الاستقراء وتقييم الأضرار الجهدي الهيكل العظمي والعضلات في البشر

Published: December 11, 2016 doi: 10.3791/54859

Michael R. Deyhle*¹, Jacob R. Sorensen*¹, Robert D. Hyldahl¹

¹Exercise Sciences, Brigham Young University

* These authors contributed equally

Abstract

الناجم عن تقلص العضلات الضرر عن طريق (إطالة) تقلصات الطوعية غريب الأطوار يقدم نموذجا ممتازا لدراسة تكيف العضلات والانتعاش في البشر. هنا نناقش تصميم بروتوكول ممارسة غريب الأطوار للحث على الضرر في العضلات الرباعية الرؤوس، والتي تميزت التغيرات في القوة، ووجع، والبلازما مستويات الكرياتين كيناز. وهذه طريقة بسيطة والأخلاقية، وقابلة للتطبيق على نطاق واسع منذ يتم تنفيذ ذلك في المشاركين البشري ويقضي على الترجمة بين الأنواع من النتائج. الموضوعات أداء 300 انكماش غريب الأطوار القصوى لعضلات الركبة الباسطة بسرعة 120 درجة / ثانية على المقوى isokinetic. مدى الضرر يمكن قياسه باستخدام تدابير isokinetic ومتساوي القياس نسبيا غير الغازية من فقدان القوة، ووجع، ومستويات الكرياتين كيناز البلازما على مدى عدة أيام بعد العملية. لذلك، يمكن أن توجه تطبيقه على فئات معينة من السكان في محاولة لتحديد آليات العضلاتالتكيف والتجدد.

Protocol

الإجراءات التالية وفقا لمعايير مجلس المراجعة المؤسسية جامعة بريغهام يونغ (IRB).

1. إعداد البروتوكولات تقلص

ملاحظة: تستند تعليمات بروتوكول التالية على البرنامج ميزة Biodex. التنقل في البرنامج وسوف تعمل المقوى تكون مختلفة إذا تم استخدام أنظمة مختلفة.

