Влияние механической нагрузки и потери костной массы на взаимосвязь активности мотонейронов и Н-рефлекса

Регистрация данных ЭМГ и силы

Поверхностные сигналы ЭМГ от камбаловидной мышцы, данные акселерометра от платформы для общей вибрации тела и данные датчика силы будут собираться с частотой дискретизации 2 кГц с использованием системы сбора данных (цифро-аналоговый преобразователь CED 3601 Power 1401 MKII и усилитель CED 1902 Quad System MKIII). Анализ данных будет выполняться с использованием программного обеспечения Spike2 версии 7.20.

Испытуемые будут тестироваться в положении стоя на обеих ногах. Датчик силы (FC2231-0000-0100-L Compression Load Sensor, Франция) будет размещен под правой пяткой испытуемых для получения показаний веса, приложенного к правой пятке, в реальном времени.

Перед наложением электродов волосы на коже будут сбриты, а кожа будет очищена спиртовыми салфетками для удаления поверхностных масел. Будет нанесен гель для ЭКГ для увеличения проводимости кожи.

Для применения общей вибрации тела будет использоваться устройство PowerPlate Pro5 (Лондон, Великобритания).

________________________________________ Измерение H-рефлекса

Катодный электрод (круглый электрод диаметром 1 см) будет расположен над большеберцовым нервом в правой подколенной ямке, а анодный электрод (10 × 10 см) будет размещен над надколенной областью. Стимуляция будет подаваться с использованием стимулятора постоянного тока [модель DS7A, Digitimer Ltd, Хартфордшир, Великобритания] с монофазными прямоугольными импульсами тока длительностью 1 мс. Интенсивность тока начнется с 5 мА и будет постепенно увеличиваться. Будет определена интенсивность, необходимая для получения рекрутировочной кривой H-рефлекса и максимального M-ответа (Mmax). Для минимизации вариаций амплитуды H-рефлекса в зависимости от интенсивности стимула будет использоваться интенсивность тока, вызывающая M-ответ 10-30% от Mmax.

H-рефлекс будет измеряться в шести различных условиях. Сначала испытуемых попросят распределить 10%, 30%, 50%, 70% и 100% массы тела на правую ногу в случайном порядке. Перед испытуемыми будет размещен монитор, отображающий обратную связь в реальном времени о весе, приложенном к правой ноге, чтобы помочь стабилизировать целевую нагрузку. Целевой процент веса будет указан на мониторе. Для каждого условия нагрузки будет получено 10 измерений H-рефлекса с интервалами в 10 секунд.

После этого испытуемым будет применена общая вибрация тела длительностью 1 минута с низкой амплитудой (1,2 мм) и частотой 30 Гц, и H-рефлекс будет измеряться каждые 5 секунд.

Для оценки активности мотонейронов ЭМГ-активность в течение 100 мс, предшествующих электрической стимуляции, будет количественно определена как амплитуда СКЗ.

________________________________________ Костно-миорегуляторный рефлекс

Испытуемым будут применены общие вибрации тела длительностью 10 секунд с низкой амплитудой (1,2 мм) и частотами 30 Гц, 32 Гц, 34 Гц и 36 Гц. Для измерения латентности костно-миорегуляторного рефлекса будет использован метод кумулятивного усреднения.

________________________________________ Расчет размера выборки

В этом исследовании амплитуда H-рефлекса будет измеряться при пяти различных условиях нагрузки и во время общей вибрации тела в двух группах. Предполагая размер эффекта (частный эта-квадрат) 0,06, уровень альфа-ошибки 0,05 и статистическую мощность 0,9, минимальный требуемый размер выборки будет рассчитан как 12 испытуемых на группу, всего 24 испытуемых. Расчет размера выборки будет выполнен с использованием G*Power версии 3.1.9.4 (Франц Фаул, Университет Киля, Германия).

________________________________________ Статистический анализ

Нормальность распределения данных будет оценена с помощью теста Шапиро-Уилка. Переменные, показывающие нормальное распределение, будут представлены как среднее ± стандартное отклонение, тогда как переменные с ненормальным распределением будут суммированы как медиана (интерквартильный размах).

Амплитуда H-рефлекса и фоновая ЭМГ-активность, измеренные при пяти различных условиях нагрузки и во время общей вибрации тела, будут сравниваться с использованием дисперсионного анализа с повторными измерениями (ANOVA) при выполнении предположения о нормальности. Пост-хок тесты Тьюки или Бонферрони будут применяться, когда это уместно. При нарушении предположения о нормальности будет использован тест Фридмана, а попарные сравнения будут выполнены с использованием теста Уилкоксона. Для пост-хок анализов будет применена поправка Бонферрони.

Все статистические анализы будут проведены с использованием программного обеспечения SPSS (версия 18.0; SPSS Inc., Чикаго, Иллинойс, США).