Name: ヒトにおける労作骨格筋損傷の誘導および評価 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-12-11T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 33 s
Description: 学ぶ ヒトの大腿四頭筋に離心性収縮による労作性骨格筋損傷を安全に誘導・定量化する方法。運動生理学的研究において筋適応と再生メカニズムを直接解明し、種間翻訳を不要とする信頼性の高い技術です。

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次の手順では、ブリガム・ヤング大学の制度審査委員会（IRB）の基準に準拠しています。 1.収縮プロトコルを準備します注：以下のプロトコル命令はBiodexアドバンテージソフトウェアに基づいています。ソフトウェアのナビゲートし、異なるシステムが使用されている場合ダイナモメータを操作することは異なることになります。 <ol><li>等速強度試験プロトコル<ol><li>コンピュータ上の等速プロトコル、オープンダイナモメータ制御ソフトウェアを作成し、「プロトコル」タブを選択し、画面の上部にあるツールバーの「録音」タブを選択します。ドロップダウンリストから「新しいプロトコル」を選択します。 </li><li> 「研究の種類」ボックスで、「テスト」オプションを選択します。 </li><li>ドロップダウンメニューから、次のパラメータを選択します。「モード」メニューで等速性を選択します。 「共同」メニューの下に膝を選択します。下 ＆＃34;パターン」メニューを選択し拡張/屈曲延長および屈曲運動の両方のための同心の収縮を選択を選択します。「ドロップダウンメニュー」によって終了」の下に「担当者を。 </li><li>離れの両方のためと収縮に向かって60°/秒の速度で3回の繰り返しの「一方的」タブプログラム1セットに。これを行うには、「1」は「＃セット」フィールドに入力し、「担当者によって終了」の行に「3」と入力します。その後、行「アウェイスピード &quot;と&quot;に向けてスピード」の両方に60を入力します。 </li><li>約10°離れたと110°（0°=フルエクステンション、135°に向けに、解剖学的基準点と運動の制限の設定範囲として90°を使用します =完全屈曲）がこれを行う.TO、画面の左側にある「ROMを設定」ボタンを選択します。 90°（コンピュータ画面上に設けられたレバーアーム角度インジケータを用いて示されているように）床と平行になるようにレバーアームを較正します。その後、解剖学的再として90°を使用して、フェレンス点は、離れて110°（0°=フルエクステンション、135°=完全屈曲）に向かって約10°までの動きの制限の範囲を設定します。 注：ここで指定された関節角度の設定が好ましいが、しかし、これらの設定は、固定された屈曲変形または他の制限を有する被験者で作業する場合は特に、ケースバイケースで修正する必要があります。 </li><li>画面左下の「説明」フィールドに、プロトコルに名前を付け、上部メニューバーの[保存]ボタンを選択します。 </li></ol></li><li>アイソメトリック強度試験プロトコル<ol><li>手順を繰り返し1.1.1はアイソメトリックプロトコルを作る開始します。 </li><li> 「調査タイプ」ボックスから「テスト」オプションを選択します。 </li><li>ドロップダウンメニューから、次のパラメータを選択します。「モード」メニューで「アイソメトリック」を選択します。 「共同」メニューの下に &quot;ひざ&quot;を選択します。 「パターン」メニューで「拡張/屈曲 &quot;を選択します。 「Contractioの下でN方向離れ」メニューを選択し &quot;&quot;。で「担当者」を「選択メニュー」とは、終了します。 </li><li>プログラム70°の関節角度で5秒ずつ続く3等尺性収縮の1セットでテスト。 「一方的」タブで「体位」フィールドに、この、タイプ「1」を行うには。 「担当者によって終了」の行の位置＃1列、タイプ「3」の下で。 「アングル」というラベルの付いた行で &quot;70&quot;を選択します。 </li><li>解剖学的基準点と70°に離れ限度として90°を選択します。 </li><li>画面左下の「説明」フィールドに、プロトコルに名前を付け、上部メニューバーの[保存]ボタンを選択します。 </li></ol></li><li>エキセントリック運動プロトコルを損なうマッスル<ol><li>コンピュータ上の偏心運動プロトコル、オープンダイナモメータ制御ソフトウェアを作成し、「プロトコル」タブを選択します。その後、画面の上部にあるツールバーの「レコード」タブを選択します。今、新しいプロトコル＆ &quot;をクリックしてください＃34;ドロップダウンリストから。 </li><li> 「調査タイプ」ボックスから「エクササイズ」オプションを選択します。 </li><li>ドロップダウンメニューから、次のパラメータを選択します。「モード」メニューで「等速」を選択します。 「共同」メニューの下に &quot;ひざ&quot;を選択します。 「パターン」メニューで「拡張/屈曲 &quot;を選択します。 「収縮」メニューの下に &quot;コン/ ECC」を選択します。 </li><li> 「一方的」タブ、プログラムセット間の60秒の残りの部分とに向かって180°/離れ秒、120°/秒の速度で10回の繰り返しの10セットで。 <ol><li> 「＃・セット」フィールドに「10」と入力します。 </li><li>最初の列（ラベル＃1）では、行のタイプ「10」は、「担当者によって終了」と表示されました。そして、「アウェイスピード」と表示された次の行に「180」と入力します。次の行では、タイプ &quot;120&quot;」を目指してスピード」と表示されました。 「トルク」というラベルの付いた行では、複数の予想される強度に応じて600に200を入力しubject。 </li><li> ＃10を介してセット＃2のステップ1.3.4.2を繰り返します。 </li><li>フィールド「秒で休憩時間」で60を入力します。 </li></ol></li><li> 「解剖リファレンス」フィールドに90度を入力します。 </li><li> （0°=フルエクステンション、135°=完全屈曲）に向けて「ROMの設定」画面の左側にあるボタンと40離れ°、110°の運動制限の設定範囲を選択します。これらの設定は、被験者が動力計のアームに対する耐性を提供する必要があり、それを通して動きの範囲を提供します。安全対策として、ダイナモメータは、被験者が運動のこの指定された範囲内の抵抗を提供しなくなった場合、移動を停止します。 <ol><li>動きの範囲を設定するには、画面の左側にある「設定ROM」ボタンを選択します。 90°（コンピュータ画面上に設けられたレバーアーム角度インジケータを用いて示されているように）床と平行になるようにレバーアームを較正します。次いで、解剖学的基準点として90°を使用して、よ他の方の40離れ°、110°の動きの制限の範囲（0°=フルエクステンション、135°=完全屈曲）。 注：これらの関節角度の設定は、一般的な健常者のための提案です。これらは、別の個々の能力に合わせて変更する必要があります。 </li></ol></li><li> 「説明」フィールドに、プロトコルに名前を付け、上部のツールバーで「保存」ボタンを選択します。 </li></ol></li></ol> 2.ベースライン測定<ol><li>痛みの測定<ol><li>ページの横方向に水平に100ミリメートルラインを描画することにより、視覚的アナログ尺度を作成します。 </li><li>行の左側には「いいえ痛み」を示さないと、ラインの右側に「エクストリーム痛」（ 図1）を示します。この方法は、一般的に遅延発症筋肉痛1,10,11を評価するために使用されます。 </li><li> 2体重スクワットを行うには、被験者に指示します。 straigh開催された腕を両方スクワットを行います離れて肩と足を肩幅の前でのt。上側脚が開始位置に戻る前に床に平行である場合、適切な深さに到達します。 </li><li>彼または彼女は視覚的アナログ尺度上の適切なスポットに垂直線を描画することにより、スクワット中に筋肉を大腿四頭筋に感じた痛みの強さを示すために、被写体を確認して下さい。 </li><li>被験者のマークに視覚的アナログ尺度の無痛端からミリメートル単位での距離を測定することにより、痛みの対象のレベルを定量化します。 </li></ol></li><li>血清クレアチンキナーゼ 注意：血液を取り扱う前には保護手袋を着用し、すぐに病院や大学の方針に従って、シャープコンテナで使用した後の針を処分。 <ol><li>血液12の5〜6ミリリットルを得るために、絶食条件下で被験者の腕の肘前領域から血液を引き出すために標準化された瀉血の手順に従ってください。 </li><li>遠心分離機3で15分間15×gで血液試料 血液細胞から分離した血清に°C。 </li><li>トランスファーピペットを用いて、対象と時点について適切に標識されたマイクロチューブに血清試料を移します。 </li><li>後で使用するために-80℃でサンプルを保管してください。 </li><li>製造業者のプロトコルに従って市販のキットを用いて、クレアチンキナーゼ活性のための血清サンプルをアッセイします。代替的に、血清試料は、分析のためにローカルの医療診断実験室に輸送することができます。 </li></ol></li><li>件名の準備<ol><li>被検者の訪問の48時間前に、激しい又は不慣れな運動、非ステロイド性抗炎症薬やアルコールを避けるために、それらを指示します。 </li><li>被験者が到着すると、体重、身長、性別、およびセットアップの前脚支配情報を収集します。脚の支配は、彼らがボールを蹴ることを選択することになるレッグに対象を求めることによって決定することができます。 </li><li> subjecを持っていますトン強度試験を行う前に、自転車エルゴメータに10分間、50〜150 Wでウォームアップ。 </li><li>ウォームアップ後ダイナモメータの椅子に座って、被写体をお願いします。被写体に合わせて傾斜、高さ、深さ、リクライニング、シートとシャフトアームの回転を調整します。基準として、外側大腿顆を使用し、ダイナモメータの軸アームのそれと膝の回転軸を揃えます。それは内果のすぐ近位であるように、シャフトのアームの長さを調整し、ストラップで固定します。対象は、動きのフルレンジで快適フレックス足底することができる必要があります。 </li><li>ピンチや不快感なしに、膝関節の最大屈曲を可能にするために、シートの前縁部と脚の背面との間に十分なスペース（25ミリメートル）のままにしておきます。 </li><li>肩、腰、足首と太ももストラップ付き主題安定化させます。膝の伸筋を分離し、補助的な筋肉の関与を回避するためには、被写体が確実に安定化することが必須です。 </li><li>被験者が行う必要があり3-5実際の拡張収縮プロトコルを開始する前に存在し、必要に応じて調整することができる/屈曲膝の操縦、動きの監視範囲と不快感の兆候。 </li><li>今ダイナモメータの調整可能なコンポーネントが適切に対象に取り付けられていること、次にそのサイトに訪問するときに、反復セットアップ用のシートポジションの設定とシャフトアーム位置を記録。 注：これは、被験者が安全で快適であることが重要です。ダイナモメータは、緊急の場合に対象とオペレータの両方のための緊急停止ボタンが装備されています。 </li></ol></li><li>力測定<ol><li>被写体が適切に座席に向いているとアイソメトリック強度試験プロトコルがロードされた後、テストを実行する方法についての対象を指示します。 <ol><li>彼または彼女は静止したままになりますレバーアームに対して収縮される対象を教えてください。 5秒EAC続く3収縮を行うコンピュータの画面の指示に従うように、被写体に知らせます時間。 </li><li>各収縮のために最大限の努力を維持するために、被験者に知らせます。収縮時に息をする対象を教えてください。テスト中に胸に自分の腕を交差するように、被写体を確認して下さい。 </li><li>アイソメトリックプロトコルを起動し、被験者が最大下努力でテストを練習することができます。この練習試験では、試験の対象を理解だけでなく、テスト特有のウォームアップを提供します。被験者が試験を2〜3回練習することができます。 </li></ol></li><li>対象の準備ができたら、テストを開始し、口頭で各収縮のために最大限の努力を提供するために、対象を奨励します。 </li><li>レコードトルク、パワー、および仕事。ソフトウェアはまた、変動係数を算出する（性能の再現性に基づいて試験の有効性の統計的表現を、低い値は、より高い再現性を示しています）。変動係数が15％を超える場合、試験を繰り返します。 4回にテストを繰り返します。被験者は、係数Oを生成することができない場合F 4試みが分散値の最も低い係数が得られたセットからのデータを使用した後に15％分散少ないです。 </li><li> 2〜3分被験者は休息してから、アイソキネティック強度データを取得するために等速プロトコルをロードすることができます。 </li><li>被写体が座席に固定された後、等速テストを実行する方法について指示します。 <ol><li>彼らは一定の速度で移動するレバーアームに対して3拡張および屈曲収縮ことになるだろう主題を教えてください。目標は、各収縮の運動範囲全体を通じてとして強制的に可能な限り縮小している対象を教えてください。 </li><li>彼らは運動の範囲の終わりに達したときにレバーアームが停止することそれらを教えてください。テスト中に胸に彼の腕を交差するように、被写体を確認して下さい。収縮時の息を保持するためにない被写体を思い出させます 注：収縮の屈曲コンポーネントから収集されたデータは、研究者にとって関心の首題ではないかもしれないが、両方の屈曲と伸展操縦のために最大限の努力を提供ECTSは、拡張操作中、より良い力の一貫性になる傾向にあります。 </li></ol></li><li>テストを開始し、口頭で最大限の努力を提供するために、対象を奨励します。 </li><li>レコードトルク、パワー、および仕事。ソフトウェアはまた、変動係数を算出する（性能の再現性に基づいて試験の有効性の統計的表現を、低い値は、より高い再現性を示しています）。変動係数が15％を超える場合、試験を繰り返します。 <ol><li> 4回にテストを繰り返します。対象は、4回の試行後に15％未満の変動係数を生成する分散値の最も低い係数が得られたセットからのデータを使用することができない場合。 </li></ol></li></ol></li></ol> 3.被害の誘導<ol><li> 1〜3日間パート2のベースライン測定後、の損傷誘導部分のためのラボの対象とリターンを持っていますプロトコル</li><li> 50 W. 150で10分間のサイクルエルゴメーター上の被写体ウォームアップを持っています</li><li>ウォームアップ、東洋とステップ2.3.7で記録された調整設定を使用して、ダイナモに件名を確保した後、偏心運動プロトコルに損傷を与え、筋肉をロードし、適切な運動を実行する方法について対象を指示します。 <ol><li>彼らはそれぞれの収縮を軸アームの動きを開始するためのレバーアームに対して収縮する対象を教えてください。シャフトアームが固定レートでそれらに向かって移動すると、彼らの目標は、のように強制的に可能な限り、それに対して収縮していることを主題に知らせます。 </li><li>被験者は座席の両側に位置グリップを把握することができます。 </li><li>収縮時に息をする被写体に知らせます。偏心フェーズ中に息を吐きます。 </li></ol></li><li>対象の準備ができたら、画面上のスタートボタンを押すことによって収縮の最初のセットを開始します。 </li><li>口頭で最大のEFを維持するために、被写体を奨励各収縮のための砦。 </li><li>セット間の1分の休止期間に10回の繰り返しの10セットを介して被写体を案内します画面の指示に従ってください。 </li><li> 10セットが完了すると、5分の対象に1プロトコルを繰り返す前に休息することができます。 注：これは使用ダイナモメータやソフトウェアによって異なりますが偏心プロトコルの下で入手可能なセットの最大数は10です。残りは、必要に応じてプロトコルをリロードするオペレータのための時間を提供します。 </li><li> 300主に偏心収縮の合計手順をさらに2回繰り返します。 </li></ol> 4.筋損傷評価<ol><li>等速性と、すぐに損傷運動後や後24、48、72、および96時間で2.4で説明したようにアイソメトリック強度試験の両方を繰り返します。 </li><li> 24、48、72で部分2.1で説明したように痛みの測定を繰り返し、運動にダメージを与える後96時間。それぞれのための新しい視覚的アナログ尺度を使用してください評価対象は、以前の回答を見ることができないように。 </li><li>運動にダメージを与えた後、48および120時間でクレアチンキナーゼアッセイのためのパート2.2で説明したように採血を繰り返し、または実験プロトコルによって決定の時点で。 </li><li> x軸上の時間に対するグラフのY軸上のクレアチンキナーゼ、強度および痛みデータをプロットします。 </li><li>これらの変数から外れるか確認し、運動後の日でベースライン値に向かって戻り、それぞれの損傷と修復を示します。 </li></ol>

