אינדוקציה הערכת נזק שרירי השלד Exertional בבני אדם

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

התכווצות מושרת ניזק לשרירים באמצעות התכווצויות אקסצנטריות (התארכות) מרצון מציע מודל מצוין לחקר הסתגלות שריר והתאוששות בבני אדם. בזאת אנו לדון את העיצוב של פרוטוקול תרגיל אקסצנטרי כדי לגרום נזק בשרירים הארבע ראשי, בסימן שינויים בחוזק, כאב, ורמות קריאטין קינז פלזמה. שיטה זו היא פשוטה, אתי ישימה נרחב שכן הוא מתבצע המשתתפים אדם מבטל את תרגום interspecies של התוצאות. נושאים לבצע 300 צירים מקסימאליים אקסצנטריים של שרירי פושטי ברך במהירות של 120 ° / sec על דינמומטר isokinetic. היקף הנזק הוא מדיד באמצעות יחסית לא פולשנית אמצעים isokinetic איזומטרי של אובדן כוח, כאב, ורמות קריאטין קינז פלזמה על פני כמה ימים בעקבות מימוש. לכן, היישום שלה יכול להיות הופנה לאוכלוסיות ספציפיות בניסיון לזהות מנגנוני שרירהסתגלות והתחדשות.

Protocol

הנהלים הבאים בהתאם לתקנים של מועצת הסקירה מוסדית האוניברסיטה בריגהם יאנג (IRB).

1. מכינים את הפרוטוקולים התכווצות

הערה: הוראות הפרוטוקול הבאות מבוססות על תוכנות Advantage Biodex. ניווט התוכנה והתפעול דינמומטר יהיה שונה אם משמשות מערכות שונות.