قوة Isokinetic اختبار بروتوكول
1. لجعل بروتوكول isokinetic، مفتوحة المقوى برامج التحكم في جهاز الكمبيوتر واختر "البروتوكول" التبويب ثم حدد "سجل" علامة على شريط الأدوات في أعلى الشاشة. حدد "بروتوكول جديد" من القائمة المنسدلة.
2. في مربع "نوع الدراسة"، حدد الخيار "اختبار".
3. حدد المعلمات التالية من القوائم المنسدلة: تحت عنوان "وضع" القائمة حدد Isokinetic. تحت عنوان "المشتركة" قائمة التحديد الركبة. تحت & #34؛ نمط ". القائمة حدد تمديد / انثناء اختر انكماش متحدة المركز لكل الحركات الإرشاد وانثناء اختر" ممثلين "تحت عنوان" الغاية "القائمة المنسدلة.
4. على "أحادية الجانب" برنامج التبويب 1 مجموعة من 3 التكرار في سرعة 60 درجة / ثانية لكل من بعيدا ونحو انكماش. للقيام بذلك، أدخل "1" في حقل "# مجموعات" واكتب "3" في الصف "إنهاء بواسطة مندوبي". ثم اكتب 60 في كلا من "سرعة بعيدا" و "سرعة نحو" الصفوف.
5. استخدام 90 ° كنقطة مرجعية التشريحية ووضع مجموعة من حدود الحركة إلى ما يقرب من 10 درجة بعيدا و 110 درجة نحو (0 ° = الامتداد الكامل، 135 ° = انثناء الكامل). لعمل ذلك، حدد "مجموعة ROM" الموجود على الجانب الأيسر من الشاشة. معايرة ذراع الرافعة بحيث 90 درجة موازية على الأرض (كما هو مبين باستخدام مؤشر زاوية ذراع الرافعة قدمت على شاشة الكمبيوتر). ثم استخدام 90 درجة كما إعادة التشريحيةنقطة املؤمتر، تعيين مجموعة من حدود الحركة إلى ما يقرب من 10 درجة بعيدا و 110 درجة نحو (0 ° = الامتداد الكامل، 135 ° = انثناء كامل).
  ملاحظة: إعدادات زاوية مشتركة الواردة هنا هي المفضلة، ولكن يجب أن يتم تعديل هذه الإعدادات على أساس كل حالة على حدة وخاصة عند التعامل مع موضوعات مع تشوه في المفصل ثابت أو قيود أخرى.
6. اسم البروتوكول في حقل "الوصف" في الجزء السفلي الأيسر من الشاشة وحدد زر حفظ على شريط القائمة العلوية.
قوة متساوي القياس اختبار بروتوكول
1. كرر الخطوات 1.1.1 لتبدأ جعل البروتوكول متساوي القياس.
2. حدد الخيار "اختبار" من مربع "نوع الدراسة".
3. حدد المعلمات التالية من القوائم المنسدلة: ضمن القائمة "الوضع" حدد "متساوي القياس". ضمن القائمة "المشتركة" حدد "الركبة". ضمن القائمة "نمط" حدد "تمديد / انثناء". تحت عنوان "Contractioن الاتجاه "القائمة حدد" بعيدا ". في" إنهاء بواسطة "القائمة حدد" ممثلين ".
4. برنامج اختبار مع مجموعة 1 من 3 تقلصات متساوي القياس دائم كل 5 ثانية في زاوية مشتركة من 70 درجة. للقيام بذلك، اكتب "1" في حقل "مواقف" في علامة التبويب "من جانب واحد". تحت موقف # 1 عمود، اكتب "3" في الصف "وضع حد من قبل مندوبي". في الصف المسمى "زاوية" حدد "70".
5. تحديد 90 ° كنقطة مرجعية التشريحية وحدا بعيدا إلى 70 درجة.
6. اسم البروتوكول في حقل "الوصف" في الجزء السفلي الأيسر من الشاشة وحدد زر حفظ على شريط القائمة العلوية.
عضلة إتلاف بروتوكول ممارسة غريب الأطوار
1. لجعل بروتوكول ممارسة غريب الأطوار، برنامج حاسوبي لمراقبة مفتوحة المقوى على الكمبيوتر واختر "البروتوكول" علامة التبويب. ثم حدد "سجل" علامة على شريط الأدوات في أعلى الشاشة. الآن انقر على "بروتوكول وجديد# 34؛ من القائمة المنسدلة.
2. حدد الخيار "التمرين" من مربع "نوع الدراسة".
3. حدد المعلمات التالية من القوائم المنسدلة: ضمن القائمة "الوضع" حدد "isokinetic". ضمن القائمة "المشتركة" حدد "الركبة". ضمن القائمة "نمط" حدد "تمديد / الإنحناء". ضمن القائمة "تقلص" حدد "كون / ECC".
4. على "أحادية الجانب" علامة التبويب، برنامج 10 مجموعات من 10 التكرار بسرعة 180 درجة / ثانية بعيدا، و 120 درجة / ثانية نحو 60 بقية ثانية بين مجموعات.
  1. اكتب "10" في حقل "# مجموعات".
  2. في العمود الأول (المسمى رقم 1)، نوع "10" في الصف المسمى "وضع حد من قبل مندوبي". ثم اكتب "180" في الصف التالي المسمى "سرعة بعيدا". في الصف التالي المسمى "سرعة نحو" نوع "120". في الصف المسمى "العزم"، نوع 200-600 اعتمادا على قوة المتوقعة من لياليubject.
  3. كرر الخطوة 1.3.4.2 لمجموعات رقم 2 من خلال # 10.
  4. اكتب 60 في "وقت الراحة في ثوان" الميدان.
5. اكتب 90 درجة في حقل "تشريحية المرجع".
6. حدد زر "تعيين ROM" على الجانب الأيسر من الشاشة ووضع مجموعة من حدود الحركة إلى 40 درجة بعيدا و 110 درجة نحو (0 ° = الامتداد الكامل، 135 ° = انثناء كامل). توفر هذه الإعدادات مجموعة من الحركة من خلال هذا الموضوع الذي يجب أن يوفر مقاومة ضد ذراع المقوى. كإجراء احترازي، فإن المقوى يتوقف عن الحركة إذا توقف موضوع توفير المقاومة داخل هذا النطاق المحدد للحركة.
  1. لتعيين مدى الحركة، حدد "مجموعة ROM" الموجود على الجانب الأيسر من الشاشة. معايرة ذراع الرافعة بحيث 90 درجة موازية على الأرض (كما هو مبين باستخدام مؤشر زاوية ذراع الرافعة قدمت على شاشة الكمبيوتر). ثم استخدام 90 ° كنقطة مرجعية التشريحية، قوآخرون نطاق حدود الحركة إلى 40 درجة بعيدا و 110 درجة نحو (0 ° = الامتداد الكامل، 135 ° = انثناء كامل).
    ملاحظة: هذه الإعدادات زاوية مشتركة هي اقتراحات لموضوع صحي نموذجي. يجب أن يتم تعديل هذه لتناسب قدراتهم من فرد إلى آخر.
7. اسم البروتوكول في حقل "الوصف" وحدد "حفظ" زر في أعلى شريط الأدوات.

