповой и межгрупповой (5) по времени (3) повторный анализ ANOVA с взаимодействиями будет использоваться для сравнения групп по всем интересующим исходам. Апостериорный анализ будет использоваться для отслеживания существенных различий между группами, временем и группой по времени взаимодействия.