פרוטוקול מבחן כוח Isokinetic
1. כדי להפוך את פרוטוקול isokinetic, תוכנות שליטה דינמומטר פתוח במחשב ובחר בכרטיסייה "פרוטוקול" ולאחר מכן בחר בכרטיסייה "שיא" כפתור בסרגל הכלים בחלק העליון של המסך. בחר "ניו פרוטוקול" מתוך הרשימה הנפתחת.
2. בתיבת "לימוד סוג", בחר באפשרות "מבחן".
3. בחר את הפרמטרים הבאים מתוך תפריטים הנפתחים: בתפריט "המצב" Isokinetic בוחר. בתפריט בחר ברך "המשותף". תחת " תבנית ". רחבה / כיפוף בוחר תפריט בחר התכווצויות קונצנטריים עבור שתי תנועות הארכה כפיפות בחר." חזרות "תחת" ומסיים בזריקה "תפריט נפתח.
4. בתוכנית הכרטיסייה "חד-צדדית" 1 סט של 3 חזרות במהירות של 60 ° / sec הן משם וכלפי הצירים. לשם כך, הזן "1" בשדה "סטים #" והקלד "3" בשורה "ומסיים בזריקת רפס". לאחר מכן, הקלד 60 הן "להאיץ Away" ו "מהירות לקראת" שורות.
5. השתמש 90 ° כנקודת התייחסות אנטומי וטווח להגדיר מגבלות תנועה לכ -10 מעלות משם 110 מעלות לכיוון (0 ° = הרחבה מלאה, 135 ° = מלא כיפוף) .כדי לעשות זאת, בחר בלחצן "להגדיר ROM" בצד שמאל של המסך. כייל את המנוף זרוע כך 90 ° הוא מקביל לרצפה (כמצוין באמצעות מחוון זווית מנוף זרוע הניתן על מסך המחשב). לאחר מכן, באמצעות 90 ° כמו מחדש אנטומייםנקודת ference, לקבוע את טווח מגבלות תנועה לכ -10 מעלות משם 110 מעלות לכיוון (0 ° = הרחבה מלאה, 135 ° = כיפוף מלא).
  הערה: הגדרות הזווית המשותפות הניתנות כאן עדיפים, אולם ההגדרות האלה צריכות להיות שונים על בסיס כל מקרה לגופו במיוחד כשעובד עם נושאים עם מום כיפוף קבוע או הגבלה אחרת.
6. שם הפרוטוקול בתחום "התיאור" על בפינה השמאלית התחתונה של המסך ובחר את לחצן לשמור על שורת תפריטים העליונה.
פרוטוקול מבחן כוח איזומטרי
1. חזור על שלבים 1.1.1 להתחיל לבצע פרוטוקול איזומטרי.
2. בחר באפשרות "מבחן" מן התיבה "לימוד סוג".
3. בחר את הפרמטרים הבאים מתוך התפריטים הנפתחים: בתפריט "מצב" בחר "איזומטרי". בתפריט "המשותף" לבחור "ברך". בתפריט "תבנית" באפשרות "תוסף / כיפוף". תחת "Contractioכיוון n "בתפריט ובחר" משם ". ב" ומסיים בזריקת "בתפריט ובחר" חזרות ".
4. תכנית מבחן עם 1 סט של 3 התכווצויות איזומטרי שנמשכו 5 שניות כל אחד מזווית משותפת של 70 מעלות. לשם כך, הקלד "1" בשדה "פוזיציות" בכרטיסייה "חד-צדדית". בעמודת עמדת מס '1, הקלד "3" בשורת "End ידי רפס". בשורה שכותרתה "זווית" לבחור "70".
5. בחר 90 ° כנקודת התייחסות אנטומית ובתקרת האורחים ל 70 מעלות.
6. שם הפרוטוקול בתחום "התיאור" על בפינה השמאלית התחתונה של המסך ובחר את לחצן לשמור על שורת תפריטים העליונה.
שרירים הפגיעים אקסצנטרי תרגיל פרוטוקול
1. כדי להפוך את פרוטוקול תרגיל אקסצנטרי, תוכנות שליטה דינמומטר פתוח במחשב ובחר בכרטיסייה "פרוטוקול". לאחר מכן בחר את הכרטיסייה "שיא" כפתור בסרגל הכלים בחלק העליון של המסך. כעת לחץ על "ניו פרוטוקול &# 34; מתוך הרשימה הנפתחת.
2. בחר באפשרות "תרגיל" מהתיבה "לימוד סוג".
3. בחר את הפרמטרים הבאים מתוך התפריטים הנפתחים: בתפריט "מצב" בחר "isokinetic". בתפריט "המשותף" לבחור "ברך". בתפריט "תבנית" לבחור "הרחבה / כיפוף". בתפריט "התכווצות" לבחור "Con / ECC".
4. בכרטיסיה "חד-צדדית", תוכנית 10 סטים של 10 חזרות במהירויות של 180 ° / sec משם 120 ° / sec כלפי עם 60 שאר שניות בין סט לסט.
  1. הקלד "10" בשדה "סטים #".
  2. בעמודה הראשונה (שכותרתו # 1), הקלד "10" בשורה שכותרתו "End ידי רפס". לאחר מכן הקלד "180" בשורה הבאה שכותרתו "ולנוס על נפשם". בשורה הבאה שכותרתו "מהירות לקראת", מסוג "120". בשורה שכותרתה "מומנט", סוג 200 עד 600 תלוי בכוחו הצפוי של היםubject.
  3. חזור על שלב 1.3.4.2 עבור ערכות # 2 עד 10 #.
  4. סוג 60 "זמן המנוחה לפי סעיפים" שדה.
5. הקלד 90 ° לתחום "הפניה אנטומי".
6. בחר את כפתור "קבע ROM" בצד שמאל של המסך וטווח להגדיר מגבלות תנועה עד 40 ° משם 110 מעלות לכיוון (0 ° = הרחבה מלאה, 135 ° = כיפוף מלא). הגדרות אלה מספקים את טווח התנועה שדרכו הנושא חייב לספק התנגדות נגד הזרוע של דינמומטר. כאמצעי זהירות ובטיחות, דינמומטר יפסיק לנוע אם הנושא מפסיק לספק התנגדות בתוך טווח נתון זה של תנועה.
  1. כדי להגדיר את טווח התנועה, בחר בלחצן "להגדיר ROM" בצד שמאל של המסך. כייל את המנוף זרוע כך 90 ° הוא מקביל לרצפה (כמצוין באמצעות מחוון זווית מנוף זרוע הניתן על מסך המחשב). לאחר מכן, באמצעות 90 ° כנקודת התייחסות אנטומית, set בטווח של גבולות בתנועה עד 40 ° משם 110 מעלות לכיוון (0 ° = הרחבה מלאה, 135 ° = כיפוף מלא).
    הערה: הגדרות זווית משותפות אלו הן הצעות נושא בריא טיפוסי. אלה צריכים להיות שונה כדי להתאים את היכולות מאדם אחד למשנהו.
7. שם פרוטוקול בתחום "תיאור" ובחר את כפתור "שמור" בסרגל הכלים העליון.

