Abstract
Sammentrækning-induceret muskelskader via frivillige excentriske (forlængelsesflige) sammentrækninger tilbyder en fremragende model til at studere muskel tilpasning og genopretning i mennesker. Heri diskuterer vi udformningen af en excentrisk øvelse protokol til at fremkalde skader i quadriceps muskler, præget af ændringer i styrke, ømhed, og plasma kreatinkinase niveauer. Denne metode er enkel, etisk, og bredt anvendelig, da den udføres i menneskelige deltagere og eliminerer arterne oversættelse af resultaterne. Fag udføre 300 maksimale excentriske kontraktioner af knæet extensor musklerne med en hastighed på 120 ° / sek på en isokinetisk dynamometer. Omfanget af skaderne er målbar bruge relativt ikke-invasive isokinetiske og isometrisk foranstaltninger af styrke tab, ømhed, og plasma kreatinkinase niveauer over flere dage efter øvelsen. Derfor kan dens anvendelse rettes til bestemte befolkningsgrupper i et forsøg på at identificere mekanismer for muskeltilpasning og regenerering.
Protocol
Følgende procedurer er i overensstemmelse med standarderne i Brigham Young University Institutional Review Board (IRB).
1. Forbered sammentrækning protokoller
BEMÆRK: Følgende instruktioner protokol er baseret på Biodex Advantage software. Navigering softwaren og betjening af dynamometeret vil være anderledes, hvis der anvendes forskellige systemer.
- Isokinetisk Strength Test Protocol
- For at gøre den isokinetiske protokol, åben dynamometer kontrol software på computeren, og vælg "protokollen" fanen og vælg derefter "Record" fanen på værktøjslinjen øverst på skærmen. Vælg "Ny protokol" fra dropdown listen.
- I feltet "Study Type", vælg "Test" valgmulighed.
- Vælg følgende parametre fra dropdown menuer: Under "Mode" menuen vælges Isokinetisk. Under "fælles" i menuen vælge knæ. Under " Pattern ". Menu vælg udvidelse / flexion Vælg koncentriske sammentrækninger til både udvidelse og fleksion bevægelser Vælg." Reps "under" End Ved "dropdown menu.
- På "Ensidig" fanen program 1 sæt 3 gentagelser med en hastighed på 60 ° / sek for både væk og mod sammentrækninger. For at gøre dette, skal du indtaste "1" til "# sæt" og skriv "3" i "End Ved Reps" række. Skriv derefter 60 i både "Hastighed Away" og "Speed Toward" rækker.
- Brug 90 ° som den anatomiske referencepunkt og sæt vifte af bevægelse grænser til ca. 10 ° væk og 110 ° til (0 ° = fuld extension, 135 ° = Fuld fleksion) .For at gøre dette, skal du vælge "sæt ROM" knappen i venstre side af skærmen. Kalibrere vægtstangsarmen således at 90 ° er parallelt med gulvet (som angivet med indikator vægtstangsarmen vinkel billede på computerskærmen). Derefter bruge 90 ° som den anatomiske rekonference punkt, indstille vifte af bevægelse grænser til ca. 10 ° væk og 110 ° mod (0 ° = fuld forlængelse, 135 ° = fuld fleksion).
BEMÆRK: De fælles vinkel indstillinger givet her foretrækkes, men disse indstillinger skal ændres fra sag til sag, især når man arbejder med personer med et fast fleksion deformitet eller anden begrænsning. - Navngiv protokol i "Beskrivelse" feltet nederst til venstre på skærmen, og vælg knappen spare på den øverste menubjælke.
- Isometrisk styrke Test Protocol
- Gentag trin 1.1.1 at begynde at gøre den isometriske protokol.
- Vælg "Test" fra feltet "Study Type".
- Vælg følgende parametre fra dropdown menuer: Under menuen "Mode" vælge "isometriske". Under "fælles" menuen vælg "knæ". Under menuen "Mønster" vælg "extension / flexion". Under "Contraction Direction "menuen vælg" væk ". I" slutte med "menuen vælg" reps ".