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</ol>

著者らは開示するものは何もない。

いくつかのステップは、このプロトコルの所望の結果を得るために重要です。まず、被験者は十分に収縮プロトコル、特に力の測定に精通する必要があります。被験者は、彼らが行うと、それらをデータ収集に先立って強度試験を練習する機会を与えることが期待されている正確に何を理解していることを確認してください。適切にこれらの手順に慣れていない被験者は、損傷の誘導後日間の学習曲線を示すことができます。これは無効な強度測定をレンダリング交絡変数にすることができます。 図5は、適切に慣れていない場合があり、個々のデータを示しています。この対象は、有害な運動にもかかわらず、実験の過程で学習に、おそらく強度を、増加を示しました。第二に、対象集団の選択は、このプロトコルに重要であり得ます。労作性筋損傷は、多くのFに応じて被験体から大幅に異なる場合があります個々の訓練を受けた状況を含め俳優、。偏心運動に慣れている個人は、不慣れな個体と比較してはるかに少ないダメージが表示されます。被験者集団を選択するとき、これは重要な考慮事項であり得ます。研究者が大きな損傷応答を観察するに興味を持っている場合は、偏心運動に不慣れな人口は、この結果を提供す...

この手順の全体的な目標は、人間の被験者の随意延長(偏心)収縮を使用して大腿四頭筋に労作的損傷を誘発することです。
収縮による骨格筋の損傷は、運動の一般的な結果であり、それは遅発性の筋肉痛1、一時的な筋力低下、および血液中の筋肉特異的酵素の上昇2によって特徴付けられます。労作性筋の損傷は、被験者が慣れていない運動後、特に偏心収縮が関与している場合に最も顕著です3。運動性筋肉の損傷は通常良性です。痛みは治まり、血清タンパク質と筋力は通常、ダメージを与える侮辱から数日から数週間以内にダメージを受ける前のレベルに戻ります。極端な場合、労作性筋肉の損傷は、横紋筋融解症として知られる生命を脅かす症候群につながる可能性があります。しかし、運動性筋の損傷は、熱ストレス、脱水症5、感染症6、またはまれな遺伝的素因7などの複合因子がない場合、健康な個人4に臨床的な横紋筋融解症を引き起こすには通常不十分です。
収縮による筋肉の損傷は、通常、毒素による損傷や凍結による損傷よりも深刻ではありません。これは、げっ歯類の研究でよく使用される方法です8,9。それでも、収縮誘発性損傷は、顕著な利点を持つ筋肉損傷反応を研究するための有用な方法を提供します。まず、それは人間の被験者1-3で使用するための安全で倫理的な方法です。したがって、データはヒトの被験者から直接取得できるため、結果の種間翻訳は必要ありません。さらに、げっ歯類の研究から得られたデータを翻訳することは、げっ歯類の傷害モデルで見られる傷害の重症度が、人間の被験者に誘発するのが倫理的である損傷のレベルを超えていることを考えると、非常に困難です。第二に、収縮による損傷は一般的に経験され、運動の自然なプロセスです。したがって、この損傷誘発モードは、運動、運動への適応、および明白な筋肉損傷の文脈で筋肉損傷を研究するのに役立ちます。ここでは、ヒトの収縮を長くすることで骨格筋の損傷を誘発し評価するための安全で信頼性の高い方法を紹介します。

<table><tbody><tr><td>Biodex Dynomometer</td><td>Biodex Medical Systems</td><td>850-000</td><td>他のモデルが利用可能で、同様の結果を生成するはずです</td></tr><tr><td>クレアチンキナーゼキット</td><td>Sigma-Aldrich&nbsp;</td><td>MAK116</td><td></td></tr><tr><td>血清 Vacutainers</td><td>BD Bioscience</td><td>367812</td><td></td></tr><tr><td>翼のある安全プッシュボタン採血セット</td><td>BD Bioscience</td><td>367338</td><td></td></tr><tr><td>Cryogenic vials</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>V5007</td><td>私たちは 2&nbsp;血清アリコートを保存するためのMLバイアル</td></tr></tbody></table>

ヒトにおける労作骨格筋損傷の誘導および評価

Induction and Assessment of Exertional Skeletal Muscle Damage in Humans

自主的な偏心（延長）の収縮を介した収縮誘発性筋損傷は、ヒトにおける筋肉の適応と回復を研究するための優れたモデルを提供しています。ここで我々は強さ、痛み、および血漿クレアチンキナーゼレベルの変化によってマーク大腿四頭筋、内損傷を誘導するために偏心運動プロトコルの設計を議論します。それは人間の参加者で実行され、結果の種間の変換を排除しているので、この方法は、単純な倫理的な、広く適用可能です。被験者は、の速度で膝伸筋の300最大の偏心収縮を行います 等速ダイナモメーター上で120°/秒。損傷の程度は、運動後数日間の強度損失、痛み、および血漿クレアチンキナーゼレベルの比較的非侵襲的な等速及び等角尺度を使用して測定可能です。したがって、その適用は、筋肉のための機構を同定する試みにおいて、特定の集団に向けることができます適応と再生。