2. قياس خط الأساس

القياسات وجع
1. جعل نطاق التناظرية البصرية عن طريق رسم خط 100 مم أفقيا عبر الصفحة.
2. على الجانب الأيسر من خط يشير "لا وجع"، وعلى الجانب الأيمن من خط يشير "وجع المتطرفة" (الشكل 1). وتستخدم هذه الطريقة عادة لتقييم تأخر ظهور وجع العضلات ^1،10،11.
3. إرشاد الموضوع إلى قيام اثنين من يجلس القرفصاء وزن الجسم. تنفيذ كل يجلس القرفصاء مع عقد الأسلحة مستقيمار من أمام الكتفين والقدمين الكتف عرض على حدة. يتم التوصل إلى عمق السليم عند الساقين العليا هي موازية على الأرض قبل أن يعود إلى موضع البدء.
4. وطرح هذا الموضوع للدلالة على شدة وجع انه أو انها شعرت في عضلات الفخذ الفخذية العضلات خلال يتقرفص عن طريق رسم خط عمودي في المكان المناسب على مقياس التناظرية البصرية.
5. تحديد مستوى هذا الموضوع للوجع عن طريق قياس المسافة في ملليمتر من نهاية عدم ألم حاد في نطاق التناظرية البصرية للعلامة الشخص المعني.
مصل الكرياتينين كيناز
تنبيه: ارتداء قفازات واقية قبل التعامل مع الدم والتخلص من الإبر بعد الاستعمال مباشرة في حاوية الأدوات الحادة كما في المستشفى أو سياسة الجامعة.
1. اتبع الإجراءات الفصد موحدة لسحب الدم من المنطقة المرفقية من ذراع هذا الموضوع في ظل ظروف الصيام للحصول على 5-6 مليلتر من الدم ^(12).
2. أجهزة الطرد المركزيعينة من الدم في 15 x ج لمدة 15 دقيقة في 3 ° C لفصل المصل من خلايا الدم.
3. باستخدام ماصة نقل، نقل عينة الدم إلى أنبوب microcentrifuge المسمى بشكل مناسب لنقطة تخضع والوقت.
4. تخزين العينة عند -80 درجة مئوية لاستخدامها لاحقا.
5. مقايسة عينات مصل للنشاط الكرياتين كيناز استخدام عدة متاحة تجاريا وفقا لبروتوكول الشركة المصنعة. بدلا من ذلك، عينات المصل يمكن نقلها إلى مختبر التشخيص الطبي المحلي لتحليلها.
إعداد تخضع
1. ثمانية وأربعين ساعة قبل زيارة هذا الموضوع، ويأمرهم تجنب ممارسة التمارين الرياضية أو غير معتادة، غير الستيرويدية المضادة للالتهابات والكحول.
2. عندما يصل هذا الموضوع، وجمع الوزن والطول والجنس وساق المعلومات هيمنة قبل الإعداد. الساق هيمنة يمكن تحديد عن طريق طرح هذا الموضوع الذي ساقه انهم سيختارون لركلة الكرة.
3. لديهم subjecر الاحماء في 50-150 W لمدة 10 دقيقة على مقياس العمل دراجة قبل إجراء الاختبارات قوة.
4. بعد الاحماء طرح هذا الموضوع على الجلوس في كرسي من المقوى. ضبط الميل، والارتفاع والعمق واتكأ، ودوران ذراع المقعد ورمح لتناسب الموضوع. استخدام اللقمة الفخذية الوحشية كمرجع ومواءمة محور الدوران في الركبة مع أن الذراع المقوى رمح. ضبط طول ذراع رمح بحيث انها مجرد الأقرب إلى الكعب الإنسي، وتأمين مع حزام. وينبغي أن يكون موضوع قادرا على أخمصي المرن بشكل مريح مع مجموعة كاملة من الحركة.
5. ترك مساحة كافية (25 ملم) بين الحافة الأمامية للمقعد والجزء الخلفي من الساق للسماح للانثناء القصوى من مفصل الركبة دون معسر أو عدم الراحة.
6. استقرار الموضوع مع الكتف، والورك والكاحل والفخذ الأشرطة. لعزل الباسطة الركبة وتجنب التورط في العضلات التبعية، فمن الضروري أن موضوع أن يستقر بشكل آمن.
7. هل لديك موضوع أداء3-5 تمديد ممارسة المناورات / ثني الركبة، ومجموعة رصد الحركة وعلامات الانزعاج التي قد تكون موجودة قبل بداية بروتوكول الانكماش، وضبط حسب الحاجة.
8. الآن أن مكونات قابلة للتعديل من المقوى يتم تركيبها بشكل صحيح لهذا الموضوع، وتسجيل ضبط الموقف مقعد وذراع رمح موقف من أجل الإعداد للتكرار في الزيارات اللاحقة.
  ملاحظة: من المهم أن هذا الموضوع هو آمنة ومريحة. وقد تم تجهيز المقوى مع زر التوقف في حالات الطوارئ على حد سواء في الموضوع والمشغل في حالة الطوارئ.
قياس قوة
1. بعد هذا الموضوع موجه بشكل صحيح في مقعد ويتم تحميل متساوي القياس البروتوكول اختبار القوة، وإرشاد الموضوع على كيفية أداء الاختبار.
  1. نقول للموضوع انه أو انها سوف التعاقد على ذراع الرافعة التي ستبقى ثابتة. أقول هذا الموضوع لمتابعة المطالبات من شاشة الكمبيوتر القيام 3 تقلصات دائم 5 ثانية EACح.
  2. أقول هذا الموضوع للحفاظ على أقصى الجهود لكل انقباض. أقول هذا الموضوع إلى التنفس أثناء الانقباضات. وطرح هذا الموضوع لعبور السلاح عبر الصدر أثناء الاختبار.
  3. بدء تشغيل بروتوكول متساوي القياس، والسماح للموضوع لممارسة اختبار مع جهد submaximal. وهذه المحاكمة ممارسة إطلاع موضوع على المحك وكذلك توفير اختبار محدد الاحماء. السماح للموضوع لممارسة اختبار 2-3 مرات.
2. مرة واحدة في الموضوع هو على استعداد، بدء الاختبار ولفظيا تشجيع هذا الموضوع لتوفير أقصى الجهود لكل انقباض.
3. عزم دوران قياسي، والطاقة، والعمل. البرنامج يحسب أيضا معامل التباين (التمثيل الإحصائي للصحة اختبار على أساس استنساخ الأداء، انخفاض قيم تشير العالي استنساخ). إذا كان معامل التباين يتجاوز 15٪، كرر الاختبار. كرر الاختبار تصل إلى 4 مرات. إذا كان الموضوع غير قادر على إنتاج معامل سو التباين أقل من 15٪ بعد 4 محاولات استخدام بيانات من مجموعة التي أسفرت عن أدنى معامل قيمة التباين.
4. السماح موضوع 2-3 دقائق للراحة، ومن ثم تحميل بروتوكول isokinetic للحصول على بيانات قوة isokinetic.
5. بعد يتم تأمين هذا الموضوع في المقعد، تعليمات حول كيفية إجراء اختبار isokinetic.
  1. أقول هذا الموضوع أنهم سوف تفعل ثلاثة تقلصات الإرشاد وانثناء ضد ذراع الرافعة التي سوف تتحرك بمعدل ثابت. أخبر موضوع الهدف هو التعاقد بنفس القوة ممكن في جميع أنحاء مجموعة كاملة من الحركة لكل الانكماش.
  2. نقول لهم ان ذراع الرافعة سوف تتوقف عندما تصل إلى نهاية مدى الحركة. وطرح هذا الموضوع لعبور ذراعيه عبر الصدر أثناء الاختبار. أذكر هذا الموضوع لا يحبسون أنفاسهم أثناء الانقباضات
    ملاحظة: على الرغم من أن البيانات التي تم جمعها من مكون انثناء من الانكماش قد لا تكون ذات فائدة للباحث، subjالنظام الأوروبي الذين يقدمون أقصى الجهود لكل من انثناء والإرشاد المناورات تميل لانتاج أفضل قوة التماسك خلال مناورة التمديد.
6. بدء الاختبار ولفظيا تشجيع هذا الموضوع لتوفير أقصى الجهود.
7. عزم دوران قياسي، والطاقة، والعمل. البرنامج يحسب أيضا معامل التباين (التمثيل الإحصائي للصحة اختبار على أساس استنساخ الأداء، انخفاض قيم تشير العالي استنساخ). إذا كان معامل التباين يتجاوز 15٪، كرر الاختبار.
  1. كرر الاختبار تصل إلى 4 مرات. إذا كان الموضوع غير قادر على إنتاج معامل التباين أقل من 15٪ بعد 4 محاولات، واستخدام البيانات من مجموعة التي أسفرت عن أدنى معامل قيمة التباين.