- Program en test med 1 sæt af 3 isometriske kontraktioner varede 5 sek hver på et fælles vinkel på 70 °. For at gøre dette, skal du skrive "1" til "Positioner" felt på "Ensidig" fanen. Under position # 1 kolonne, type "3" i "End med Reps" række. I rækken mærket "Angle" vælge "70".
- Vælg 90 ° som den anatomiske referencepunkt og en væk grænse til 70 °.
- Navngiv protokol i "Beskrivelse" feltet nederst til venstre på skærmen, og vælg knappen spare på den øverste menubjælke.
- Muskel Skadelige Excentrisk Motion Protocol
- For at gøre den excentriske træning protokol, åben dynamometer kontrol software på computeren, og vælg "protokollen" fanen. Vælg derefter "Record" fanen på værktøjslinjen øverst på skærmen. Klik nu på "Ny protokol &# 34; på rullelisten.
- Vælg "Motion" fra feltet "Study Type".
- Vælg følgende parametre fra dropdown menuer: Under menuen "Mode" vælge "isokinetisk". Under "fælles" menuen vælg "knæ". Under menuen "Mønster" vælg "Extension / Flexion". Under menuen "Sammentrækning" vælg "Con / ECC".
- På "Ensidig" fanen, program 10 sæt af 10 gentagelser med hastigheder på 180 ° / sek væk og 120 ° / sek i retning med 60 sek hvile mellem sæt.
- Skriv "10" i "# Sets" feltet.
- I den første kolonne (mærket # 1), type "10" i rækken hedder "End med Reps". Skriv derefter "180" i næste række mærket "Speed Away". I næste række mærket "Speed Toward", skriv "120". I rækken mærket "Torque", type 200 til 600 afhængigt af den forventede styrke af sed forbehold.
- Gentag trin 1.3.4.2 for sæt # 2 gennem # 10.
- Type 60 i "Rest Tid i sek" feltet.
- Indtast 90 ° i "Anatomical reference" feltet.
- Vælg knappen "Set ROM" i venstre side af skærmen, og sæt vifte af bevægelse grænser for 40 ° væk og 110 ° mod (0 ° = fuld forlængelse, 135 ° = fuld fleksion). Disse indstillinger giver den række af forslag, hvorigennem emnet skal yde modstand mod armen fra dynamometeret. Som en sikkerhedsforanstaltning vil dynamometeret op med at bevæge, hvis motivet stopper give modstand i denne angivne vifte af bevægelse.
- For at indstille den række af forslag, skal du vælge "ROM sæt" knappen i venstre side af skærmen. Kalibrere vægtstangsarmen således at 90 ° er parallelt med gulvet (som angivet med indikator vægtstangsarmen vinkel billede på computerskærmen). Derefter bruge 90 ° som den anatomiske referencepunkt, set bevægelsesområdet grænser for 40 ° væk og 110 ° i retning (0 ° = fuld udvidelse, 135 ° = fuld fleksion).
BEMÆRK: Disse fælles indstillinger vinkel er forslag til en typisk sund emne. Disse bør ændres for at passe de evner fra en person til en anden.
- For at indstille den række af forslag, skal du vælge "ROM sæt" knappen i venstre side af skærmen. Kalibrere vægtstangsarmen således at 90 ° er parallelt med gulvet (som angivet med indikator vægtstangsarmen vinkel billede på computerskærmen). Derefter bruge 90 ° som den anatomiske referencepunkt, set bevægelsesområdet grænser for 40 ° væk og 110 ° i retning (0 ° = fuld udvidelse, 135 ° = fuld fleksion).
- Navngiv protokol i "Beskrivelse" feltet og vælg knappen "Gem" øverst værktøjslinjen.
2. Baseline Målinger
- ømhed Målinger
- Foretag en visuel analog skala ved at tegne en 100 mm line vandret over en side.
- På venstre side af linjen angiver "Ingen ømhed" og på den højre side af linjen angiver "Extreme ømhed" (figur 1). Denne metode er almindeligt anvendt til at vurdere forsinket start muskelømhed 1,10,11.