ここで紹介する方法を使用して、ベースラインの痛み、血清クレアチンキナーゼ活性、および強度（等尺性および等速性）の測定値は、7訓練を受けていない若い男性に採取しました。次の日、被験者は、上述の伸張性収縮プロトコルに損傷を与える筋肉を施行しました。筋損傷の指標を提供するために、強度の評価をフォローアップし、痛みと血清クレアチンキナーゼ活性を作製しました。強度は、運動後、ならびに24、48、72、及び96時間の直後に測定しました。痛みは、運動後24、48、72、及び96時間に測定しました。血清クレアチンキナーゼは、運動後48および120時間で測定しました。これらのデータは、運動前の値に運動後の値を比較するためにDunnettの多重比較検定を用いて分散の一方向反復測定分析を用いて分析しました。運動前と比較すると、等角投影と等速力は、それぞれ、24および48時間の運動後に出て減少したと<html> （ 図2）、その後、類似する運動前の値を戻しました。痛みは大幅に48、24に増加し、運動後72時間（ 図3）しました。...

この記事は、人間の被験者における労作性骨格筋の損傷を誘発し、定量化するための安全で信頼性の高い方法について説明しています。

Contraction-induced muscle damage via voluntary eccentric (lengthening) contractions offers an excellent model for studying muscle adaptation and recovery ...

