الاستقراء وتقييم الأضرار الجهدي الهيكل العظمي والعضلات في البشر

الهدف العام من هذا الإجراء هو تحفيز وقياس التلف العضلي الهيكلي الناتج عن الجهد في العضلات رباعية الرؤوس الفخذية لدى البشر بشكل آمن باستخدام انقباضات لا مركزية اختيارية. يمكن أن يساعد بروتوكول تلف العضلات هذا الباحثين في الإجابة على أسئلة محورية تتعلق بآليات تكييف العضلات وتجددها بعد الإصابة. وتتمثل الميزة الرئيسية لهذه التقنية في أنها تمكننا من دراسة عمليات تكييف العضلات لدى البشر، مما يلغي الحاجة إلى نقل النتائج بين الأنواع المختلفة.

بينما يمكن استخدام هذه الطريقة لدراسة تلف العضلات في سياق التمارين الرياضية، يمكن استخدامها أيضاً لدراسة التلف الناتج عن الإصابات الواضحة. سيقوم جيك سورينسن، وهو طالب دكتوراه من مختبري، باستعراض هذا الإجراء. ولإنشاء بروتوكول اختبار القوة الحركية المتساوية، ابدأ بفتح برنامج التحكم في جهاز الدينامومتر على الكمبيوتر.

اختر بروتوكولاً جديداً من القائمة المنسدلة، ثم في علامة التبويب أحادية الجانب (unilateral tab)، قم ببرمجة مجموعة واحدة من ثلاث تكرارات بسرعة 60 درجة في الثانية لكل من الانقباضين المبتعد والمقترب، وذلك بإدخال الرقم واحد في حقل عدد المجموعات (number sets)، وكتابة الرقم ثلاثة في صف النهاية حسب التكرارات (end by reps)، وكتابة الرقم 60 في صفي السرعة المبتعدة (speed away) والسرعة المقتربة (speed toward). بعد ذلك، قم بإنشاء اختبار قوة متساوي القياس (isometric strength test) يتكون من مجموعة واحدة من ثلاثة انقباضات متساوية القياس تستغرق خمس ثوانٍ لكل منها عند زاوية مفصل تبلغ 70 درجة، وذلك بكتابة الرقم واحد في حقل الوضعيات (positions) في علامة التبويب أحادية الجانب وكتابة الرقم ثلاثة في صف النهاية حسب التكرارات (end by reps) تحت عمود الوضع الأول (position one). ثم اختر 70 في الصف المسمى الزاوية (angle).

بعد ذلك، قم ببرمجة بروتوكول تمرين التمركز اللامركزي المسبب لتلف العضلات من خلال النقر فوق علامة التبويب "unilateral" وكتابة 10 في حقل عدد المجموعات (number of sets). وفي العمود الأول، اكتب 10 في الصف المسمى "end by reps". ثم اكتب 180 في الصف التالي المسمى "speed away" و120 في الصف المسمى "speed toward".

أخيراً، في الصف المسمى عزم الدوران، اكتب 200 إلى 600 اعتماداً على القوة المتوقعة للشخص الخاضع للتجربة، وأدخل 60 في الحقل المسمى وقت الراحة بالثواني. ابدأ بإنشاء مقياس تماثلي بصري عن طريق رسم خط بطول 100 مليمتر أفقياً عبر الصفحة. وعلى الجانب الأيسر من الخط، حدد "لا يوجد ألم"، وعلى الجانب الأيمن من الخط، حدد "ألم شديد".

بعد ذلك، اصطحب الشخص الخاضع للاختبار إلى غرفة الاختبار، واطلب منه أداء تمرين القرفصاء بوزن الجسم مرتين لجمع قياسات الألم المرجعية. يتم تنفيذ تمرين القرفصاء مع مد الذراعين بشكل مستقيم أمام الكتفين، وبقاء القدمين باتساع الكتفين، ويتم الوصول إلى العمق المناسب عندما تصبح الساقين العلويتين موازيتين للأرض. ثم اطلب من الشخص تحديد شدة الألم الذي شعر به في عضلات quadriceps femoris أثناء تمرين القرفصاء عن طريق رسم خط عمودي في النقطة المناسبة على المقياس التناظري البصري.

أخيرًا، قم بقياس مستوى الألم لدى الأشخاص الخاضعين للدراسة عن طريق قياس المسافة بالمليمترات من طرف "عدم وجود ألم" في المقياس التناظري البصري وصولاً إلى العلامة التي وضعها الشخص. بعد إحماء قصير على دراجة تمارين مجهدية، اطلب من الشخص الجلوس على كرسي جهاز الدينامومتر. اضبط إعدادات موضع الدينامومتر بحيث يتطابق المحور الدوراني للركبة مع محور ذراع الرافعة، ثم قم بتثبيت الساق بذراع العمود.

سجل هذه الإعدادات لضمان إمكانية تكرار عملية الضبط في المستقبل. قم بتثبيت الشخص الخاضع للتجربة باستخدام أحزمة الكتف والورك والكاحل والفخذ. بعد ذلك، أخبر الشخص الخاضع للتجربة بأنه سيقوم بالانقباض ضد ذراع الرافعة التي ستظل ثابتة.