- Instruer motivet at gøre to legemsvægt squats. Udfør begge squats med armene holdt straight ud foran skuldre og fødder skulder-bredde fra hinanden. Korrekt dybde er nået, når de øvre ben er parallelle med gulvet før returnering til startpositionen.
- Stil emnet at angive intensiteten af ømhed han eller hun følte i quadriceps femoris muskler i de squats ved at tegne en lodret linje på passende sted på den visuelle analoge skala.
- Kvantificere individets niveau af ømhed ved at måle afstanden i mm fra no-ømhed ende af den visuelle analoge skala til motivets varemærke.
- Serum Kreatinkinase
ADVARSEL: Brug beskyttelseshandsker før håndtering blod og bortskaffe nåle straks efter brug i en beholder til skarpe genstande som pr hospital eller universitet politik.- Følge standardiserede tapning procedurer for at trække blod fra antecubital område hos personen arm under fastende betingelser til opnåelse af 5 til 6 ml blod 12.
- Centrifugerblodprøve ved 15 x g i 15 minutter ved 3 ° C for at adskille serum fra blodceller.
- Ved hjælp af en overførsel pipette serum prøve i et mikrocentrifugerør mærket korrekt for emne og tidspunkt.
- Prøven opbevares ved -80 ° C til senere brug.
- Analysere serumprøverne for kreatinkinase-aktivitet ved anvendelse af et kommercielt tilgængeligt kit ifølge producentens protokol. Alternativt kan serumprøverne transporteres til en lokal medicinsk diagnostisk laboratorium for analyse.
- Emne Forberedelse
- Otteogfyrre timer før emnet besøg, instruere dem i at undgå anstrengende eller uvant motion, ikke-steroide anti-inflammatoriske lægemidler og alkohol.
- Når motivet ankommer, indsamle vægt, højde, køn og ben dominans inden du setup. Leg dominans kan bestemmes ved at spørge emnet med hvilket ben de skulle vælge at sparke en bold.
- Har subject varme op ved 50 til 150 W i 10 minutter på en cykelergometer før udførelse styrkeprøvningerne.
- Efter den varme op bede motivet til at sidde i stolen fra dynamometeret. Juster tilt, højde, dybde, læne sig tilbage, og rotation af sædet og akslen arm til at passe emnet. Brug den laterale femorale kondyl som reference og tilpasse rotationsakse knæet med den af dynamometeret akslen arm. Juster akslen arm længde, således at det er lige proximalt til den mediale malleolus, og sikkert med rem. Emne skal kunne plantar flex komfortabelt med fuld bevægelse.
- Efterlad tilstrækkelig plads (25 mm) mellem den forreste kant af sædet og bagsiden af benet for at tillade maksimal bøjning af knæleddet uden at klemme eller ubehag.
- Stabiliser emne med skulder, hofte, ankel og lår stropper. For at isolere knæet extensors og undgå accessorisk muskel inddragelse, er det vigtigt, at emnet være sikkert stabiliseret.
- Har emnet udføre3-5 praksis udvidelse / fleksion manøvrer i knæet, monitor vifte af bevægelse og tegn på ubehag, der måtte eksistere forud for begyndelsen sammentrækning protokollen, og justere efter behov.
- Nu, at de justerbare dele af dynamometer er korrekt monteret på emnet, optage sædet position indstillinger og aksel arm position til gentagelig opsætning tilbagevendende besøg.
BEMÆRK: Det er vigtigt, at motivet er sikker og komfortabel. Standen er udstyret med en nødstopknap for både emne og operatør i tilfælde af en nødsituation.
- kraft Måling
- Når emnet er korrekt orienteret i sædet og isometrisk styrketest protokol er indlæst, instruere emnet om, hvordan til at udføre testen.
- Fortæl det emne, han eller hun vil være ordregivende mod vippearmen, der vil bo stille. Fortæl forbehold følg vejledningen på computerskærmen laver 3 sammentrækninger der varer 5 sek each.