この手順の全体的な目的は、随意的なエキセントリック収縮を用いて、ヒト被験者の大腿四頭筋に安全に運動誘発性骨格筋損傷を誘導し、それを定量化することです。この筋損傷プロトコルは、損傷後の筋肉の適応および再生メカニズムに関する重要な疑問に答えるための研究に役立ちます。この手法の主な利点は、ヒト被験者で筋肉の適応プロセスを研究できるため、結果を他種から翻訳（外挿）する必要がないことです。この方法は、運動に伴う筋損傷の研究に使用できるだけでなく、明らかな外傷によって引き起こされる損傷の研究にも適用可能です。本手順のデモンストレーションを行うのは、私の研究室の博士課程学生であるJake Sorensenです。等速性筋力測定プロトコルを作成するために、まずコンピュータ上のダイナモメータ制御ソフトウェアを開きます。ドロップダウンリストから新しいプロトコルを選択し、次に「unilateral」タブで、「number sets」フィールドに1を、 「end by reps」行に3を、そして「speed away」と「speed toward」の両方の行に60と入力し、遠心性および求心性収縮の両方について、速度60 degrees per secondで3回の反復を1セットに設定します。次に、「unilateral」タブの「positions」フィールドに1を、「position one」列の「end by reps」行に3を入力し、関節角度70 degreesでそれぞれ5秒間持続する等尺性収縮を3回、1セット行う等尺性筋力テストを作成します。その後、「angle」と表記された行で70を選択します。次に、「unilateral」タブをクリックし、「number of sets」フィールドに10と入力して、筋損傷を伴うエキセントリック運動プロトコルをプログラムします。最初の列の「end by reps」と表記された行に10と入力してください。次に、「speed away」と表記された行に180を、「speed toward」と表記された行に120と入力します。最後に、「torque」と記載された行に、被験者の想定される筋力に応じて200から600の数値を入力し、「rest time in seconds」と記載されたフィールドに60を入力します。まず、ページに100 mmの線を水平に引いて、視覚アナログ尺度を作成します。線の左端に「痛みなし」、右端に「極度の痛み」と記載してください。次に、被験者を測定室へ案内し、ベースラインの筋肉痛測定を行うため、自重スクワットを2回行うよう指示します。両腕を肩の前でまっすぐ伸ばし、足を肩幅に開いた状態でスクワットを行い、太ももが床と平行になったところで適切な深さに達したとします。その後、被験者に、スクワット中に大腿四頭筋で感じた筋肉痛の強さを、ビジュアルアナログスケールの適切な位置に垂直線を引くことで示すよう依頼します。最後に、視覚的アナログスケールの「痛みなし」の端から被験者の印までの距離をミリメートルで測定し、被験者の痛みの程度を定量化します。サイクルエルゴメーターで軽くウォーミングアップを行った後、被験者にダイナモメーターの椅子に座るよう指示してください。膝の回転軸がレバーアームの回転軸と一致するようにダイナモメーターの位置設定を調整し、脚をシャフトアームに固定します。将来的に再現可能なセットアップを行うため、これらの設定を記録しておきます。肩、腰、足首、および太もものストラップで被験者を固定します。次に、レバーアームが固定された状態で、それに抗して筋収縮を行うことを被験者に伝えます。コンピュータ画面の指示に従い、被験者に5秒間の等尺性収縮を3回行うよう指示してください。コンピュータ上で等尺性プロトコルを開始します。ROM制限を設定し、ダイナモメーターを校正し、被験者がテストに慣れるよう、最大下での練習を2〜3回行わせてください。被験者の準備が整ったら、胸の前で腕を交差させるよう指示します。テストを開始し、各収縮において最大限の力を出すよう口頭で促してください。トルク、パワー、および仕事量のベースライン値を記録します。被験者に2～3分間の休息を与えた後、コンピュータに等速性筋力測定プロトコルをロードします。レバーアームが一定の速度で動作し、それに対して伸展および屈曲収縮を3回ずつ行うことを被験者に伝えます。レバーアームは可動域の終端に達すると停止すること、および各収縮において可動域全体を通じてできるだけ強く収縮させることが目的であることを説明してください。被験者を慣れさせるために、最大下での練習テストを数回行った後、被験者に腕を胸の前で交差するように指示し、テストを開始します。被験者には、最大限の努力をすることと、通常通りに呼吸することを口頭で促してください。トルク、パワー、および仕事量のベースライン測定値を記録します。等尺性および等速性基線測定の収集から1〜3日後、被験者を研究室に呼び出し、筋損傷を誘発するエキセントリック運動プロトコルを実施します。ウォーミングアップの後、以前に記録した調整設定を用いてダイナモメーターに被験者を配置し、固定して、運動プロトコルをロードします。各収縮において、レバーアームに対して力を加え、シャフトアームを動作させるよう被験者に指示してください。次に、シャフトアームが一定の速度で被験者に向かって移動するため、それに抗してできる限り強く収縮させることが目的であることを説明します。被験者の準備が整ったら、画面上のスタートボタンを押して1セット目の収縮を開始し、被験者がエキセントリック収縮を行う際、各収縮において最大努力を維持するよう口頭で促してください。最後に、筋損傷誘発運動の直後、およびその後24、48、72、96時間後に、等速性および等尺性筋力テストの両方を繰り返し実施します。さらに、運動テスト後24、48、72、および96時間後に、筋肉痛の測定を繰り返します。トレーニングを受けていない7人の若い男性の結果では、運動前と比較して、等尺性および等速性筋力はそれぞれ運動後24時間および48時間まで低下し、その後は運動前の値と同程度まで回復したことが示されています。対照的に、筋肉痛は運動後24、48、および72時間で有意に増加しました。この手技を習得すれば、適切に実施することで安全かつ確実に行うことができます。各被験者の身体的な制限を考慮し、それに応じてパラメータを調整することが重要である点に注意してください。関節角度のパラメータは、可動域が制限されている個人の場合はプロトコルの値を下げ、目標筋力は、筋力が弱い個人の場合は値を下げる必要があります。本手順に続き、損傷に対する細胞および分子レベルの反応に関するさらなる疑問を解消するために、血液や筋肉のサンプリングなどの他の手法を実施することが可能です。このビデオを視聴することで、ヒト被験者において、安全かつ倫理的に運動性筋損傷を誘発し、それを定量化する方法について十分に理解できるはずです。最後に、本プロトコルには横紋筋融解症を引き起こすわずかな可能性があることに留意してください。フォローアップ訪問時には、濃褐色尿、吐き気、激しい筋力低下などの横紋筋融解症の徴候および症状について、被験者のスクリーニングを行う必要があります。

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Research

JoVE Journal

Medicine

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ヒトにおける労作骨格筋損傷の誘導および評価

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