2. מדידות Baseline

מדידות כאב
1. הפוך בסקאלה ויזואלית אנלוגית על ידי ציור קו 100 מ"מ אופקית על פני הדף.
2. בצד שמאל של הקו לציין "אין כאב" ובצד הימני של הקו מצביעים "כאב אקסטרים" (איור 1). שיטה זו משמשת בדרך כלל כדי להעריך עיכוב הופעת שריר כאב ^1,10,11.
3. הדרך את הנושא כדי לעשות שני סקוואט משקל גוף. בצע הוא סקוואט בזרועות שנערך straight בחוץ מול הכתפיים והרגליים ברוחב הכתפיים. עומק פרופר הוא הגיע כאשר הרגליים העליונות הם מקבילים לרצפה לפני שחזרתי את מיקום ההתחלה.
4. שאל את הנושא כדי לציין את עוצמת הכאב הוא או היא מורגשת הארבעה femoris שרירים במהלך סקוואט על ידי ציור קו אנכי בנקודה המתאימה על סקלת האנלוגי ויזואלית.
5. לכמת את הרמה של הסובייקט כאב על ידי מדידת המרחק במילימטרי המסוף ללא כאב של סקל האנלוגי ויזואלית הסימן של הנושא.
סרום קריאטין קינאז
זהירות: יש להשתמש בכפפות מגן לפני הטיפול דם להשליך מחטים מיד לאחר השימוש במיכל החדים לפי החולים או מדיניות האוניברסיטה.
1. בצע את הליכי phlebotomy סטנדרטיים לסגת דם מאזור antecubital של זרוע הנושא בתנאי צום להשיג 5 עד 6 מיליליטר של דם ^12.
2. צנטריפוגהדגימת דם ב 15 XG במשך 15 דקות ב 3 ° C להפריד בסרום מתאי הדם.
3. בעזרת פיפטה העברה, להעביר את המדגם סרום לתוך צינור microcentrifuge שכותרתו כראוי עבור נקודת נושא וזמן.
4. חנות המדגם ב -80 ° C לשימוש מאוחר יותר.
5. Assay דגימות הסרום עבור פעילות קינאז קריאטין באמצעות ערכה זמינה מסחרי על פי הפרוטוקול של היצרן. לחלופין, דגימות הסרום יכולות להיות מועברות למעבדת אבחון רפואית מקומית לניתוח.
הכנת נושא
1. ארבעים ושמונה שעות לפני ביקורו של הנושא, להורות להם להימנע מפעילות גופנית מאומצת או רגילה, לא סטרואידיות נוגדות דלקת ואלכוהול.
2. כאשר הנושא מגיע, לאסוף משקל, גובה, מין, והדומיננטיות רגל מידע לפני ההתקנה. רגל דומיננטית יכול להיקבע על ידי לשאול את הנושא שאיתו רגל הם היו בוחרים לבעוט בכדור.
3. יש subject להתחמם ב 50 עד 150 וואט במשך 10 דקות על ergometer אופניים לפני ביצוע בדיקות חוזק.
4. לאחר החימום לשאול את הנושא לשבת בכיסא של דינמומטר. התאם את ההטיה, גובה, עומק, להישען, והסיבוב של זרוע המושב פיר כדי להתאים את הנושא. השתמש condyle הירך לרוחב כהפניה וליישר ציר הסיבוב של הברך עם זה של הזרוע פיר דינמומטר. התאם את אורך מוט זרוע כך שזה רק הפרוקסימלי malleolus המדיאלי, ובטוח עם רצועה. נושא אמור להיות מסוגל plantar flex בנוחות עם טווח תנועה מלא.
5. השאר מספיק מקום (25 מ"מ) בין הקצה הקדמי של המושב האחורי של הרגל כדי לאפשר כיפוף מקסימאלי של מפרק הברך בלי לצבוט או אי נוחות.
6. ייצב נושא עם כתף, ירך, רצועות קרסול וירך. כדי לבודד את פושטי הברך ולהימנע ממעורבות שריר עזר, זה הכרחי כי הנושא להיות מיוצב באופן מאובטח.
