Induktion und Beurteilung der belastungsSkelettMuskelSchäden beim Menschen

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, bei menschlichen Probanden durch willkürliche exzentrische Kontraktionen eine Schädigung der Skelettmuskulatur des Quadrizeps femoris sicher zu induzieren und zu quantifizieren. Dieses Protokoll zur Muskelschädigung kann Forschern helfen, wichtige Fragen zu den Mechanismen der Muskelanpassung und -regeneration nach Verletzungen zu beantworten. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass wir die Prozesse der Muskelanpassung bei menschlichen Probanden untersuchen können, wodurch die Notwendigkeit einer Übertragung der Ergebnisse zwischen den Spezies entfällt.

Während diese Methode verwendet werden kann, um Muskelschäden im Zusammenhang mit dem Training zu untersuchen, kann sie auch verwendet werden, um Schäden zu untersuchen, die durch offensichtliche Verletzungen verursacht werden. Das Verfahren wird von Jake Sorensen, einem Doktoranden aus meinem Labor, demonstriert. Um das Protokoll für die Prüfung der isokinetischen Festigkeit zu erstellen, öffnen Sie zunächst die Software zur Steuerung des Prüfstands auf dem Computer.

Wählen Sie ein neues Protokoll aus der Dropdown-Liste aus und programmieren Sie dann auf der Registerkarte "Einseitig" einen Satz von drei Wiederholungen mit einer Geschwindigkeit von 60 Grad pro Sekunde sowohl für die Weg- als auch für die Kontraktionen, indem Sie eine in das Feld für die Zahlensätze eingeben, drei am Ende der Reihe "Wiederholungen" eingeben und 60 sowohl in der "Geschwindigkeit weg" als auch in "Geschwindigkeit in Richtung Richtung" eingeben. Erstellen Sie als Nächstes einen isometrischen Festigkeitstest mit einem Satz von drei isometrischen Kontraktionen, die jeweils fünf Sekunden lang in einem Gelenkwinkel von 70 Grad dauern, indem Sie eine Eins in das Feld "Positionen" auf der unilateralen Registerkarte eingeben und eine Drei in die Zeile "Durch Wiederholungen" am Ende unter der Spalte "Position eins" eingeben. Wählen Sie dann in der Zeile mit der Bezeichnung Winkel die Option 70 aus.

Programmieren Sie als Nächstes das muskelschädigende exzentrische Übungsprotokoll, indem Sie auf die Registerkarte "Einseitig" klicken und 10 in das Feld für die Anzahl der Sätze eingeben. Geben Sie in der ersten Spalte 10 in die Zeile mit der Bezeichnung end by reps ein. Geben Sie dann 180 in die nächste Zeile mit der Bezeichnung speed away und 120 in die Zeile mit der Bezeichnung speed towards ein.

Geben Sie abschließend in der Zeile mit der Bezeichnung Drehmoment je nach erwarteter Stärke des Motivs 200 bis 600 ein, und geben Sie 60 in das Feld mit der Bezeichnung Ruhezeit in Sekunden ein. Beginnen Sie mit einer visuellen analogen Skala, indem Sie eine 100-Millimeter-Linie horizontal über eine Seite zeichnen. Auf der linken Seite der Linie ist anzugeben, dass keine Schmerzen auftreten, und auf der rechten Seite der Linie wird extremer Muskelkater angezeigt.

Begleiten Sie den Probanden als Nächstes in den Testraum und weisen Sie ihn an, zwei Kniebeugen mit dem eigenen Körpergewicht zu machen, um die Ausgangswerte für den Muskelkater zu messen. Führe beide Kniebeugen mit der Armlehne gerade vor den Schultern und den Füßen schulterbreit auseinander aus, wobei die richtige Tiefe erreicht ist, sobald die Oberschenkel parallel zum Boden sind. Bitten Sie dann den Probanden, die Intensität des Muskelkaters anzugeben, den er oder sie während der Kniebeugen in den Quadrizeps femoris verspürt hat, indem Sie eine vertikale Linie an der entsprechenden Stelle auf der visuellen Analogskala zeichnen.

Quantifizieren Sie schließlich den Grad der Schmerzen, indem Sie den Abstand in Millimetern vom Ende der visuellen Analogskala bis zur Markierung des Probanden in Millimetern messen. Bitten Sie den Probanden nach einem kurzen Aufwärmen auf einem Fahrradergometer, sich auf den Stuhl des Rollenprüfstands zu setzen. Passen Sie die Positionseinstellungen des Prüfstands so an, dass die Rotationsachse des Knies mit der des Hebelarms ausgerichtet ist, und befestigen Sie das Bein am Schaftarm.

Notieren Sie diese Einstellungen, um sie in Zukunft wiederholbar einzurichten. Stabilisieren Sie das Motiv mit Schulter-, Hüft-, Knöchel- und Oberschenkelgurten. Informieren Sie als Nächstes die Versuchsperson, dass sie sich gegen den Hebelarm zusammenziehen wird, der stationär bleibt.