3. الأضرار التعريفي

واحد إلى ثلاثة أيام بعد قياسات أساسية من الجزء 2، لديها عائد الموضوع إلى المختبر للجزء الضرر تحريضبروتوكول
هل لديك موضوع الاحماء على مقياس العمل دورة لمدة 10 دقيقة في 50 حتي 150 W.
بعد الاحماء، الشرق وتأمين هذا الموضوع في المقوى باستخدام الإعدادات تعديل سجلتها في الخطوة 2.3.7، تحميل العضلات الإضرار بروتوكول ممارسة غريب الأطوار وإرشاد الموضوع على كيفية أداء التمارين بشكل صحيح.
1. أقول هذا الموضوع أنهم سوف تتعاقد على ذراع الرافعة للشروع في حركة الذراع رمح للكل انقباض. نقول للموضوع بعد أن تحرك الذراع رمح نحوهم بسعر ثابت، هدفهم هو التعاقد ضدها بنفس القوة ممكن.
2. السماح للموضوع لفهم هاندغريبس تقع على جانبي المقعد.
3. أقول هذا الموضوع إلى التنفس أثناء الانقباضات. الزفير خلال مرحلة غريب الأطوار.
عندما يكون الموضوع جاهزا، بدء تشغيل أول مجموعة من الانقباضات بواسطة الضغط على زر البدء على الشاشة.
تشجيع شفهيا هذا الموضوع للحفاظ على EF القصوىحصن لكل الانكماش.
اتبع التعليمات التي تظهر على الشاشة التي ستوجه هذا الموضوع من خلال 10 مجموعات من 10 التكرار مع فترة راحة 1 دقيقة بين مجموعات.
وبمجرد الانتهاء من 10 مجموعات تسمح موضوع 1-5 دقيقة للراحة قبل تكرار البروتوكول.
ملاحظة: الحد الأقصى لعدد مجموعات متوفرة تحت بروتوكول غريب الأطوار هو 10 ولكن هذا قد تختلف تبعا لالمقوى والبرامج المستخدمة. توفر بقية الوقت للمشغل لإعادة تحميل بروتوكول إذا لزم الأمر.
كرر الإجراء مرتين أخريين ليصبح المجموع 300 تقلصات في الغالب غريب الأطوار.

