Effects of a 5-day bed rest on muscle size, T2-relaxation and neuromuscular function
Tekijät
Päivämäärä
2015Pääsyrajoitukset
Aineistoon pääsyä on rajoitettu tekijänoikeussyistä. Aineisto on luettavissa Jyväskylän yliopiston kirjaston arkistotyöasemalta. Ks. https://kirjasto.jyu.fi/fi/tyoskentelytilat/laitteet-ja-tilat.
Introduction: The study was a part of a series of short-term bed rest studies organized
by the European Space Agency (ESA) involving several teams of scientists. The bed
rest studies are used to simulate microgravity environment and to help to find out
countermeasures for adverse effects on human physiology that are caused e.g. by
inactivity and unloading of skeletal muscles. Data from these studies can also help
general population e.g. to recover faster after hospitalization.
Objectives: The purpose of the study was to investigate effects of a 5-day bed rest on
upper leg muscle size (vasti compared to sartorius), T2-relaxation in those muscles, and
changes in neuromuscular performance. Objectives were to find out if initial muscle
volume changes are caused by changes in the content of free non-macromolecular
bound water, and evaluate possible consequences to neuromuscular performance.
Methods: Ten healthy male subjects (age 29.4 ± 5.9 years; height 178.8 ± 3.7 cm; body
mass 77.7 ± 4.1 kg) took part in three 6º head-down tilt bed rest campaigns each lasting
five days and including 5-day preparatory (baseline) and 5-day recovery periods. The
subjects were randomly assigned either in a control group (CON; strict bed rest), in a
standing group (STA, daily 25 min upright standing) or in a locomotion replacement
training group (LRT, daily 25 min exercise protocol). All subjects performed the
protocols with approximately 2-3 months between the campaigns. The muscle volume
changes were determined by segmenting MRI of vasti and sartorius, and a MRI
parameter T2 was analyzed from the same muscles to determine if it correlates with
volume changes. MRIs were taken two days before the bed rest (BDC-2), after the bed
rest (R+0) and after 5-day recovery (R+5). Knee extensor strength was measured via
testing isometric maximum voluntary contraction (MVC), and changes in maximum
jump height were tested using a force platform. Muscle fatigability and electrical
conduction properties were also analyzed via M-wave and EMG measurements.
Results: Muscle volume reduction (BDC-2 to R+0) were observed in sartorius (-1.38%
in LRT; -0.38% in STA and -0.46 % in CON groups; p<0.05), and in vasti (-0.20% in
LRT; - 2.21 % in STA and -1.75 % in CON groups; p<0.001). The muscle volume kept
on declining or remained at R+0 level during the recovery period in both muscles.
T2 increased in sartorius if all subjects were observed regardless of intervention (LRT,
STA, CON) and recovered to BDC-2 values after recovery (BDC-2: T2=42.10; R+0:
T2=48.22 ms; R+5: T2=46.61 ms; p<0.05). There was no difference between different
interventions. In vasti there were no statistical significances in T2 between interventions
or between different measurement days (BDC-2, R+0, R+5). MVC decreased by 8 %
for CON (p<0.05), was maintained for STA, and increased with 12 % for LRT (p <
0.05). Maximum jump height declined approximately 1.5 cm for all groups (p < 0.001).
Neural activation and knee extensor fatigability did not change.
Conclusions: It can be concluded that the 5-day bed rest with this sample size was not
adequate to draw conclusions regarding correlation of T2 and muscle volume changes.
The LRT training program was able maintain muscle size and MVC. Future studies are
required to validate the methodology.
...
Johdanto: Tutkimus oli osa Euroopan Avaruusjärjestön (ESA, European Space
Agency) organisoimia lyhyitä vuodelepotutkimuksia, joihin osallistui monta
tutkijaryhmää. Vuodelepotutkimuksilla simuloidaan painottomuuden vaikutuksia
elimistössä ja pyritään löytämään keinoja, joilla mm. inaktiivisuuden ja painovoiman
aiheuttaman kuormituksen vähenemisen haitalliset vaikutukset lihaksistossa voidaan
välttää. Tutkimusten tuloksia voidaan soveltaa myös valtaväestöön esim.
sairaalajaksoista toipumisen tukemiseksi.
Tavoitteet: Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää viiden päivän vuodelevon
vaikutuksia reiden lihasten (vasti ja sartorius) kokoon, T2 -relaksaatioon kyseisissä
lihaksissa ja neuromuskulaariseen suorituskykyyn. Tarkoituksena oli selvittää
korreloiko odotetut lihaskoon muutokset T2 -aikojen kanssa ja antavatko nämä viitteitä
siitä, että vuodelevon alussa tapahtuvat muutokset lihaskoossa johtuvat muutoksista
makromolekulaarisesti sitoutumattoman veden siirtymisestä pois lihaksista.
Menetelmät: Tukimukseen osallistui 10 tervettä miestä (ikä 29.4 ± 5.9 vuotta; pituus
178.8 ± 3.7 cm; paino 77.7 ± 4.1 kg). Koehenkilöt osallistuivat yhteensä kolmeen viiden
päivän vuodelepojaksoon (sänky oli kuuden asteen kulmassa ja pää alaspäin), joista
jokainen sisälsi viiden päivän valmistavan jakson ja viiden päivän palautusjakson.