7. יש הנושא לבצע3-5 הרחבה בפועל / כיפוף תמרונים של הברך, מגוון צג של תנועה סימני סבל שעלול להתקיים לפני תחילת פרוטוקול התכווצות, ולהתאים לפי הצורך.
8. עכשיו שהרכיבים מתכווננת של דינמומטר מצוידים כראוי לנושא, להקליט את מיקום הגדרות מיקום מושב פיר זרוע להתקנת דיר בביקורים הבאים.
  הערה: חשוב שהנושא הוא בטוח ונוח. דינמומטר מצויד כפתור עצירת חירום הוא בנושא ומפעיל במקרה חירום.
מדידת חיל
1. אחרי הנושא מכוון כראוי במושב ופרוטוקול מבחן כוח איזומטרי נטען, להורות את הנושא על איך לבצע את הבדיקה.
  1. תגיד את הנושא כי הוא או היא תהיה הקבלנות נגד זרוע המנוף כי תישאר נייח. תגיד בכפוף פעלו לפי ההנחיות של מסך המחשב עושה 3 התכווצויות שנמשכות 5 EAC שניותח.
  2. ספר בנושא לשמור מאמץ מקסימאלי עבור כל ציר. ספר בנושא לנשום במהלך הצירים. שאל את הנושא לחצות את זרועותיהם על החזה במהלך הבדיקה.
  3. התחל בפרוטוקול איזומטרי ולאפשר הנושא לתרגל את הבדיקה עם מאמץ submaximal. משפט נוהג זה יהיה להכיר את הנושא במבחן וכן לספק מבחן ספציפי חימום. אפשר הנושא לתרגל את הבדיקה 2 עד 3 פעמים.
2. פעם הנושא הוא מוכן, להתחיל בבדיקה ומילולית לעודד את הנושא לספק מאמץ מקסימאלי עבור כל ציר.
3. מומנט, כוח שיא, ועבודה. התוכנה גם מחשבת את המקדם שונה (ייצוג סטטיסטי של תוקף בדיקה מבוסס על שחזור של הישגים, ערכים נמוכים מצביעים על שחזור גבוה). אם מקדם שונה עולה על 15%, לחזור על הבדיקה. חזור על הבדיקה עד 4 פעמים. אם הנושא אינו מסוגל לייצר מקדם oשונה ו פחות מ -15% לאחר 4 ניסיונות להשתמש בנתונים מהסט שלה ניב קדם הנמוכה ביותר של ערך שונה.
4. אפשר הנושא שתיים עד שלוש דקות לנוח, ולאחר מכן טען את פרוטוקול isokinetic להשיג נתוני כוח isokinetic.
5. אחרי הנושא מאובטח במושב, להורות על איך לבצע את הבדיקה isokinetic.
  1. תגיד את הנושא שהם יעשו שלוש התכווצויות הארכה כפיפות כנגד זרוע המנוף כי תעבור בשיעור קבוע. ספר בנושא המטרה היא להתכווץ כמו בכוח ככל האפשר בכל הטווח השלם של תנועה עבור כל ציר.
  2. תגיד להם את זרוע המנוף תפסיק כאשר הם מגיעים סוף את טווח התנועה. שאל את הנושא לחצות את זרועותיו על החזה במהלך הבדיקה. זכר הנושא לא לעצור את הנשימה שלהם במהלך הצירים
    הערה: בעוד הנתונים שנאספו ממרכיב הכיפוף של ההתכווצות לא יעניינו החוקר, subjects המספק מאמץ מקסימאלי הוא תמרוני הכיפוף וההרחבה נוטה להניב עקביות כוח טובה יותר במהלך התמרון הרחב.
6. הפעל את הבדיקה ומילולית לעודד את הנושא לספק מאמץ מקסימאלי.
7. מומנט, כוח שיא, ועבודה. התוכנה גם מחשבת את המקדם שונה (ייצוג סטטיסטי של תוקף בדיקה מבוסס על שחזור של הישגים, ערכים נמוכים מצביעים על שחזור גבוה). אם מקדם שונה עולה על 15%, לחזור על הבדיקה.
  1. חזור על הבדיקה עד 4 פעמים. אם הנושא אינו מסוגל לייצר מקדם שונה פחות מ -15% לאחר 4 ניסיונות, להשתמש בנתונים מהסט שלה ניב קדם הנמוכה ביותר של ערך שונה.