تقييم الأضرار 4. العضلات

كرر كل من Isokinetic واختبارات قوة متساوي القياس كما هو موضح في 2.4 فورا بعد ممارسة ضارة وفي 24، 48، 72، و 96 ساعة بعد.
تكرار قياس وجع كما هو موضح في الجزء 2.1 في 24، 48، 72، و 96 ساعة بعد اصابته ممارسة الرياضة. تأكد من استخدام مقياس التناظرية البصرية جديد لكلتقييم ذلك أن هذا الموضوع لا يمكن أن نرى ردودهم السابقة.
تكرار سحب الدم كما هو موضح في الجزء 2.2 لكيناز الكرياتين فحص في 48 و 120 ساعة بعد اصابته ممارسة، أو في نقاط زمنية تمليها بروتوكول تجريبي.
رسم البيانات كيناز الكرياتين، والقوة ووجع على المحور الصادي من الرسم البياني مع الزمن على المحور س.
نلاحظ كيف تنحرف هذه المتغيرات من والعودة نحو القيم الأساسية في الأيام التي تلت العملية، مشيرا إلى الضرر وإصلاح، على التوالي.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

باستخدام الأساليب المقدمة هنا، وجع خط الأساس، المصل النشاط الكرياتين كيناز، وقوة أخذت (متساوي القياس وisokinetic) القياسات في 7 شبان غير مدربين. في اليوم التالي، خضعت الموضوعات عضلة إتلاف بروتوكول انكماش غريب الأطوار المذكورة أعلاه. لتوفير مؤشرات تلف العضلات، ومتابعة تقييم قوة، ووجع والمصل النشاط كيناز الكرياتين قدمت. وقد تم قياس قوة على الفور بعد مثل جيدا 24، 48، 72، و 96 ساعة بعد التمرين. وقد تم قياس وجع 24، 48، 72، و 96 ساعة بعد التمرين. وقد تم قياس مصل كيناز الكرياتين في 48 و 120 ساعة بعد التمرين. وقد تم تحليل هذه البيانات باستخدام اتجاه واحد التدابير المتكررة تحليل التباين مع اختبارات مقارنة متعددة لDunnett لمقارنة القيم بعد ممارسة لقيمة ما قبل ممارسة الرياضة. بالمقارنة مع ما قبل العملية، متساوي القياس وقوة isokinetic وانخفضت إلى 24 و 48 ساعة بعد التمرين، على التوالي، و عاد مماثلة القيم إلى ما قبل التمرين بعد ذلك (الشكل 2). وزاد وجع كبير في 24، 48، و 72 ساعة بعد التمرين (الشكل 3). تم رفع المصل الكرياتين كيناز كبير 48 ساعة بعد التمرين (الشكل 4). ويبين الشكل 5 منحنى القوة متساوي القياس غير نمطية في الأيام التالية ممارسة ضارة.

الشكل 1: مقياس التناظرية البصرية المستخدمة لقياس وجع العضلات الرباعية الرؤوس الفخذية العضلات. وأوعز الموضوعات للقيام اثنين من يجلس القرفصاء الجسم ثم يشير على خط درجة وجع شعروا في العضلات الرباعية الرؤوس خلال مناورة القرفصاء. الباحث يقيس هذا عن طريق قياس المسافة بين علامة في ملم من نهاية عدم ألم حاد في الحجم."http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54859/54859fig1large.jpg" الهدف = "_ فارغة"> الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2: قوة متساوي القياس (أ) و 60 ^س / ق قوة isokinetic (ب) من عضلات الركبة الباسطة قبل يوم واحد (ما قبل)، وعلى الفور بعد (IMM آخر)، 24، 48، 72، و 96 ساعة بعد نوبة من 300 جهد إطالة تقلصات القصوى. يتم التعبير عن البيانات كنسبة مئوية من قيمة القوة قبل ممارسة (يعني ± SD). وقد تم تحليل البيانات مع اتجاه واحد تحليل التدابير المتكررة التباين مع الاختبار Dunnett للمقارنات متعددة. * يشير إلى اختلاف كبير من قبل (ف <0.05). ويتم تكييف هذا الرقم من المرجع ^3. الرجاء انقر هنا لعرض أكبر هاءrsion من هذا الرقم.