- Fortæl emnet for at opretholde maksimal anstrengelse for hver sammentrækning. Fortæl emnet at trække vejret under veerne. Stil emnet at krydse armene over brystet under testen.
- Start isometriske protokol og lade emnet at øve testen med submaksimal indsats. Denne praksis forsøg vil sætte emnet på prøve samt give en test-specifik opvarmning. Lad patienten øve testen 2 til 3 gange.
- Når emnet er klar, starte testen og verbalt opfordre motivet til at yde maksimal indsats for hver sammentrækning.
- Optag drejningsmoment, kraft og arbejde. Softwaren beregner også koefficienten af varians (en statistisk repræsentation af test gyldighed baseret på reproducerbarhed af ydelse, lavere værdier indikerer højere reproducerbarhed). Hvis koefficienten af varians overstiger 15%, gentages testen. Gentag testen op til 4 gange. Hvis motivet er ude af stand til at producere en koefficient of varians mindre end 15% efter 4 forsøg anvende dataene fra det sæt, gav den laveste varianskoefficient værdi.
- Lad emnet to til tre minutter til hvile, og læg den isokinetiske protokol for at opnå isokinetiske styrke data.
- Når emnet er fastgjort i sædet, instruere om, hvordan man udfører den isokinetiske test.
- Fortæl det emne, de vil gøre tre tillægsplader og fleksion sammentrækninger mod vippearmen, der vil bevæge sig til en fast rente. Fortæl emnet er målet at trække sig sammen så kraftigt som muligt i hele vifte af bevægelse for hver sammentrækning.
- Fortæl dem, at vippearmen stopper, når de når til slutningen af den vifte af bevægelse. Stil emnet at krydse armene over brystet under testen. Mind motivet ikke at holde vejret under veerne
BEMÆRK: Mens de indsamlede data fra fleksion komponent i sammentrækning ikke kan være af interesse for forskeren, subjects, der leverer maksimal anstrengelse for både fleksion og ekstension manøvrer tendens til at give bedre kraft konsistens i den forlængede manøvre.
- Start testen og verbalt opfordre motivet til at give maksimal anstrengelse.
- Optag drejningsmoment, kraft og arbejde. Softwaren beregner også koefficienten af varians (en statistisk repræsentation af test gyldighed baseret på reproducerbarhed af ydelse, lavere værdier indikerer højere reproducerbarhed). Hvis koefficienten af varians overstiger 15%, gentages testen.
- Gentag testen op til 4 gange. Hvis motivet er ude af stand til at producere en varianskoefficient mindre end 15% efter 4 forsøg, anvende dataene fra det sæt, gav den laveste varianskoefficient værdi.
- Når emnet er korrekt orienteret i sædet og isometrisk styrketest protokol er indlæst, instruere emnet om, hvordan til at udføre testen.
3. Skader Induktion
- Én til tre dage efter baseline målinger af del 2, har emnet tilbage til laboratoriet for den skade induktion del afprotokol
- Har emnet warm-up på en cykelergometer i 10 minutter ved 50 til 150 W.
- Efter den varme op, orientere og fastgøre emnet i dynamometer ved hjælp af justering indstillinger registreres i trin 2.3.7, indlæse muskel skade excentrisk arbejde protokol og instruere emnet om, hvordan man korrekt udføre øvelsen.
- Bed motivet, at de vil trække sig sammen mod vægtstangsarmen at indlede bevægelse af akslen arm for hver kontraktion. Fortæl det emne, som akslen arm bevæger sig mod dem til en fast rente, deres mål er at trække sig sammen imod det så eftertrykkeligt som muligt.
- Lad patienten forstå håndgrebene placeret på hver side af sædet.
- Fortæl emnet at trække vejret under veerne; udånder under den excentriske fase.
- Når motivet er klar, skal du starte det første sæt sammentrækninger ved at trykke på startknappen på skærmen.
- Verbalt tilskynde emnet at opretholde maksimal effort for hver kontraktion.
- Følg vejledningen på skærmen, der vil guide emnet gennem 10 sæt af 10 gentagelser med en 1 min hvileperiode mellem sæt.