يجب عليك توجيه الشخص الخاضع للاختبار وفقاً للإرشادات التي تظهر على شاشة الكمبيوتر لإتمام ثلاث انقباضات تستغرق كل واحدة منها خمس ثوانٍ. ابدأ بروتوكول القياس المتساوي القياس (isometric protocol) على الكمبيوتر. حدد نطاقات المدى الحركي (ROM)، وقم بمعايرة مقياس القوة (dynamometer)، واسمح للشخص بممارسة الاختبار من مرتين إلى ثلاث مرات بجهد دون الأقصى من أجل تعريفه على كيفية إجراء الاختبار.

بمجرد أن يصبح الشخص المستهدف جاهزاً، اطلب منه تقاطع ذراعيه على صدره. ابدأ الاختبار، وشجع الشخص شفهياً على بذل أقصى جهد ممكن في كل انقباض عضلي. قم بتسجيل قياسات الخط الأساسي لكل من عزم الدوران، والقدرة، والشغل.

اترك الخاضع للاختبار ليرتاح لمدة دقيقتين إلى ثلاث دقائق، ثم قم بتحميل بروتوكول اختبار القوة متساوية القياس (isokinetic strength test) على جهاز الكمبيوتر. أخبر الخاضع للاختبار بأنه سيقوم بثلاث انقباضات بسط وثني ضد ذراع الرافعة التي ستتحرك بمعدل ثابت. وضح له أن ذراع الرافعة ستتوقف عند وصوله إلى نهاية نطاق الحركة، وأن الهدف هو الانقباض بأقصى قوة ممكنة طوال نطاق الحركة الكامل لكل انقباضة.

بعد إجراء بضع اختبارات تدريبية دون الحد الأقصى لتعريف الشخص الخاضع للاختبار، اطلب منه تقاطع ذراعيه فوق صدره، ثم ابدأ الاختبار. شجع الشخص الخاضع للاختبار شفهياً على بذل أقصى جهد ممكن، والتنفس بشكل طبيعي. سجل قياسات الخط الأساسي لعزم الدوران، والقدرة، والشغل.

بعد مرور يوم واحد إلى ثلاثة أيام من جمع قياسات خط الأساس القياس متساوي القوة (isometric) والقياس متساوي السرعة (isokinetic)، اطلب من الخاضع للتجربة العودة إلى المختبر لإتمام بروتوكول تمرين اللامركزية المسبب لتلف العضلات. بعد الإحماء، قم بتوجيه الخاضع للتجربة وتثبيته في جهاز قياس القوة (dynamometer) باستخدام إعدادات الضبط المسجلة مسبقاً وقم بتحميل بروتوكول التمرين. وجه الخاضع للتجربة للقيام بانقباض عضلي ضد ذراع الرافعة لبدء حركة ذراع العمود لكل انقباض.

بعد ذلك، وضح لهم أنه بينما يتحرك ذراع العمود نحوهم بمعدل ثابت، فإن هدفهم هو الانقباض ضده بأقصى قوة ممكنة. وعندما يكون الخاضع للاختبار مستعداً، ابدأ المجموعة الأولى من الانقباضات بالضغط على زر البدء الموجود على الشاشة، وأثناء أدائهم للانقباضات اللامركزية، شجعهم شفهياً على بذل أقصى جهد في كل انقباضة. وأخيراً، ومباشرة بعد تمرين إتلاف العضلات، كرر كلاً من اختبارات القوة متساوية الحركة ومتساوية القياس، وكذلك بعد 24 و48 و72 و96 ساعة.

بالإضافة إلى ذلك، كرر قياس الألم العضلي عند 24 و 48 و 72 و 96 ساعة بعد اختبار التمرين. وأظهرت النتائج من سبعة شباب غير متدربين أنه بالمقارنة مع ما قبل التمرين، انخفضت القوة المتساوية القياس (isometric) والقوة المتساوية السرعة (isokinetic) حتى 24 و 48 ساعة بعد التمرين على التوالي، ثم عادت إلى قيم مشابهة لما كانت عليه قبل التمرين بعد ذلك. وعلى العكس من ذلك، ازداد الألم العضلي بشكل ملحوظ عند 24 و 48 و 72 ساعة بعد التمرين.

بمجرد إتقان هذه التقنية، يمكن تنفيذها بشكل آمن وموثوق إذا تم تطبيقها بطريقة صحيحة. تذكر أنه من المهم مراعاة القيود البدنية لكل شخص خاضع للتجربة وتعديل المعايير وفقاً لذلك؛ حيث يجب تقليل معايير زاوية المفصل الواردة في البروتوكول للأفراد الذين يعانون من نطاق حركة محدود، كما يجب تقليل القوة المستهدفة للأفراد الأقل قوة.

بعد اتباع هذا الإجراء، يمكن تنفيذ طرق أخرى مثل الحصول على عينة من الدم أو العضلات من أجل الإجابة على أسئلة إضافية تتعلق بالاستجابات الخلوية والجزيئية للتلف. بعد مشاهدة هذا الفيديو، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تحفيز وقياس تلف العضلات الناتج عن الجهد بشكل آمن وأخلاقي لدى الأشخاص. وأخيرًا، لا تنسَ أن هذا البروتوكول ينطوي على احتمالية ضئيلة للتسبب في انحلال العضلات المخططة.

يجب فحص الأشخاص المشاركين للبحث عن علامات وأعراض انحلال الربيدات العضلية، والتي تشمل البول البني الداكن، والغثيان، وضعف العضلات الشديد خلال زيارات المتابعة.