الشكل (3)
الشكل 3: منحنى استجابة وجع يوم واحد قبل التمرين (قبل)، وكذلك في 24، 48، 72، و 96 ساعة التالية تقلصات إطالة 300 أقصى جهد. يتم التعبير عن البيانات على نطاق وسجل ₁₀ (يعني ± SD). * يشير إلى اختلاف كبير من ممارسة ما قبل (ف <0.05). ويتم تكييف هذا الرقم من المرجع ^3. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل (4)
الشكل 4: مصل الكرياتين كيناز (CK) النشاط (يعني ± SD) قبل 24 ساعة (قبل) و 48 و 120 ساعة بعد 300 أقصى جهد إطالة تابعractions (LC). يتم عرض البيانات كما هو النسبة المئوية للقيم ما قبل ممارسة على نطاق وسجل _10. * تشير إلى اختلاف كبير من قبل (ف <0.05)، NS يشير لا يوجد فرق كبير. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الرقم 5: قوة متساوي القياس للعضلات الركبة الباسطة من موضوع واحد الذين أبدوا استجابة شاذة. قياسات القوة على الفور بعد (IMM آخر) 24، 48، لم تخفض 72، و 96 ساعة بعد نوبة من تقلصات إطالة 300 أقصى الجهود بالمقارنة مع قيمة العملية قبل (قبل) في هذا الموضوع. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

عدة خطوات حاسمة لحصول على النتائج المرجوة من هذا البروتوكول. أولا، والموضوعات يجب أن اطلع على نحو كاف لبروتوكولات الانكماش، لا سيما القياسات قوة. مما لا شك فيه أن هذا الموضوع يفهم بالضبط ما يتوقع منهم القيام به، ومنحهم فرصة لممارسة الاختبارات قوة قبل جمع البيانات. الاشخاص الذين لا أطلع على نحو كاف لهذه الإجراءات قد تظهر منحنى التعلم على مدى الأيام التالية تحريض الضرر. يمكن أن يكون هذا المتغير الخلط جعل قياسات قوة غير صالحة. ويبين الشكل 5 بيانات من شخص ربما لم اطلع صحيح. وأظهر هذا الموضوع زيادة قوة الواجبة، ربما، إلى التعلم على مدى التجربة على الرغم من ممارسة ضارة. ثانيا: قد يكون اختيار من السكان الموضوع أيضا حاسما لهذا البروتوكول. قد تختلف تلف العضلات الجهدي كثيرا من موضوع إلى موضوع اعتمادا على العديد من والجهات الفاعلة، بما في ذلك حالة تدريب الفرد. والأفراد الذين اعتادوا على ممارسة غريب الأطوار تظهر الضرر أقل بكثير بالمقارنة مع الأفراد غير معتاد. قد يكون هذا أحد الاعتبارات الهامة عند اختيار سكان الموضوع. إذا كان الباحث يرغب في مراقبة استجابة أضرار كبيرة، وسوف يبلغ عدد سكانها معتادين على ممارسة غريب الأطوار ومن المرجح أن يكون تقديم هذه النتيجة. وأخيرا، من المهم جدا أن هذا الموضوع يتم وضع باستمرار على المقوى على الزيارات المتكررة. الباحث أن يسجل ضبط الموقف لكل عنصر قابل للتعديل المقوى لكل موضوع وإعادة وضعه وفقا لذلك في كل اختبار المتابعة. وهذا سيقلل تقلب بسبب الخلافات الوضعي.

تتوفر العديد dynameters مختلفة. في حين أن الأساليب المقدمة هنا هي محددة لالمقوى ومراقبة البرامج Biodex، وهذه الأساليب يمكن تكييفها للاستخدام مع مقاييس المولدات الأخرى بعد حساب operatinز الخلافات. استخدام المقوى كما وردت هنا يوفر مزايا على بعض الطرق الأخرى المستخدمة للحث على تلف العضلات في البشر. وتشمل هذه المزايا قياس دقيق لمجموع العمل به خلال ممارسة، والسيطرة على السرعة الزاوية، وقياس بدقة القوة وقوة الخسارة. ومع ذلك، وسائل أخرى للضرر الاستقراء يمكن استخدامها في حالة عدم وجود المقوى غير متوفر أو لا يفضل. هبل وزملاء العمل ¹³ استخدام الاعتصام كرسي المتكررة وطريقة تؤدي إلى يسببها بشكل فعال تلف العضلات. في هذه الدراسة، كان أداء مواضيع إطالة تقلصات عن طريق خفض في كرسي. تستخدم Stupka وزملاء العمل ¹⁴ التقليدية الركبة ممارسة الباسطة خلالها أداء مواضيع المكون إطالة انكماش في 120٪ من مركزية أقصى تكرار واحد. انحدار تشغيل هو أيضا حافزا فعالا ليسبب تلف العضلات ^15،16. قد يكون من المفضل هذه الأساليب الأخرى من الضرر الحث إذا كان الباحثالمهتمين في مراقبة الأضرار الناجمة عن العالم الحقيقي أكثر أو التحفيز رياضة معينة أو من حركة سلسلة الحركية المغلقة. تعديل آخر لهذا البروتوكول أن الباحث قد تنظر هو تواتر اخذ عينات من الدم لقياس الكرياتين كيناز. للحصول على صورة أكبر قدر من المعلومات من مصل الكرياتين كيناز بعد ممارسة الرياضة، الباحث أن يختار لأخذ عينات الدم كل 24 ساعة لمدة خمسة إلى ستة أيام بعد الضرر. وهذا يضمن أن القيم كيناز الكرياتين في الدم الذروة لا تفويتها. كما سيؤدي ذلك إلى توفير معلومات أفضل عن طبيعة التغيرات في كيناز الكرياتين في الدم، مثل ما إذا كان منحنى يتبع أحادية أو شكل ثنائي الطور.