Tutkittavat jaettiin kolmeen ryhmään (CON=kontrolli: tiukka vuodelepo; STA=
pystyasento: 25 min pystyasennossa/vrk; LRT=liikunta: 25 min fyysistä
harjoittelua/vrk). Kaikki koehenkilöt osallistuivat kaikkiin ryhmiin ja tutkimusjaksojen
välillä oli 2-3 kuukauden tauko. Lihaskoon ja T2 -aikojen muutoksia selvitettiin MRI -
kuvien perusteella. MRI -kuvat otettiin kaksi päivää ennen vuodenlevon alkua (BDC-2),
heti vuodelevon jälkeen (R+0) ja viiden päivän palautumisjakson jälkeen (R+5). Polven
ojentajien suorituskykymuutoksia arvioitiin mittaamalla isometrisen maksimivoiman,
ponnistuskorkeuden ja lihasten väsyvyyden muutoksia.
Tulokset: Lihaskoon muutoksia havaittiin sartoriuksessa (-1.38% LRT; -0.38% STA ja
-0.46 % CON ryhmissä; p<0.05) ja vasti -lihasryhmässä (-0.20% LRT; - 2.21 % STA ja
-1.75 % CON ryhmissä; p<0.001). Lihasten koko ei palautunut vuodelepoa edeltäneelle
tasolla palautumisjakson aikana. Sartoriuksessa T2 -ajat kasvoivat vuodelevon
seurauksena ja palautuivat palautusjakson aikana, jos kaikkia koehenkilöitä tarkasteltiin
huomioimatta, mihin ryhmään he kuuluivat (BDC-2: T2=42.02ms; R+0: T2=48.22 ms;
R+5: T2=46.61 ms; p<0.05). Eri ryhmien välillä ei ollut tilastollisesti merkitseviä eroja.
Reiden ojentajissa (vasti) ei havaittu merkitseviä eroja T2 -ajoissa ryhmien tai
mittauspäivien välillä. Isometrinen maksimivoima laski 8 % CON -ryhmässä, pysyi
ennallaan STA -ryhmässä ja kasvoi 12 % LRT -ryhmässä (p < 0.05). Maksimaalinen
ponnistuskorkeus laski noin 1.5 cm kaikilla ryhmillä (p < 0.001). Neuraalisen
aktivaation tai lihasväsyvyyden muutoksia ei havaittu.
Yhteenveto: Johtopäätöksenä voidaan todeta, että viiden päivän vuodelevon perusteella
ei voida päätellä korrelaatioita T2 -aikojen ja lihaskoon muutoksien välillä. LRT -
ryhmän harjoittelu auttoi ehkäisemään lihaskoon ja maksimivoiman muutoksia. Lisää
tutkimusta suuremmalla koehenkilömäärällä tarvitaan metodien varmistamiseksi.
...
Metadata
Näytä kaikki kuvailutiedotKokoelmat
- Pro gradu -tutkielmat [29410]
Samankaltainen aineisto
Näytetään aineistoja, joilla on samankaltainen nimeke tai asiasanat.
-
Voimaharjoittelun vaikutukset keskimmäisen ja suoran reisilihaksen väliseen dynamiikkaan polven koukistus-ojennusliikkeessä
Havu, Marko (2014)Tässä tutkimuksessa tarkastellaan nopeuskoodatun magneettikuvauksen avulla voimaharjoittelun vaikutuksia nelipäisen reisilihaksen mekaniikkaan. Tutkimukseen osallistui 14 koehenkilöä, joista seitsemän voimaharjoitteli 20 ... -
Effects of 10 weeks of military training on neuromuscular function in non-overreached and overreached conscripts
Piirainen, Jarmo; Rautio, T.; Tanskanen-Tervo, M.M.; Kyröläinen, Heikki; Huovinen, J.; Linnamo, Vesa (Elsevier Ltd, 2019)The purpose of the study was to examine how military training influences neuromuscular function in non-overreached and overreached conscripts. A total of 24 male conscripts participated in the study (8 weeks basic ... -
The effect of aquatic exercise on symptoms, function, body composition and cartilage in knee osteoarthritis
Waller, Benjamin (University of Jyväskylä, 2016)Knee osteoarthritis (OA) is the most common joint disease associated with pain and loss of functional capacity. The management of knee OA is multifaceted and covers the whole OA continuum from injury prevention to the ... -
Neuromuscular function during knee exercises in water : with special reference to hydrodynamics and therapy
Pöyhönen, Tapani (University of Jyväskylä, 2002)The present series of studies examined neuromuscular function during knee exercise in water and training responses of an aquatic exercise program. Emphasis was placed on the quantification of water resistance, the drag. ... -
Neuromuscular function and balance control in young and elderly subjects : effects of explosive strength training
Piirainen, Jarmo (University of Jyväskylä, 2014)
Ellei toisin mainittu, julkisesti saatavilla olevia JYX-metatietoja (poislukien tiivistelmät) saa vapaasti uudelleenkäyttää CC0-lisenssillä.