אינדוקציה 3. פגיעה

אחד עד שלושה ימים לאחר מדידות הבסיס של חלק 2, לקבל את התמורה בכפוף במעבדה עבור החלק אינדוקציה נזק שלפרוטוקול
יש החימום הנושא על ergometer מחזור במשך 10 דקות ב 50 עד 150 W.
לאחר החימום, להתמצא ולאבטח את הנושא דינמומטר באמצעות הגדרות התאמה רשמה בשלב 2.3.7, לטעון את השריר נזק פרוטוקול תרגיל אקסצנטרי ולהנחות את הנושא על איך לבצע את התרגיל כמו שצריך.
1. תגיד את הנושא שהם יתכווצו נגד זרוע המנוף ליזום את תנועת הזרוע הפירית לכל התכווצות. תגיד את הנושא כי כזרוע הפירית ומתקרבת אליהן בשיעור קבוע, המטרה שלהם היא להתכווץ נגדה בכוח ככל האפשר.
2. אפשר הנושא לתפוס את הידיות ממוקם משני צדי המושב.
3. ספר בנושא לנשום במהלך הצירים; לנשוף במהלך השלב האקסצנטרי.
כאשר הנושא הוא מוכן, להתחיל את הסט הראשון של צירים על ידי לחיצה על הכפתור התחל על המסך.
מילולית לעודד את הנושא לשמור EF המקסימאלימבצר עבור כל ציר.
פעל בהתאם להנחיות שעל המסך אשר ינחו את הנושא באמצעות 10 סטים של 10 חזרות עם תקופת מנוחה 1 דקות בין סט לסט.
לאחר 10 סטים הושלמו לאפשר הנושא 1 עד 5 דקות לנוח לפני חזרה על הפרוטוקול.
הערה: המספר המרבי של ערכות הזמינות תחת הפרוטוקול האקסצנטרי הוא 10 אולם זה עשוי להשתנות תלוי דינמומטר והתוכנה בשימוש. שאר מספק זמן למפעיל כדי לטעון מחדש את פרוטוקול במידת הצורך.
חזור על התהליך פעמים נוספות עבור סכום כולל של 300 צירים אקסצנטריים בעיקרה.

הערכה שריר נזק 4.

חזור על שני Isokinetic ובדיקות כוח איזומטרי כמתואר 2.4 מיד לאחר פעילות גופנית מזיקה ובגיל 24, 48, 72, ו -96 שעות לאחר.
חזור על המדידה כאב כמתואר חלק 2.1 ב 24, 48, 72, ו -96 שעות לאחר פעילות גופנית נזק. הקפד להשתמש בסולם אנלוגי ויזואלי חדש עבור כלהערכה כך שהנושא לא יכול לראות בתגובות הקודמות שלהם.
חזור על לקיחת הדם כמתואר חלק 2.2 עבור assay קריאטין קינז ב -48 ו -120 שעות לאחר פגיעה גופנית, או בנקודות זמן מוכתב על ידי פרוטוקול הניסוי.
העלילה קריאטין קינז, נתוני כוח וכאב על ציר y של גרף נגד הזמן על ציר ה- x.
שימו לב כיצד משתנים אלה לסטות ולחזור לכיוון ערכי הבסיס בימים שלאחר פעילות גופנית, מה שמצביע על נזק ותיקון, בהתאמה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

