Värmeterapi och muskelfunktionsstudie

Unga och äldre försökspersoner kommer att delta i enbens, högintensiv intervallträning av höger knäextensorer (4 intervaller på 4 minuter vid 80 % av max aerob kraft med 4 minuters vilointervall mellan, 3 gånger per vecka i 6 veckor).

Muskelfunktion och knästräckares kritiska kraft kommer att mätas före och efter 6 veckors behandling.

Försökspersonerna kommer att utföra en intensiv knäförlängningsövning med ett ben 3 gånger i veckan i 6 veckor. Specifikt kommer försökspersonerna att sitta i en anpassad knäförlängningsergometer och utföra enbens, dynamisk knäförlängning (liknande enkelbenscykling) när de utför övningen. Efter en 6 minuters uppvärmning vid ~20 % av det benets maximala aeroba kraft (fastställt under ett graderat träningstest av enkelbensknäförlängning), kommer försökspersonerna att utföra 4 anfall på 4 minuter vid ~80 % av maximal aerob kraft. Återhämtning på 4 minuter vid ~40 % kommer att ske mellan varje träningspass. En nedkylning kommer att tillhandahållas i slutet av träningen. Totalt kommer försökspersonerna att utföra 40 minuters knäförlängningsträning med ett ben, 3 gånger i veckan i 6 veckor.

Maximal aerob kraft (bestäms av ett graderat träningstest) kommer att fastställas igen efter 3 veckor för att anpassa träningsintensiteten på lämpligt sätt.

• HIIT

Unga och äldre försökspersoner kommer att delta i värmeterapiträning på ett ben (quadriceps femoris, 120 minuters kortvågsdiatermi för att höja muskeltemperaturen till ~39C) 3 gånger i veckan i 6 veckor.

Muskelfunktion och knästräckares kritiska kraft kommer att mätas före och efter 6 veckors behandling.

• Kortvågsdiatermi

Unga och äldre försökspersoner kommer att delta i en skenbehandling av enkelbens, värmeterapiträning av höger knäextensorer (120 minuter med kortvågsdiatermienhet placerad på benet, men inte påslagen) 3 gånger i veckan i 6 veckor.

Muskelfunktion och knästräckares kritiska kraft kommer att mätas före och efter 6 veckors behandling.

Unga försökspersoner (18-35 år) kommer att genomgå 2 veckors benimmobilisering samtidigt som de får 2 timmars skenvärmeterapibehandling varje dag. För skenbehandlingen kommer uppvärmningsanordningen att appliceras på lemmen, men utan att deltagaren vet om den kommer den inte att slås på.

Muskelfunktion och knästräckares kritiska kraft kommer att mätas före och efter de 2 veckorna av benimmobilisering.

Unga försökspersoner (18-35 år) kommer att genomgå 2 veckors benimmobilisering samtidigt som de får 2 timmars värmeterapibehandling varje dag. Värmeterapi kommer att bestå av 120 minuters kortvågsdiatermi för att höja quadriceps femoris-muskeltemperaturen till ~39C.

Muskelfunktion och knästräckares kritiska kraft kommer att mätas före och efter de 2 veckorna av benimmobilisering.

• Immobilisering av ben

Muskelträningstolerans, kvantifierad som kritisk kraft, kommer att bedömas före och efter varje intervention. Huvudresultatet kommer att vara förändringen i kritisk effekt, uttryckt i watt, framkallad av varje intervention.

Närmare bestämt kommer deltagarna att utföra 3-5 olika kraftuttag av knäförlängningsövningar med ett ben så länge de kan. Därefter kommer linjen för bästa passform mellan det totala utförda arbetet och varaktigheten av varje uteffektförsök att användas för att kvantifiera kritisk effekt, uttryckt i watt.

Resistensartärens funktion kommer att bedömas med PLM-tekniken (Passive Leg Movement) före och efter varje intervention. Den huvudsakliga variabeln av intresse kommer att vara förändringen i toppblodflöde som framkallas av PLM från före till efter varje intervention.

Specifikt kommer PLM att utföras med en medlem av forskargruppen som flyttar en försökspersons knäled genom ett 90 graders rörelseområde, med en hastighet av 1 Hz under 60 sekunder. Denna passiva rörelse framkallar ett hyperemiskt svar som kommer att kvantifieras med Doppler-ultraljud av lårbensartären och uttrycks i ml/min. Det högsta 1-sekunds genomsnittet av blodflöde som inträffar under rörelsen kommer att identifieras som det högsta blodflödessvaret.

Den huvudsakliga variabeln av intresse kommer att vara förändringen i toppblodflöde som framkallas av PLM från före till efter varje intervention.

Den maximala blodflödeshastigheten som uppnås under träning kommer att bestämmas före och efter varje ingrepp. Den huvudsakliga variabeln av intresse kommer att vara förändringen i maximalt träningsblodflöde från före till efter varje intervention, uttryckt i ml/min.

Specifikt kommer träningsblodflödet att bedömas genom att kvantifiera den maximala hyperemiska responsen, uttryckt i ml/min, på aktiv knäförlängningsträning med ett ben. Efter en uppvärmning kommer försökspersonerna att utföra maximal knäförlängningsövning med ett ben i 3 minuter medan blodflödet kvantifieras med Doppler-ultraljud (Logiq E, GE) av lårbensartären. Den genomsnittliga blodflödeshastigheten som uppnås under de sista 30 sekunderna av träningen kommer att identifieras som det maximala träningsblodflödet, uttryckt i ml/min.

Tvärsnittsarean av muskelfibrer biopsierade från den behandlade vastus lateralis kommer att användas för att kvantifiera storleken på muskelstorleken före och efter varje intervention. Den huvudsakliga variabeln av intresse kommer att vara förändringen i genomsnittlig myofiber-tvärsnittsarea, uttryckt i kvadratmikrometer, från före till efter varje intervention.

Specifikt kommer muskelbiopsiprover att monteras på en kork i dragantgummi. Frysta prover kommer att fästas på ett objektglas för färgning. Objektglasen kommer att inkuberas med fluorescensmärkta antikroppar. CSA kommer att kvantifieras för varje fiber med hjälp av Olympus CellSens programvara och därefter beräknas medelvärdet för alla fibrer på objektglaset.

Muskelmitokondriell funktion kommer att mätas i permeabiliserade fibrer biopsierade från vastus lateralis före och efter varje intervention.

Specifikt maximal kopplad andning (dvs. OXPHOS eller State 3) kommer att mätas med en elektrod av clarktyp (O2K, Oroboros) och uttrycks i pikomol syre som förbrukas per sekund.

Den huvudsakliga variabeln av intresse kommer att vara förändringen i maximal parandning från före till efter varje intervention.

Tvärsnittsarean av den behandlade vastus lateralis kommer att mätas med magnetisk resonanstomografi före och efter varje intervention. Den huvudsakliga variabeln av intresse kommer att vara förändringen i tvärsnittsarea, uttryckt i kvadratcentimeter, från före till efter varje ingrepp.

Specifikt kommer MRT att användas för att bedöma hela muskelns tvärsnittsarea av vastus lateralis. Deltagarna kommer att skannas medan de ligger liggande i en 3.0 Tesla MRI-skanner (Siemens). En vanlig Siemens 2-D multi-slice gradient-återkallad eko (GRE) MRI-pulssekvens kommer att användas. Bilderna kommer att tas i skivor var 5:e mm, vilket resulterar i en total sekvenstid på cirka 2 minuter. Detta kommer att ge tvärsnittsbilder av vastus lateralis från basen av lårbenet (distala kondylerna) upp till ljumsken. .