Sie sollten die Versuchsperson gemäß den Anweisungen auf dem Computerbildschirm anweisen, drei Wehen von jeweils fünf Sekunden Dauer durchzuführen. Starten Sie das isometrische Protokoll auf dem Computer. Stellen Sie die ROM-Grenzwerte ein, kalibrieren Sie den Prüfstand und lassen Sie den Probanden den Test zwei- bis dreimal mit submaximalem Aufwand üben, um den Probanden mit dem Test vertraut zu machen.

Sobald der Proband bereit ist, bitten Sie ihn, die Arme vor der Brust zu verschränken. Beginnen Sie den Test und ermutigen Sie die Versuchsperson verbal, bei jeder Wehe maximale Anstrengung zu unternehmen. Zeichnen Sie Basismessungen von Drehmoment, Leistung und Arbeit auf.

Lassen Sie den Probanden zwei bis drei Minuten ruhen und laden Sie dann das isokinetische Festigkeitstestprotokoll auf den Computer. Informieren Sie den Probanden, dass er drei Streck- und Beugekontraktionen gegen den Hebelarm ausführen wird, die sich mit einer festen Geschwindigkeit bewegen. Lassen Sie sie wissen, dass der Hebelarm stoppt, wenn sie das Ende des Bewegungsbereichs erreichen, und das Ziel ist es, sich bei jeder Kontraktion über den gesamten Bewegungsbereich so stark wie möglich zusammenzuziehen.

Bitten Sie sie nach ein paar submaximalen Übungstests, um sich mit dem Thema vertraut zu machen, die Arme vor der Brust zu verschränken und den Test zu starten. Ermutigen Sie den Probanden verbal, maximale Anstrengung zu zeigen und normal zu atmen. Zeichnen Sie Basismessungen von Drehmoment, Leistung und Arbeit auf.

Lassen Sie den Probanden ein bis drei Tage nach der Entnahme der isometrischen und isokinetischen Basismessungen ins Labor zurückkehren, um das muskelschädigende exzentrische Übungsprotokoll abzuschließen. Nach dem Aufwärmen orientieren und fixieren Sie das Motiv auf dem Prüfstand mit den zuvor aufgezeichneten Einstelleinstellungen und laden Sie das Übungsprotokoll. Weisen Sie die Versuchsperson an, sich gegen den Hebelarm zusammenzuziehen, um die Bewegung des Wellenarms bei jeder Kontraktion einzuleiten.

Erklären Sie dann, dass es ihr Ziel ist, sich so stark wie möglich dagegen zu ziehen, wenn sich der Wellenarm mit einer festen Geschwindigkeit auf sie zubewegt. Wenn die Versuchsperson bereit ist, starte die erste Reihe von Wehen, indem du den Startknopf auf dem Bildschirm drückst, und während sie die exzentrischen Kontraktionen ausführt, ermutige sie verbal, bei jeder Wehe maximale Anstrengung aufrechtzuerhalten. Wiederholen Sie schließlich unmittelbar nach der muskelschädigenden Übung sowohl isokinetische als auch isometrische Krafttests sowie nach 24, 48, 72 und 96 Stunden danach.

Wiederholen Sie zusätzlich die Muskelkatermessung 24, 48, 72 und 96 Stunden nach dem Belastungstest. Die Ergebnisse von sieben untrainierten jungen Männern zeigen, dass die isometrische und isokinetische Kraft im Vergleich zu vor dem Training auf 24 bzw. 48 Stunden nach dem Training verringert wurde und danach ähnlich wie vor dem Training zurückkehrte. Umgekehrt war der Muskelkater 24, 48 und 72 Stunden nach dem Training signifikant erhöht.

Einmal gemeistert, kann diese Technik sicher und zuverlässig durchgeführt werden, wenn sie richtig ausgeführt wird. Denken Sie daran, dass es wichtig ist, die körperlichen Einschränkungen jedes Motivs zu berücksichtigen und die Parameter entsprechend anzupassen. Die Gelenkwinkelparameter im Protokoll sollten für Personen mit eingeschränktem Bewegungsumfang reduziert und die Zielkraft für schwächere Personen reduziert werden.

Im Anschluss an dieses Verfahren können weitere Methoden wie die Entnahme einer Blut- oder Muskelprobe durchgeführt werden, um zusätzliche Fragen zu den zellulären und molekularen Reaktionen auf Schäden zu beantworten. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie Muskelschäden bei körperlicher Anstrengung sicher und ethisch herbeiführen und quantifizieren können. Vergessen Sie nicht, dass dieses Protokoll ein geringes Potenzial hat, Rhabdomyolyse zu verursachen.

Die Probanden sollten während der Nachuntersuchungen auf Anzeichen und Symptome einer Rhabdomyolyse untersucht werden, zu denen dunkelbrauner Urin, Übelkeit und extreme Muskelschwäche gehören.