Name: induction and assessment of exertional skeletal muscle damage in humans
Uploaded: 2016-12-11T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 33 s
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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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	<li>Deyhle, M. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skeletal+Muscle+Inflammation+Following+Repeated+Bouts+of+Lengthening+Contractions+in+Humans.">Skeletal Muscle Inflammation Following Repeated Bouts of Lengthening Contractions in Humans.</a> Front. Physiol. 6, 424 (2015).</li><li>Hyldahl, R. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extracellular+matrix+remodeling+and+its+contribution+to+protective+adaptation+following+lengthening+contractions+in+human+muscle.">Extracellular matrix remodeling and its contribution to protective adaptation following lengthening contractions in human muscle.</a> FASEB J. 29 (7), 2894-2904 (2015).</li><li>Hyldahl, R. D., Olson, T., Welling, T., Groscost, L., Parcell, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Satellite+cell+activity+is+differentially+affected+by+contraction+mode+in+human+muscle+following+a+work-matched+bout+of+exercise.">Satellite cell activity is differentially affected by contraction mode in human muscle following a work-matched bout of exercise.</a> Front. Physiol. 5, 485 (2014).</li><li>Clarkson, P. M., Kearns, A. K., Rouzier, P., Rubin, R., Thompson, P. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Serum+creatine+kinase+levels+and+renal+function+measures+in+exertional+muscle+damage.">Serum creatine kinase levels and renal function measures in exertional muscle damage.</a> Med. Sci. Sports Exerc. 38 (4), 623-627 (2006).</li><li>Clarkson, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exertional+rhabdomyolysis+and+acute+renal+failure+in+marathon+runners.">Exertional rhabdomyolysis and acute renal failure in marathon runners.</a> Sports Med. 37 (4-5), 361-363 (2007).</li><li>Seedat, Y. K., Aboo, N., Naicker, S., Parsoo, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acute+renal+failure+in+the+&amp;#34;Comrades+Marathon&amp;#34+runners.">Acute renal failure in the &amp;#34;Comrades Marathon&amp;#34 runners.</a> Ren. Fail. 11 (4), 209-212 (1989).</li><li>Landau, M. E., Kenney, K., Deuster, P., Campbell, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exertional+rhabdomyolysis:+a+clinical+review+with+a+focus+on+genetic+influences.">Exertional rhabdomyolysis: a clinical review with a focus on genetic influences.</a> J. Clin. Neuromuscul. Dis. 13 (3), 122-136 (2012).</li><li>Warren, G. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+CC+chemokines+in+skeletal+muscle+functional+restoration+after+injury.">Role of CC chemokines in skeletal muscle functional restoration after injury.</a> Am. J. Physiol. Cell Physiol. 286 (5), C1031-C1036 (2004).</li><li>Zhang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CD8+T+cells+are+involved+in+skeletal+muscle+regeneration+through+facilitating+MCP-1+secretion+and+Gr1(high)+macrophage+infiltration.">CD8 T cells are involved in skeletal muscle regeneration through facilitating MCP-1 secretion and Gr1(high) macrophage infiltration.</a> J. Immunol. 193 (10), 5149-5160 (2014).</li><li>Cermak, N. M., Noseworthy, M. D., Bourgeois, J. M., Tarnopolsky, M. A., Gibala, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffusion+tensor+MRI+to+assess+skeletal+muscle+disruption+following+eccentric+exercise.">Diffusion tensor MRI to assess skeletal muscle disruption following eccentric exercise.</a> Muscle Nerve. 46 (1), 42-50 (2012).</li><li>Chen, Y. W., Hubal, M. J., Hoffman, E. P., Thompson, P. D., Clarkson, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+responses+of+human+muscle+to+eccentric+exercise.">Molecular responses of human muscle to eccentric exercise.</a> J. Appl. Physiol. 95 (6), 2485-2494 (2003).</li><li>Stasinger, S. K., Di Lorenzo, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Phlebotomy Textbook. , 188-203 (2011).</li><li>Hubal, M. J., Chen, T. C., Thompson, P. D., Clarkson, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inflammatory+gene+changes+associated+with+the+repeated-bout+effect.">Inflammatory gene changes associated with the repeated-bout effect.</a> Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 294 (5), R1628-R1637 (2008).</li><li>Stupka, N., Tarnopolsky, M. A., Yardley, N. J., Phillips, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+adaptation+to+repeated+eccentric+exercise-induced+muscle+damage.">Cellular adaptation to repeated eccentric exercise-induced muscle damage.</a> J. Appl. Physiol. 91 (4), 1669-1678 (2001).</li><li>Smith, L. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+serum+cytokines+after+repeated+bouts+of+downhill+running.">Changes in serum cytokines after repeated bouts of downhill running.</a> Appl. Physiol. Nutr. Metab. 32 (2), 233-240 (2007).</li><li>Marqueste, T., Giannesini, B., Fur, Y. L., Cozzone, P. J., Bendahan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+MRI+analysis+of+T2+changes+associated+with+single+and+repeated+bouts+of+downhill+running+leading+to+eccentric-induced+muscle+damage.">Comparative MRI analysis of T2 changes associated with single and repeated bouts of downhill running leading to eccentric-induced muscle damage.</a> J. Appl. Physiol. 105 (1), 299-307 (2008).</li><li>Crameri, R. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myofibre+damage+in+human+skeletal+muscle:+effects+of+electrical+stimulation+versus+voluntary+contraction.">Myofibre damage in human skeletal muscle: effects of electrical stimulation versus voluntary contraction.</a> J. Physiol. 583 (Pt 1), 365-380 (2007).</li><li>Yu, J. G., Malm, C., Thornell, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Eccentric+contractions+leading+to+DOMS+do+not+cause+loss+of+desmin+nor+fibre+necrosis+in+human+muscle.">Eccentric contractions leading to DOMS do not cause loss of desmin nor fibre necrosis in human muscle.</a> Histochem. Cell Biol. 118 (1), 29-34 (2002).</li><li>Jamurtas, A. Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+between+leg+and+arm+eccentric+exercises+of+the+same+relative+intensity+on+indices+of+muscle+damage.">Comparison between leg and arm eccentric exercises of the same relative intensity on indices of muscle damage.</a> Eur. J. Appl. Physiol. 95 (2-3), 179-185 (2005).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