- Når 10 sæt er afsluttet tillader emnet 1 til 5 min til hvile før gentagelse af protokollen.
BEMÆRK: Det maksimale antal sæt til rådighed under den excentriske protokol er 10 dog kan variere afhængigt af dynamometer og software, der anvendes. Resten giver tid for operatøren at genindlæse protokollen om nødvendigt. - Gentag proceduren to gange mere til i alt 300 overvejende excentriske sammentrækninger.
4. Muskel Assessment Skader
- Gentag både Isokinetisk og isometrisk styrke test, der i 2.4, umiddelbart efter den skadelige motion og ved 24, 48, 72, og 96 timer efter.
- Gentag ømhed måling som beskrevet i afsnit 2.1 ved 24, 48, 72, og 96 timer efter beskadigelse motion. Sørg for at bruge en ny visuel analog skala for hvervurdering, så motivet ikke kan se deres tidligere svar.
- Gentag blodudtagningen som beskrevet i del 2.2 for kreatinkinase assayet ved 48 og 120 timer efter beskadigelse motion, eller på tidspunkter dikteret af forsøgsprotokollen.
- Plot dataene kreatinkinase, styrke og ømhed på y-aksen i en graf i forhold til tiden på x-aksen.
- Iagttage, hvordan disse variabler afviger fra og vende tilbage mod baseline værdier i dagene efter motion, hvilket indikerer skader og reparation hhv.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Brug af præsenteret her metoder, baseline ømhed, serum kreatinkinase aktivitet, og styrke (isometrisk og isokinetiske) målinger blev taget i 7 utrænede unge mænd. Den følgende dag individerne undergik musklen beskadige excentrisk kontraktion forskrift ovenfor beskrevet. At give indekser af muskelskader, opfølgning vurderinger af styrke, ømhed og serum kreatinkinase-aktivitet blev foretaget. Styrke blev målt umiddelbart efter samt 24, 48, 72, og 96 timer efter træning. Ømhed blev målt 24, 48, 72, og 96 timer efter træning. Serum kreatinkinase blev målt til 48 og 120 timer efter træning. Disse data blev analyseret under anvendelse af en envejs gentagne målinger variansanalyse med en Dunnetts multiple sammenligningstest for at sammenligne post-øvelse værdier til præ-øvelse værdi. Sammenlignet med præ-øvelse, isometrisk og isokinetisk styrke blev reduceret med 24 og 48 timer post-øvelse, henholdsvis og returneres lignende til før-træningsværdier derefter (figur 2). Ømhed var signifikant forøget ved 24, 48 og 72 timer efter træning (figur 3). Serum kreatinkinase blev signifikant forhøjet 48 timer efter træning (figur 4). Figur 5 viser en atypisk isometrisk kraft kurve i dagene efter skadelige øvelse.
Figur 1: Den visuelle analoge skala, der anvendes til at kvantificere muskelømhed af quadriceps femoris muskler. Emner bliver bedt om at gøre to legemsvægt afskedskoncert og derefter angive på linjen graden af ømhed de følte i quadriceps muskler under squat manøvre. Forskeren kvantificerer dette ved at måle afstanden af varemærket i mm fra no-ømhed ende af skalaen."Http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54859/54859fig1large.jpg" target = "_ blank"> Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2: Isometrisk kraft (A) og 60 o / s isokinetisk kraft (B) i knæ strækkemuskler en dag før (pre), umiddelbart efter (imm post), 24, 48, 72, og 96 timer efter et anfald af 300 maksimal anstrengelse forlængelse sammentrækninger. Data udtrykkes som en procent af den præ-øvelse force værdi (middelværdi ± SD). Data blev analyseret med et envejs gentagne målinger variansanalyse med en Dunnetts test for multiple sammenligninger. * Angiver signifikant forskel fra før (p <0,05). Dette tal er tilpasset fra henvisning 3. Klik her for at se et større version af dette tal.
