Оценка оксигенации мышц и динамики восстановления у лиц с остеоартрозом коленного сустава

Остеоартрит коленного сустава (ОА) — это дегенеративное заболевание суставов, связанное с болью, мышечной слабостью и функциональными ограничениями, которые негативно влияют на работоспособность мышц нижних конечностей. Предыдущие исследования сообщали о структурных и физиологических изменениях в четырехглавой мышце у лиц с остеоартритом коленного сустава, особенно в косой широкой мышце бедра (VMO). Эти изменения включают уменьшение площади поперечного сечения мышцы, увеличение внутримышечной инфильтрации жира, сосудистые изменения и нарушение нервно-мышечной активации, что может способствовать снижению стабильности коленного сустава и прогрессированию заболевания.

Мышечная оксигенация (SmO₂) — это важный физиологический параметр, отражающий баланс между доставкой и утилизацией кислорода в скелетной мышце, и предоставляет объективную информацию о метаболической и циркуляторной функции мышцы. Несмотря на потенциальную значимость SmO₂ для понимания дисфункции четырехглавой мышцы при остеоартрите коленного сустава, исследования, изучающие вызванные физической нагрузкой оксигенационные реакции и динамику восстановления в этой популяции, остаются ограниченными.

Это наблюдательное сравнительное перекрестное исследование направлено на оценку динамики SmO₂ в косой широкой мышце бедра у лиц с остеоартритом коленного сустава и сравнение этих параметров со здоровыми контрольными лицами, сопоставленными по возрасту и полу. Исследование также изучит взаимосвязи между параметрами SmO₂, мышечной силой, функциональной работоспособностью и интенсивностью боли.

Лица с диагнозом остеоартрит коленного сустава, поставленным врачом физической и реабилитационной медицины, и здоровые добровольцы, соответствующие критериям отбора, будут приглашены к участию. Письменное информированное согласие будет получено от всех участников до их участия. Участники, соответствующие критериям включения, будут распределены в две группы: группа с остеоартритом коленного сустава и группа здорового контроля. Все участники пройдут одинаковые процедуры оценки в течение одного оценочного сеанса.

В соответствии с рекомендациями Международного общества исследований остеоартрита (OARSI), у участников с двусторонним остеоартритом коленного сустава целевое колено для анализа будет определяться с использованием заранее определенной стратегии: (1) будет выбрано колено с большей болью в покое или при активности; (2) если уровни боли равны, будет выбрано колено с большей рентгенологической тяжестью (степень по Келлгрену-Лоуренсу); (3) если и боль, и рентгенологическая тяжесть равны, доминирующая нога (конечность, предпочитаемая для удара по мячу) будет назначена целевым коленом. Целевое колено будет служить референсным коленом для последующих измерений, включая SmO₂ и специфические клинические оценки коленного сустава.

Насколько нам известно, ни одно предыдущее исследование не сравнивало напрямую параметры SmO₂ между лицами с остеоартритом коленного сустава и здоровыми контрольными лицами. Поэтому в качестве ориентира было использовано исследование, изучающее изменения SmO₂ в аналогичной группе мышц и с использованием той же методики измерения у лиц, перенесших реконструкцию передней крестообразной связки. Расчет размера выборки был выполнен с использованием программного обеспечения G*Power (версия 3.1) на основе модели t-критерия для независимых выборок с двусторонним тестом для сравнения средней разницы между двумя группами. Для расчета использовался размер эффекта, сообщенный для SmO₂ в косой широкой мышце бедра в эталонном исследовании (коэффициент Коэна d = 1,02). При уровне альфа 0,05, статистической мощности 0,80 и соотношении распределения по группам 1:1 требуемый размер выборки был рассчитан как 17 участников на группу, что в сумме составляет 34 участника.

Перед измерениями участники будут отдыхать в сидячем положении в течение 10 минут. Интенсивность боли будет оцениваться с использованием Визуальной аналоговой шкалы (ВАШ). После периода отдыха измерения SmO₂ будут выполнены с использованием устройства спектроскопии в ближней инфракрасной области (монитор Moxy), размещенного над мышцей косой широкой мышцы бедра. Базовые значения SmO₂ будут записаны в течение 60-секундного периода измерения.

После базового измерения участники выполнят стандартизированное задание упражнения мини-приседания. Мини-приседание было выбрано как безопасное и функциональное замкнутое упражнение, обычно используемое у лиц с остеоартритом коленного сустава для активации мускулатуры нижних конечностей, и оно было объединено с изометрическим приведением бедра с использованием мяча, помещенного между коленями, для усиления активации косой широкой мышцы бедра и медиальной стабилизации колена. Непосредственно после упражнения будет контролироваться оксигенация мышцы косой широкой мышцы бедра, и будет записан процесс восстановления. Время восстановления будет определено как продолжительность, необходимая для возвращения значения SmO₂ к исходному уровню, пока участник отдыхает в сидячем положении.

После завершения измерений восстановления участники будут отдыхать в течение 10 минут, чтобы минимизировать эффекты утомления. Впоследствии мышечная сила будет оценена с использованием изокинетического динамометра через максимальные произвольные изометрические сокращения разгибания колена, выполняемые при 15° сгибания колена. Этот угол сустава был выбран потому, что косая широкая мышца бедра демонстрирует большую активацию вблизи конечного разгибания колена. Кроме того, тестирование при 15° помещает четырехглавую мышцу в биомеханически выгодное положение для производства крутящего момента, минимизируя нагрузку на сустав. Участники выполнят три максимальных сокращения, каждое продолжительностью примерно 6 секунд, со стандартизированной вербальной поддержкой и 60-секундными интервалами отдыха; для анализа будет использовано среднее значение пикового крутящего момента. Затем функциональная работоспособность будет оценена с использованием теста «Сел-встал за 30 секунд». Все измерения будут выполнены в течение одного сеанса, и участники не будут наблюдаться в продольном исследовании.

Статистический анализ будет выполнен с использованием SPSS. Распределение данных будет оценено с использованием тестов на нормальность. Описательная статистика будет представлена как среднее ± стандартное отклонение или медиана, в зависимости от ситуации. Различия между группами лиц с остеоартритом коленного сустава и здоровыми контрольными лицами будут проанализированы с использованием t-критерия для независимых выборок или U-критерия Манна-Уитни. Взаимосвязи между параметрами мышечной оксигенации, мышечной силой, функциональной работоспособностью и болью будут изучены с использованием корреляционного анализа Пирсона или Спирмена. Значение p < 0,05 будет считаться статистически значимым.