11 בדצמבר 2016
מאמר זה מתאר שיטה בטוחה ואמינה לגרימת נזק לשרירי השלד במאמץ אצל נבדקים אנושיים.
המטרה הכללית של הליך זה היא להשראות ולכמת באופן בטוח נזק לשרירי השלד בעקבות מאמץ בשרירי ה-quadriceps femoris בבני אדם, באמצעות התכווצויות אקסנטריות רצוניות. פרוטוקול נזק שרירי זה יכול לסייע לחוקרים לענות על שאלות מפתח בנוגע למנגנוני ההסתגלות וההתחדשות של השריר לאחר פגיעה. היתרון המרכזי של טכניקה זו הוא היכולת לחקור את תהליכי ההסתגלות השרירית בבני אדם, ובכך לבטל את הצורך בתרגום של תוצאות בין מינים שונים.
בעוד שניתן להשתמש בשיטה זו כדי לחקור נזק לשרירים בהקשר של פעילות גופנית, ניתן להשתמש בה גם למחקר נזק שנגרם מפגיעה גלויה. את הפרוצדורה ידגים ג'ייק סורנסן, סטודנט לדוקטורט מהמעבדה שלי. כדי ליצור את פרוטוקול בדיקת הכוח האיזוקינטי, התחילו בפתיחת תוכנת הבקרה של הדינמומטר במחשב.
בחרו פרוטוקול חדש מהרשימה הנפתחת, ולאחר מכן, בלשונית unilateral, תכנתו סבב אחד של שלוש חזרות במהירות של 60 מעלות לשנייה עבור הכיווצים הרחקים (away) והמקרבים (toward), על ידי הזנת המספר 1 בשדה number sets, הקלדת המספר 3 בשורה end by reps, והקלדת 60 בשורות speed away ו-speed toward. לאחר מכן, צרו מבחן כוח איזומטרי הכולל סבב אחד של שלושה כיווצים איזומטריים, שכל אחד מהם נמשך חמש שניות בזווית מפרק של 70 מעלות, על ידי הקלדת המספר 1 בשדה positions בלשונית unilateral והקלדת המספר 3 בשורה end by reps תחת העמודה position 1. לאחר מכן, בחרו בערך 70 בשורה המסומנת כ-angle.
בשלב הבא, הגדירו את פרוטוקול התרגיל האקסצנטרי לגרימת נזק לשריר על ידי לחיצה על הלשונית unilateral והקלדת 10 בשדה מספר הסטים. בעמודה הראשונה, הקלידו 10 בשורה המסומנת כ-end by reps. לאחר מכן הקלידו 180 בשורה הבאה, המסומנת כ-speed away, ו-120 בשורה המסומנת כ-speed toward.
לבסוף, בשורה המסומנת torque, הקלידו 200 עד 600 בהתאם לחוזק הצפוי של הנבדק, והזינו 60 לשדה המסומן rest time in seconds. התחילו ביצירת סולם אנלוגי חזותי על ידי שרטוט קו באורך 100 מילימטרים באופן אופקי על פני דף. בצד שמאל של הקו, ציינו "ללא כאב", ובצד ימין של הקו, ציינו "כאב קיצוני".
בשלב הבא, לוו את הנבדק לחדר הבדיקה והנחם לבצע שני סקוואטים ממשקל הגוף על מנת לאסוף מדידות בסיס של רמת הכאב. בצעו את שני הסקוואטים כאשר הזרועות מושטות ישר מלפני הכתפיים והרגליים ברוחב הכתפיים, כאשר עומק תקין מושג ברגע שהרגליים העליונות מקבילות לרצפה. לאחר מכן, בקשו מהנבדק לציין את עוצמת הכאב שחש בשרירי ה-quadriceps femoris במהלך הסקוואטים על ידי סימון קו אנכי בנקודה המתאימה בסולם האנלוגי הוויזואלי (visual analog scale).
לבסוף, כמת את רמת הכאב של הנבדק על ידי מדידת המרחק במילימטרים מקצה ה"אין כאב" של הסולם האנלוגי חזותי ועד לסימון של הנבדק. לאחר חימום קצר על ארגומטר אופניים, בקש מהנבדק לשבת בכיסא של הדינמומטר. כוונן את הגדרות המיקום של הדינמומטר כך שציר הסיבוב של הברך יהיה מיושר עם זה של זרוע המנוף, והדק את הרגל לציר הזרוע.
תעדו הגדרות אלו כדי לאפשר הגדרה שמישה במהלך הניסויים בעתיד. ייצבו את הנבדק באמצעות רצועות כתף, ירך, קרסול וירך. לאחר מכן, הודיעו לנבדק כי עליו להפעיל כיווץ כנגד זרוע המנוף, שתישאר נייחת.
יש להנחות את הנבדק בהתאם להנחיות המופיעות על מסך המחשב לבצע שלוש כיווצים, שכל אחד מהם יימשך חמש שניות. הפעילו את הפרוטוקול האיזומטרי במחשב. הגדירו את גבולות ה-ROM, כיילו את הדינמומטר, ואפשרו לנבדק להתאמן על הבדיקה שתיים עד שלוש פעמים במאמץ סוב-מקסימלי כדי להכשיר את הנבדק לבדיקה.
ברגע שהנבדק מוכן, בקש ממנו להניח את זרועותיו בצורת X על החזה. התחל את הבדיקה, ועודד את הנבדק באופן מילולי להשקיע מאמץ מרבי בכל התכווצות. רשום את מדידות הבסיס של המומנט, ההספק והעבודה.