באמצעות השיטות שהוצגו כאן, כאב הבסיס, פעילות קינאז קריאטין סרום, וכוח (איזומטרי isokinetic) מדידות צולמו 7 צעירים לא מאומנים. למחרת, הנושאים עברו השריר נזק פרוטוקול כיווץ אקסצנטרי שתוארו לעיל. כדי מדדים שונים של נזק לשרירים, מעקב הערכות של כוח, כאב ו פעילות קינאז קריאטין סרום נעשו. כוח נמדד מייד לאחר וכן 24, 48, 72, ו -96 שעות לאחר פעילות גופנית. כאב נמדד 24, 48, 72, ו -96 שעות לאחר פעילות גופנית. קריאטין קינז סרום נמדד ב 48 ו -120 שעות לאחר פעילות גופנית. נתונים אלה נותחו באמצעות ניתוח מדידות חוזרות חד סטרי שונה עם בדיקות ההשוואה המרובות של Dunnett להשוות ערכים שלאחר אימון לערך לפני האימון. לעומת האימון מראש, איזומטרי וכוח isokinetic הוקטנה מתוך 24 ו -48 שעות שלאחר האימון, בהתאמה, חזר לפני אימון ערכים דומים ואילך (איור 2). כאב הוגדל באופן משמעותי ב -24, 48, ו -72 שעות לאחר פעילות גופנית (איור 3). קריאטין קינז סרום היה גבוה באופן משמעותי 48 שעות לאחר פעילות גופנית (איור 4). איור 5 מראה עקום כוח איזומטרי טיפוסית בימים שלאחר פעילות גופנית מזיקה.

איור 1
איור 1: סקלה אנלוגית ויזואלית בשימוש לכמת כאבי שרירים של שריר הארבע ראשי femoris השרירים. נושאים מונחים לעשות שני סקוואט במשקל ולאחר מכן עולים על קו מידת כאב שחש בשרירים הארבעה במהלך התמרון הגוץ. החוקר מכמת זו על ידי מדידת המרחק של סימן מ"מ מהקצה ללא כאב של הסקאלה."Http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54859/54859fig1large.jpg" target = "_ blank"> לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 2: כוח איזומטרי (א) ו 60 ^o / s כוח isokinetic (B) של השרירים פושטי הברך יום אחד לפני (מראש), מיד לאחר (פוסט IMM), 24, 48, 72, ו -96 שעות לאחר התקף של 300 צירים מתארכים מאמץ מקסימאלי. הנתונים באים לידי ביטוי כאחוז משווי כוח לפני האימון (ממוצע ± סטיית תקן). נתונים נותחו עם ניתוח חד סטרי מדידות חוזרות של שונה עם המבחן של Dunnett להשוואות מרובות. * מציין הבדל משמעותי בין מראש (p <0.05). נתון זה הוא עיבוד התייחסות ^3. אנא לחץ כאן כדי להציג גדול version של נתון זה.

איור 3: עקומת תגובת כאב יום אחד לפני הפעילות גופנית (מראש) וכן ב 24, 48, 72, ו -96 שעות לאחר 300 צירים מתארכים מאמץ מקסימאלי. הנתונים באים לידי ביטוי על סקלה לוגריתמית ₁₀ (ממוצע ± סטיית תקן). * מציין הבדל משמעותי ממימוש מראש (p <0.05). נתון זה הוא עיבוד התייחסות ^3. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 4: קריאטין קינז סרום (CK) פעילות (ממוצע ± סטיית תקן) 24 שעות לפני (מראש), 48 ו -120 שעות לאחר 300 המשך התארכות מאמץ המקסימאליractions (LC). נתונים מוצגים כאחוז הערכים לפני אימון על סולם ₁₀ יומן. * מציין הבדל משמעותי בין מראש (p <0.05), ns מציין שאין הבדל משמעותי. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 5: כוח איזומטרי של השרירים פושטי הברך של נושא זה שהראה תגובה טיפוסית. מדידות חיל מייד אחרי (פוסט IMM) 24, 48, 72, ו -96 שעות לאחר התקף של 300 צירים מתארכים מאמץ מקסימאלי לא הוקטנו לעומת התרגיל מראש הערך (מראש) בנושא זה. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