واحد الحد من هذا البروتوكول هو أن فقدان القوة، والمصل كيناز الكرياتين، ووجع، هي علامات غير المباشرة من الضرر. في حين دليل مباشر على الضرر يمكن ملاحظتها عن طريق الحصول على عينة العضلات وباستخدام المجهر الإلكتروني وطرق النسيجية الأخرى المستخدمة في دراسات القوارض لا كشف voluntary الضرر الناجم عن تقلص في عضلات الإنسان ^17،18. النظر في أساليب محدودة قادرة على اكتشاف مباشرة تلف العضلات في سياق الضرر الطوعي الناجم عن الانكماش في البشر، وعلامات غير المباشرة من الضرر هي من بين أفضل الخيارات ^10.

قد تتطلب جوانب كل من جمع البيانات وتحليلها استكشاف الأخطاء وإصلاحها. خلال بروتوكول ضررا العضلات، ويجب أن موضوع تحريك حركة الذراع رمح لكل انكماش غريب الأطوار. موضوع يفعل ذلك عن طريق التعاقد على ذراع ثابت في وضع الركبة الممتدة حتى يتحقق قيمة قوة عتبة الذي يسبب حركة رمح وانكماش غريب الأطوار. قيمة قوة عتبة 10٪ من قيمة عزم الدوران مبرمج في بروتوكول الانكماش (الخطوة 1.3.4.2). قد يكون الموضوعات صعوبة مواجهة قوة العتبة في تمديد موضع بداية الركبة، خصوصا بعد أن تم الانتهاء من عدة مجموعات. ويمكن للباحث أن تساعد هذا الموضوع وصول إلى عبتيeshold لبدء تقلصات عن طريق سحب على الذراع رمح. بدلا من ذلك، فإن قيمة عزم الدوران مبرمج في كل انقباض للبروتوكول (1.3.4.2) يمكن تقليل بحيث عتبة أقل. ومع ذلك، يجب ألا يتم تعيين قيمة عزم دوران منخفض جدا لأنه إذا تجاوز موضوع قيمة عزم الدوران الذراع رمح تتوقف وسوف توقف الانكماش. يجوز للطبيعة البيانات كيناز الكرياتين ووجع توفر أيضا بعض المتاعب للمحقق. وغالبا ما لا توزع عادة مجموعات البيانات هذه. كلا المتغيرات تميل إلى إظهار عدم التجانس التباين بحيث زيادة تقلب يحدث مع ارتفاع متوسط القيم. ونظرا لطبيعة هذه المتغيرات، تحول سجل في كثير من الأحيان المناسب لتطبيع التوزيعات وتجانس التباين قبل التحليل الإحصائي. بدلا من ذلك، يمكن استخدام الاختبارات غير المعلمية.

قد يكون لهذا البروتوكول تلف العضلات الناجم عن ممارسة وصفها في هذه الورقة تطبيقات واسعة. على شارع الرئيسيength من استخدام البروتوكول هو القدرة على دراسة العمليات الخلوية والجزيئية التي تحكم إصلاح العضلات، وتجديد، والتكيف مباشرة في البشر. وعلاوة على ذلك، ألم عضلات والخسائر قوة مؤقتة وغالبا ما تكون عواقب غير مرغوب فيها من ممارسة التمارين الرياضية، أو رواية. باستخدام بروتوكول الضرر القائم على ممارسة مثل وصف واحد هنا، وتقدم الباحثون نموذجا التحقق من صحة يمكن اختبار فعالية التدخلات التغذوية، نوتراسيوتيكال، أو دوائية أو غيرها من العلاجات تهدف إلى حماية ضد تأخر وجع بداية العضلات بعد ممارسة الرياضة.