אפשרו לנבדק לנוח במשך שתי עד שלוש דקות, ולאחר מכן טענו את פרוטוקול בדיקת הכוח האיזוקינטי במחשב. יידעו את הנבדק כי עליו לבצע שלוש התכווצויות של פשיטה וכפיפה כנגד זרוע המנוף שתזוז בקצב קבוע. הסבירו לו כי זרוע המנוף תעצור כאשר יגיע לסוף טווח התנועה, והמטרה היא להתכווץ בעוצמה מרבית לאורך כל טווח התנועה בכל התכווצות.
לאחר מספר בדיקות תרגול תת-מקסימליות כדי להכשיר את הנבדק, בקש ממנו להשחיל את זרועותיו על חזהו והתחל בבדיקה. עודד את הנבדק באופן מילולי להשקיע מאמץ מקסימלי ולנשום באופן רגיל. רשום את מדידות הבסיס של המומנט, ההספק והעבודה.
יום עד שלושה ימים לאחר איסוף מדידות הבסיס האיזומטריות והאיזוקינטיות, הנחו את הנבדק לחזור למעבדה כדי להשלים את פרוטוקול התרגול האקצנטרי לגרימת נזק לשריר. לאחר חימום, הכוונו וקבעו את הנבדק בדינמומטר באמצעות הגדרות הכיוון שהוקלטו קודם לכן, וטענו את פרוטוקול התרגול. הנחו את הנבדק להתכווץ כנגד זרוע המנוף כדי להתחיל את תנועת זרוע הציר בכל התכווצות.
לאחר מכן, הסבירו כי בעוד זרוע הציר נעה לעברם בקצב קבוע, מטרתם היא להתכווץ נגדה בעוצמה המרבית האפשרית. כאשר הנבדק מוכן, התחילו את סדרת הכיוצורים הראשונה על ידי לחיצה על כפתור ההתחלה במסך, ובזמן שהם מבצעים את הכיוצורים האקסצנטריים, עודדו אותם מילולית לשמור על מאמץ מרבי בכל כיווץ. לבסוף, מיד לאחר התרגיל הגורם לנזק לשריר, חזרו על בדיקות הכוח האיסוקינטיות והאיזומטריות, וכן בפרקי זמן של 24, 48, 72 ו-96 שעות לאחר מכן.
בנוסף, חזרו על מדידת הכאב בנקודות זמן של 24, 48, 72 ו-96 שעות לאחר מבחן הפעילות הגופנית. תוצאות משבעה גברים צעירים שאינם מאומנים הראו כי בהשוואה למצב לפני הפעילות, הכוח האיזומטרי והאיזוקינטי פחתו עד 24 ו-48 שעות לאחר הפעילות, בהתאמה, וחזרו לערכים דומים לאלו שלפני הפעילות לאחר מכן. לעומת זאת, רמת הכאב עלתה באופן משמעותי ב-24, 48 ו-72 שעות לאחר הפעילות.
לאחר שליטה בטכניקה, ניתן לבצעה באופן בטוח ואמין אם היא מבוצעת כהלכה. זכרו כי חשוב להתחשב במגבלות הפיזיות של כל נבדק ולהתאים את הפרמטרים בהתאם. יש להפחית את פרמטרי זווית המפרקים בפרוטוקול עבור אנשים עם טווח תנועה מוגבל, ואת הכוח המטרה יש להפחית עבור אנשים חלשים יותר.
בעקבות הליך זה, ניתן לבצע שיטות אחרות, כגון השגת דגימת דם או שריר, כדי לענות על שאלות נוספות הנוגעות לתגובות התאיות והמולקולריות לנזק. לאחר צפייה בסרטון זה, תהיה לכם הבנה טובה לגבי האופן שבו ניתן להשרות ולכמת באופן בטוח ואתי נזק שרירים כתוצאה ממאמץ בבני אדם. לבסוף, אל תשכחו כי לפרוטוקול זה יש פוטנציאל קטן לגרום לרבדומיליזיס.
יש לסנן את הנבדקים לאיתור סימנים ותסמינים של רבדומיוליזה (rhabdomyolysis), הכוללים שתן חום כהה, בחילה וחולשת שרירים קיצונית, במהלך ביקורי המעקב.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
מאמר זה מתאר שיטה בטוחה ומהימנה להשראה ולכימות של נזק לשרירי השלד כתוצאה ממאמץ בבני אדם. ההליך מתמקד בשרירי ה-quadriceps femoris באמצעות התכווצויות אקסצנטריות רצוניות.
שיטה זו מאפשרת מחקר ישיר של הסתגלות והתחדשות של שריר אנושי, ובכך היא מסירה מחסומי תרגום בין-מיניים. היא מספקת מודל סטנדרטי ותקין מבחינה אתית לכימות נזק שרירי הנגרם ממאמץ באמצעות תפליטים תפקודיים וביוכימיים מדידים. גישה זו תומכת בתיקוף יעדים בטיפולים למערכת השריר-שלד על ידי קישור תגובות פנוטיפיות למסלולים מנגנוניים של פגיעה והחלמה.
השיטה משתלבת בתוך זרימות עבודה השלומות מגילוי מוקדם ועד לשלב הפרה-קליני, ומאפשרת בדיקת היפותזות והערכה של התערבויות במערכת השריר-שלד בהתאמה לסממנים ביולוגיים.