Figur 3: Den ømhed respons kurve én dag før træning (pre) samt ved 24, 48, 72, og 96 timer efter 300 maksimal-indsatsgrupper har medført en længere sammentrækninger. Dataene er udtrykt på log10 skala (gennemsnit ± SD). * Angiver signifikant forskel fra pre motion (p <0,05). Dette tal er tilpasset fra henvisning 3. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4: Serum kreatinkinase (CK) aktivitet (gennemsnit ± SD) 24 timer før (pre), 48 og 120 timer efter 300 maksimal-indsats forlængelse contractions (LC). Data er præsenteret som den procentdel af præ-øvelse værdier på loggen 10 skala. * Angiver signifikant forskel fra før (p <0,05), ns angiver ingen signifikant forskel. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 5: Isometrisk kraft knæet extensor muskler ét emne, som viste en atypisk respons. Tving målinger umiddelbart efter (imm post) 24, 48, 72, og 96 timer efter et anfald af 300 maksimal anstrengelse medført en længere sammentrækninger blev ikke reduceret i forhold til før træning (pre) værdi i dette emne. Klik her for at se en større version af dette tal.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Flere trin er afgørende for at opnå de ønskede resultater af denne protokol. For det første skal individer være tilstrækkeligt bekendt til sammentrækning protokoller, især kraftmålinger. Vær sikker på, at emnet forstår præcis, hvad de forventes at gøre, og give dem mulighed for at øve styrkeprøvningerne før dataindsamlingen. Emner der ikke er tilstrækkeligt fortrolig med brug af disse procedurer kan vise en indlæringskurve i dagene efter skaden induktion. Dette kan være en confounding variabel rendering målingerne styrke ugyldig. Figur 5 viser data fra en person, der måske ikke er blevet ordentligt bekendt. Dette emne viste stigende styrke på grund måske at lære i løbet af forsøget på trods af den skadelige motion. For det andet, kan valget af emnet befolkning også være afgørende for denne protokol. Anstrengelses muskelskader kan variere meget fra individ til individ afhængig af mange faktører, herunder den uddannede status for den enkelte. Personer vant til excentrisk træning vil vise langt mindre skade i forhold til uvante individer. Dette kan være en vigtig overvejelse, når der vælges et individ population. Hvis en forsker er interesseret i at observere en stor skade responset, vil en befolkning vant til excentrisk træning være mest tilbøjelige til at give dette resultat. Endelig er det vigtigt, at emnet konsekvent er anbragt på dynamometeret over gentagne besøg. Forskeren skal registrere indstillingerne position for hver justerbar komponent af dynamometer for hvert fag og flytte det i overensstemmelse hermed for hver opfølgning test. Dette vil minimere variabilitet skyldes posturale forskelle.
Mange forskellige dynameters er tilgængelige. Mens de måder, der her er specifikke for Biodex dynamometer og kontrol software, kan disse metoder tilpasses til brug med andre stande efter tegner sig for operating forskelle. Anvendelsen af dynamometeret som præsenteres her giver fordele i forhold til nogle andre metoder, der anvendes til at inducere muskelskader hos mennesker. Disse fordele omfatter præcist at kvantificere den samlede arbejde under træningen, kontrollerende vinkelhastighed, og nøjagtigt at måle styrke og styrke tab. Imidlertid kan andre fremgangsmåder til skade induktion anvendes i tilfælde af, at et dynamometer er ikke tilgængelig eller ikke foretrækkes. Hubal og medarbejdere 13 brugt en gentagen stol sidde og anledning metode til effektivt induceret muskelskader. I denne undersøgelse forsøgspersoner udført forlængelse kontraktioner ved at sænke ned i en stol. Stupka og medarbejdere 14 brugte traditionelle knæ extensor øvelse hvorunder fag udførte forlængelse komponent af sammentrækning på 120% af koncentriske højst en gentagelse. Downhill kører er også en effektiv stimulus til at forårsage muskelskade 15,16. Disse andre fremgangsmåder til skade induktion kan være foretrukket, hvis forskeren erinteresseret i at observere skader fra en mere virkelige verden eller sport-specifik stimulus eller fra et lukket kinetisk kæde bevægelse. En anden ændring af denne protokol, at forskeren kan overveje er frekvensen af blodprøver til kreatinkinase måling. For at få den mest informative billede af serumkreatinkinase post-øvelse, kan forskeren vælge at tage blodprøver hver 24 time i fem til seks dage efter skaden. Dette vil sikre, at peak serum kreatin kinase værdier ikke gå glip af. Også dette vil give bedre oplysninger om arten af de ændringer i serum kreatinkinase, såsom hvorvidt kurven følger en mono eller bifasisk form.
