Стимуляция PEMF при физических упражнениях у людей, ведущих сидячий образ жизни

Дизайн исследования является одинарным слепым с рандомизированным контролируемым состоянием. В исследовании примут участие девять молодых людей мужского пола, ведущих малоподвижный образ жизни. Программное обеспечение G*power версии 3.1.9.2 (Киль, Германия) предсказало, что общий размер выборки в 8 человек даст достаточную мощность (0,80) для обнаружения значительной разницы на уровне альфа 0,05. Будет включен еще один участник, чтобы обеспечить доступность данных в случае их отсутствия или повреждения. Все участники будут добровольцами, здоровыми, некурящими, без мышечных травм или физического дефицита на момент эксперимента. Критерием исключения является использование пищевых добавок или лекарств. Все участники получат письменное и устное объяснение процедуры эксперимента. Информированное согласие будет получено до начала записи.

Эксперименты будут проводиться на велоэргометре (H-300-R Lode, Exere Air Machine, Италия) по стандартизированной методике в тихом помещении с температурой 22°С. Записи будут проводиться в одно и то же время дня (9:00–12:00), чтобы избежать циркадного влияния. Субъектов проинструктируют избегать употребления кофеина, алкоголя и тяжелых физических нагрузок в течение 12 часов, предшествующих эксперименту. Активность поверхностной ЭМГ будет записываться от правой широкой мышцы бедра и правой длинной головки двуглавой мышцы бедра с частотой дискретизации 1000 Гц с помощью Free-EMG 1000 (BTS Bioengineering, Inc.). Free-EMG — устройство с беспроводными миниатюрными датчиками для динамического анализа мышечной активности. Для сбора сигналов зонды (41,5×24,8×14 мм) подключаются непосредственно к электродам, и сигналы обнаруживаются и захватываются. Каждый зонд оснащен внутренней памятью для обеспечения непрерывной записи в случае временной потери связи. Для стимуляции всего правого бедра в начале и в конце правой ноги будут размещены 2 круглых устройства с петлевой антенной PEMF диаметром 20 см (Torino II, Rio Grande Neurosciences, США). Форма сигнала PEMF состоит из синусоидальной несущей частотой 27,12 мегагерц (МГц), модулированной пакетом импульсов, с шириной импульса 2 мс, повторяющейся с частотой 2 герца, с пиковым магнитным полем в центре петли 5 ± 1 микротесла.

Участники придут в лабораторию 5 раз с интервалом в 3 дня между каждым разом. Во время каждого из этих визитов будет исполняться несколько записей.

Первый день предусматривает регистрацию максимального произвольного сокращения (MVC) и пошаговый тест до утомления, чтобы определить индивидуальное максимальное потребление кислорода (VO2max). Что касается записи MVC, каждый участник в течение пяти секунд выполняет изометрическое сокращение с максимальной нагрузкой на изотонических тренажерах (Exere Air Machine, Италия). Участники повторят одну и ту же процедуру 3 раза с перерывом в 2 минуты. Пиковое значение MVC каждой исследуемой мышцы будет использоваться для нормализации электромиографических данных (процедура, уже использованная в предыдущих исследованиях). Что касается записи VO2max, каждый испытуемый проведет дополнительный тест на велоэргометре (H-300-R Lode), чтобы определить максимальное потребление кислорода (VO2max), чтобы индивидуализировать правильную рабочую нагрузку, которая будет использоваться во время тренировок. Газы будут анализироваться с использованием метаболической системы дыхания Quark b2 (Cosmed, Италия). Система будет калиброваться непосредственно перед каждым испытанием в соответствии с рекомендациями производителя: калибровка объема будет выполняться при различных скоростях потока с помощью 3-литрового калибровочного шприца, а калибровка газоанализаторов будет выполняться с помощью резервуара с эталонной газовой смесью (16,00% O2, 5,00 % CO2) и окружающий воздух (20,93 % O2 и 0,03% CO2).

Со второго по четвертый дни участники будут приходить в лабораторию для занятий упражнениями. Экспериментальными условиями будут PEMF ON и PEMF OFF, при которых PEMF будет включаться и выключаться соответственно. Когда испытание начнется с включенным режимом PEMF, устройство выключится через 17 минут, и участник продолжит ездить на велосипеде до конца испытания. В противном случае, когда испытание начнется с выключенным PEMF, устройство включится через 17 минут, и участник продолжит кататься на велосипеде до конца испытания. Каждое условие будет повторяться дважды в разные дни, всего четыре записи на каждого субъекта. Две петли PEMF будут расположены на правой ноге в обоих экспериментальных условиях, чтобы испытуемые не воспринимали стимуляцию на уровне кожи.

Данные будут записываться в три периода: 1) базовый уровень, 2) разминка, 3) упражнения с постоянной нагрузкой. Чтобы записать базовые значения, участники будут сидеть в течение 1 минуты с вытянутой правой ногой. Разминка включает в себя езду на велосипеде без нагрузки в течение 1 минуты. Затем мгновенное увеличение рабочей нагрузки, которое будет достигнуто примерно за 3 секунды, станет началом упражнения с постоянной нагрузкой (физического усилия). Участникам будет предложено продолжать ездить на велосипеде с частотой 70 оборотов в минуту на протяжении всего испытания. Каждое испытание будет завершено после 30 минут тренировки.