כמה שלבים קריטיים לקבלת התוצאות הרצויות של פרוטוקול זה. ראשית, נושאים חייבים להתמצא כראוי לפרוטוקולי ההתכווצות, במיוחד מדידות הכח. הקפד שהנושא מבין בדיוק מה הם צפויים לעשות ולתת להם הזדמנות לתרגל את בדיקות חוזק לפני איסוף הנתונים. נושאים שאינם להכיר כראוי עם נהלים אלה עשויים להציג עקומת למידה במהלך הימים הבאים אינדוקציה נזק. זה יכול להיות משתנה מבלבל טיוח מדידות הכח חוקי. איור 5 מציג נתונים מאדם שאולי לא להכיר כראוי. נושא זה הראה הגדלת כוח בשל, אולי, כדי ללמוד על מהלך הניסוי למרות התרגיל המזיק. שנית, הבחירה של האוכלוסייה הנושאת עשויה גם להיות קריטית פרוטוקול זה. נזק לשרירים Exertional עשוי להשתנות במידה רבה מנושא לנושא בהתאם f רביםשחקנים, כולל מצב מאומן של הפרט. אנשים רגילים תרגיל אקסצנטרי יראה הרבה פחות נזק בהשוואה לאנשים רגילים. זה עשוי להיות שיקול חשוב בעת בחירת אוכלוסייה נושאת. אם חוקר מעוניין התבוננות תגובת ניזק גדולה, אוכלוסייה רגילה תרגיל האקסצנטרי תהיה סיכוי טוב ביותר לספק את התוצאה הזאת. לבסוף, זה קריטי, כי הנושא ממוקם באופן עקבי על דינמומטר על הביקורים החוזרים. החוקר צריך להקליט את הגדרות המיקום עבור כל רכיב מתכווננת של דינמומטר לכל נושא למקם אותו בהתאם לכל בדיקה ומעקב. זה יהיה למזער השתנות עקב הבדלים יציבים.

Dynameters השונה זמין. בעוד השיטות המובאות כאן הן ספציפיות לתוכנה דינמומטר ובקר Biodex, שיטות אלה יכולים להיות מותאמות לשימוש עם דינמו מטרי אחר לאחר שנלקח בחשבון operatinהבדלים גרם. השימוש דינמומטר כפי שהוצגו כאן מספק יתרונות על פני שיטות אחרות המשמשים כדי לעודד נזק לשרירים אצל בני אדם. יתרונות אלה כוללים לכימותי העבודה מדויק של כלל נעשתה במהלך התרגיל, שליטת מהירות הזוויתית, ומדידת אובדן כוח וכוח במדויק. עם זאת, שיטות אחרות של אינדוקציה נזק יכול לשמש במקרה דינמומטר אינו זמין או לא העדיף. Hubal ועמיתים לעבודה ¹³ השתמשו לשבת בכיסא חזר ושיטת לידי המושרה ביעילות נזק לשרירים. במחקר זה, הנבדקים ביצעו הארכת התכווצויות ידי הפחתת לתוך כיסא. Stupka ועמיתים לעבודה ¹⁴ השתמשו בתרגיל ברך פושטים המסורתי במהלכה הנבדק בצע את רכיב ההתארכות של ההתכווצות ב 120% לכל היותר אחד חזרה קונצנטריים. רץ במורד הגבעה הוא גם גירוי יעיל לגרום נזק לשרירים ^15,16. שיטות אחרות אלה האינדוקציה נזק עשוי להיות מועדף אם החוקר הואמעוניין התבוננות ניזק מתוך יותר בעולם אמיתי או גירוי ספציפי-ספורט או מתנועת שרשרת קינטית סגורה. שינוי נוסף לפרוטוקול זה שהחוקר יכול לשקול הוא תדר דגימת דם למדידת קריאטין קינז. כדי לקבל את התמונה אינפורמטיבי ביותר של שלאחר האימון קינאז סרום קריאטין, החוקר יכול לבחור לקחת דגימות דם כל 24 שעות במשך חמישה עד שישה ימים לאחר נזק. פעולה זו תבטיח כי ערכי קריאטין קינז בסרום השיא אינם החמיצו. כמו כן זה יהיה לספק מידע איכותי יותר בדבר מהות השינויים של קריאטין קינז בסרום, כגון האם העקום כדלקמן מונה או צורת biphasic.