وفي الختام، توضح هذه المخطوطة طريقة آمنة وموثوق بها لسبب وتحديد الناجم عن تقلص الضرر الهيكل العظمي والعضلات في البشر. ويستخدم انكماش غريب الأطوار من الباسطة الركبة التي يسيطر عليها المقوى للحث على الضرر. ويتم تقييم الأضرار العضلات noninvasively مع تأخر وجع العضلات بداية،المصل كيناز الكرياتين وفقدان القوة. في حين أن البروتوكول مكتوبة لالمقوى محددة لقياس الحث الضرر والقوة، وهذا البروتوكول يمكن تكييفها للاستخدام مع مقاييس القوة الأخرى، فضلا عن غيرها من طرق الانكماش الناجم عن الضرر جميعا.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Biodex Dynomometer	Biodex Medical Systems	850-000	Other models are available and should produce similar results
Creatine Kinase kit	Sigma-Aldrich	MAK116
Serum Vacutainers	BD Bioscience	367812
Winged safety push button blood collection set	BD Bioscience	367338
Cryogenic vials	Sigma-Aldrich	V5007	We use the 2 ml vials to store serum aliquots

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

Deyhle, M. R., et al. Skeletal Muscle Inflammation Following Repeated Bouts of Lengthening Contractions in Humans. Front. Physiol. 6, 424 (2015).
Hyldahl, R. D., et al. Extracellular matrix remodeling and its contribution to protective adaptation following lengthening contractions in human muscle. FASEB J. 29 (7), 2894-2904 (2015).
Hyldahl, R. D., Olson, T., Welling, T., Groscost, L., Parcell, A. C. Satellite cell activity is differentially affected by contraction mode in human muscle following a work-matched bout of exercise. Front. Physiol. 5, 485 (2014).
Clarkson, P. M., Kearns, A. K., Rouzier, P., Rubin, R., Thompson, P. D. Serum creatine kinase levels and renal function measures in exertional muscle damage. Med. Sci. Sports Exerc. 38 (4), 623-627 (2006).
Clarkson, P. M. Exertional rhabdomyolysis and acute renal failure in marathon runners. Sports Med. 37 (4-5), 361-363 (2007).
Seedat, Y. K., Aboo, N., Naicker, S., Parsoo, I. Acute renal failure in the "Comrades Marathon" runners. Ren. Fail. 11 (4), 209-212 (1989).
Landau, M. E., Kenney, K., Deuster, P., Campbell, W. Exertional rhabdomyolysis: a clinical review with a focus on genetic influences. J. Clin. Neuromuscul. Dis. 13 (3), 122-136 (2012).
Warren, G. L., et al. Role of CC chemokines in skeletal muscle functional restoration after injury. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 286 (5), C1031-C1036 (2004).
Zhang, J., et al. CD8 T cells are involved in skeletal muscle regeneration through facilitating MCP-1 secretion and Gr1(high) macrophage infiltration. J. Immunol. 193 (10), 5149-5160 (2014).
Cermak, N. M., Noseworthy, M. D., Bourgeois, J. M., Tarnopolsky, M. A., Gibala, M. J. Diffusion tensor MRI to assess skeletal muscle disruption following eccentric exercise. Muscle Nerve. 46 (1), 42-50 (2012).
Chen, Y. W., Hubal, M. J., Hoffman, E. P., Thompson, P. D., Clarkson, P. M. Molecular responses of human muscle to eccentric exercise. J. Appl. Physiol. 95 (6), 2485-2494 (2003).
Stasinger, S. K., Di Lorenzo, M. S. Phlebotomy Textbook. , 3rd, F.A. Davis Company. 188-203 (2011).
Hubal, M. J., Chen, T. C., Thompson, P. D., Clarkson, P. M. Inflammatory gene changes associated with the repeated-bout effect. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 294 (5), R1628-R1637 (2008).
Stupka, N., Tarnopolsky, M. A., Yardley, N. J., Phillips, S. M. Cellular adaptation to repeated eccentric exercise-induced muscle damage. J. Appl. Physiol. 91 (4), 1669-1678 (2001).
Smith, L. L., et al. Changes in serum cytokines after repeated bouts of downhill running. Appl. Physiol. Nutr. Metab. 32 (2), 233-240 (2007).
Marqueste, T., Giannesini, B., Fur, Y. L., Cozzone, P. J., Bendahan, D. Comparative MRI analysis of T2 changes associated with single and repeated bouts of downhill running leading to eccentric-induced muscle damage. J. Appl. Physiol. 105 (1), 299-307 (2008).
Crameri, R. M., et al. Myofibre damage in human skeletal muscle: effects of electrical stimulation versus voluntary contraction. J. Physiol. 583 (Pt 1), 365-380 (2007).
Yu, J. G., Malm, C., Thornell, L. E. Eccentric contractions leading to DOMS do not cause loss of desmin nor fibre necrosis in human muscle. Histochem. Cell Biol. 118 (1), 29-34 (2002).
Jamurtas, A. Z., et al. Comparison between leg and arm eccentric exercises of the same relative intensity on indices of muscle damage. Eur. J. Appl. Physiol. 95 (2-3), 179-185 (2005).

Cite this Article

Deyhle, M. R., Sorensen, J. R.,… More

Deyhle, M. R., Sorensen, J. R., Hyldahl, R. D. Induction and Assessment of Exertional Skeletal Muscle Damage in Humans. J. Vis. Exp. (118), e54859, doi:10.3791/54859 (2016).

Less

Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions

View Video