En begrænsning af denne protokol er, at styrken tab, serum kreatinkinase, og ømhed, er indirekte markører for beskadigelse. Mens kan observeres direkte bevis for skade ved at opnå en muskel prøve og bruge elektronmikroskopi, andre histologiske metoder i gnavere ikke registrerer VOLUntary sammentrækning-induceret skade i human muskel 17,18. I betragtning af de begrænsede metoder, der kan direkte detektere muskelskade i forbindelse med frivillig sammentrækning-induceret skade på mennesker, indirekte markører for skader er blandt de bedste muligheder 10.
Aspekter af både indsamling og analyse af data kan kræve fejlfinding. Under musklen skadelige protokol, skal emnet udløse bevægelsen af akslen arm for hver excentrisk kontraktion. Emnet gør dette ved ordregivende imod den stationære arm i en udstrakt knæ position, indtil en tærskelkraft værdi opfyldt som udløser akslen bevægelighed og den excentriske kontraktion. Tærsklen force værdi 10% af drejningsmomentet værdi programmerede ind i sammentrækning protokollen (trin 1.3.4.2). Nogle kan have vanskeligheder opfylder tærsklen kraft i den udstrakte knæ startposition, især efter flere sæt er afsluttet. Forskeren kan hjælpe individet nå threshold at indlede sammentrækninger ved at trække på akslen arm. Alternativt kan momentværdien programmeret ind i hver sammentrækning af protokollen (1.3.4.2) reduceres således, at tærsklen er lavere. Dog skal momentværdien ikke sat for lavt, fordi hvis emnet overstiger værdien drejningsmoment akslen arm vil stoppe og sammentrækningen vil blive afbrudt. Arten af de kreatin kinase og ømhed data kan også give nogle problemer for investigator. Disse datasæt er ofte ikke normalt fordelt. Begge variabler tendens til at vise ikke-homogenitet af varians, således at øget variabilitet forekommer med højere middelværdier. På grund af karakteren af disse variabler, en log transformation er ofte hensigtsmæssigt at normalisere fordelingerne og homogeniseres variansen inden statistisk analyse. Alternativt kan ikke-parametriske tests anvendes.
Den anstrengelsesudløst muskelskader er beskrevet i dette papir protokol kan have brede applikationer. Den primære strength for at anvende protokollen er potentiale til at studere de cellulære og molekylære processer, der styrer muskel reparation, regeneration, og tilpasning direkte på mennesker. Desuden forsinket muskelømhed og tab midlertidige styrke er ofte uønskede konsekvenser af anstrengende, eller en ny øvelse. Brug af en øvelse-baserede skader protokol, såsom den her beskrevne, er forskere tilvejebragt en valideret model kan teste effektiviteten af ernæringsmæssige, nutraceutical, eller farmakologiske indgreb eller andre behandlinger beregnet til at beskytte mod forsinket muskelømhed efter træning.
Afslutningsvis dette håndskrift beskriver en sikker og pålidelig metode til at forårsage og kvantificere sammentrækning induceret skeletmuskel beskadigelse hos mennesker. Det bruger excentriske sammentrækninger af knæet extensors, som kontrolleres af et dynamometer at fremkalde skader. Muskel skader vurderes ikke-invasivt med forsinket muskelømhed,serumkreatinkinase og styrke tab. Mens protokollen er skrevet til en bestemt dynamometer for skader induktion og kraft målinger kan denne protokol tilpasses til brug med andre stande samt andre former for sammentrækning induceret skade alle sammen.
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 |
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).