מגבלה אחת של פרוטוקול זה היא כי אובדן הכח, קריאטין קינאז בדם, ואת הכאב, הם סימני עקיפה של ניזק. בעוד הוכחה לנזק ישיר יכול להיות שנצפו על ידי קבלת דגימת שריר באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים, שיטות היסטולוגית אחרים המשמשים מחקרים במכרסמים אינם מזהים voluהתכווצות המושרה ntary נזק בשריר האדם ^17,18. בהתחשב השיטות המוגבלות מסוגלות לאתר ישירות ניזק לשרירים בהקשר של ניזק נגרם התכווצות מרצון בבני אדם, סמנים עקיפים של ניזק הם בין האפשרויות הטובות ביותר ^10.

היבטים של שני איסוף הנתונים והניתוח עשויים לדרוש פתרון בעיות. במהלך פרוטוקול מזיק השריר, הנושא חייב לעורר את התנועה של הזרוע הפירית לכל כיווץ אקסצנטרי. הנושא עושה זאת על ידי כיווץ נגד הזרוע הנייחת במצב ברך מורחב עד ערך כוח הסף הוא נפגש אשר מפעיל התנועה הפירית ואת הכיווץ האקסצנטרי. שווי כוח הסף הוא 10% משווי מומנט programed לפרוטוקול התכווצות (שלב 1.3.4.2). נושאים עלולים להתקשות בעמידת כוח הסף את מיקום התחלת ברך המורחב, במיוחד לאחר מספר סטים הושלמו. החוקר יכול לעזור בנושא להגיע threshold ליזום את הצירים על ידי משיכת זרוע פיר. לחלופין, ערך המומנט programed לתוך כל התכווצות של הפרוטוקול (1.3.4.2) יכול להיות מופחת, כך הסף נמוך. עם זאת, ערך המומנט אין לקבוע הערך נמוך מדי, כי אם הנושא עולה על ערך מומנט הזרוע הפירית תפסיק ואת ההתכווצות תופרע. אופי נתוני קינאז וכאב קריאטין עשויים גם לספק קצת צרות החוקר. ערכות נתונים אלה בדרך כלל לא מתפלג נורמלית. שני המשתנים נוטים להראות שאינו שונויות כך השתנות מוגברת מתרחשת עם ערכים ממוצעים גבוהים יותר. בשל אופיו של משתנים אלה, טרנספורמציה יומן הוא לעתים קרובות המתאים לנרמל את הפצות homogenize השונות לפני ניתוח סטטיסטי. לחלופין, בדיקות פרמטרית ניתן להשתמש.

פרוטוקול נזק לשרירים שנגרם כתוצאה מפעילות גופנית המתואר במאמר זה יכול להיות יישומים רחב. רח העיקריength של באמצעות הפרוטוקול הוא הפוטנציאל לחקור את התהליכים התאיים ומולקולריים השולטים תיקון רקמות שריר, התחדשות, והתאמה ישירות בבני אדם. יתר על כן, כאבי שרירי תגובה מאוחרים והפסדי כוח זמניים בדרך כלל לתוצאות לא רצויות של פעילות גופנית מאומצת, או רומן. באמצעות פרוטוקול נזק מבוססי תרגיל כמו זה המתואר כאן, החוקרים סיפקו מודל תוקף יכול לבדוק את האפקטיביות של התערבויות תזונתיות, נוטרה, או תרופתי או טיפולים אחרים שנועדו להגן מפני כאבי שרירים תגובה מאוחרת לאחר פעילות גופנית.

לסיכום, כתב היד הזה מתאר שיטה בטוחה ואמינה לגרום ולכמת נזק שרירי השלד הנגרמת התכווצות בבני אדם. היא משתמשת התכווצויות אקסצנטריות של פושטי הברך הנשלטות על ידי דינמומטר כדי לגרום ניזק. ניזק לשרירים נבחן פולשנית עם כאבי שרירי תגובה מאוחרים,קריאטין קינז בדם ואת אובדן כוח. בעוד פרוטוקול כתוב על דינמומטר ספציפיות מדידות כוח ואינדוקציה נזק, פרוטוקול זה יכול להיות מותאם לשימוש עם דינמו מטרי אחרים, כמו גם מצבים אחרים של נזק הנגרם התכווצות הכל ביחד.

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