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?...

The overall goal of this procedure is to induce exertional damage to the quadriceps femoris muscles using voluntary lengthening (eccentric) contractions in human subjects.
Contraction-induced skeletal muscle damage is a common consequence of exercise that is marked by delayed onset muscle soreness1, transient strength loss, and elevated muscle-specific enzymes in the blood2. Exertional muscle damage is most pronounced following exercise to which the subject is unaccustomed, particularly when eccentric contractions are involved3. Exertional muscle damage is typically benign. Soreness subsides, and both serum proteins and strength typically return to pre-damage levels within a few days to weeks after the damaging insult. In extreme cases, exertional muscle damage can lead to a life-threatening syndrome know as rhabdomyolysis. However, exertional muscle damage is usually insufficient to cause clinical rhabdomyolysis in healthy individuals4 in the absence of compounding factors including heat stress, dehydration5, infection6 or rare genetic predispositions7. 
Contraction-induced muscle damage is typically less severe than toxin-induced or freezing-induced injury, methods often used in rodent studies8,9. Yet, contraction-induced injury provides a useful method to study the muscle damage response with notable advantages. First, it is a safe and ethical method for use with human subjects1-3. Thus, interspecies translation of the results is not needed as data can be obtained directly from human subjects. Moreover, translating data obtained from rodent studies is very difficult given that the severity of injury seen in the rodent injury models exceeds the level of damage that would be ethical to induce in human subjects. Second, contraction-induced damage is commonly experienced and a natural process of exercise. Therefore, this mode of damage induction is useful for studying muscle damage in the context of exercise, adaptation to exercise as well as overt muscle injury. Here we describe a safe and reliable method to induce and evaluate skeletal muscle damage using lengthening contractions in humans.

<table><tbody><tr><td>Biodex Dynomometer</td><td>Biodex Medical Systems</td><td>850-000</td><td>Other models are available and should produce similar results</td></tr><tr><td>Creatine Kinase kit</td><td>Sigma-Aldrich&amp;nbsp;</td><td>MAK116</td><td></td></tr><tr><td>Serum Vacutainers</td><td>BD Bioscience</td><td>367812</td><td></td></tr><tr><td>Winged safety push button blood collection set</td><td>BD Bioscience</td><td>367338</td><td></td></tr><tr><td>Cryogenic vials</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>V5007</td><td>We use the 2&amp;nbsp;ml vials to store serum aliquots</td></tr></tbody></table>

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...

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Induction and Assessment of Exertional Skeletal Muscle Damage in Humans

This article describes a safe and reliable method to induce and quantify exertional skeletal muscle damage in human subjects.

ヒトにおける労作骨格筋損傷の誘導および評価

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

induction-assessment-exertional-skeletal-muscle-damage

Universidad de Cartagena UDEC

Research

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Medicine

7.4K ビュー.  Brigham Young University. This article describes a safe and reliable method to induce and quantify exertional skeletal muscle damage in human subjects.

ビデオ: Induction and Assessment of Exertional Skeletal Muscle Damage in Humans

In Vivo Canine Muscle Function Assay

We describe a minimally-invasive and reproducible method to measure canine pelvic limb muscle strength and muscle response to repeated eccentric 
contractions. The pelvic limb of an anesthetized dog is immobilized in a stereotactic frame to align the tibia at a right angle to the femur. Adhesive wrap affixes the 
paw to a pedal mounted on the shaft of a servomotor to measure torque. Percutaneous nerve stimulation activates pelvic limb muscles of the paw to either push (extend) or 
pull (flex) against the pedal to generate isometric torque. Percutaneous tibial nerve stimulation activates tibiotarsal extensor muscles. Repeated eccentric (lengthening) 
contractions are induced in the tibiotarsal flexor muscles by percutaneous peroneal nerve stimulation. The eccentric protocol consists of an initial isometric contraction 
followed by a forced stretch imposed by the servomotor. The rotation effectively lengthens the muscle while it contracts, e.g., an eccentric contraction. During 
stimulation flexor muscles are subjected to an 800 msec isometric and 200 msec eccentric contraction. This procedure is repeated every 5 sec. To avoid fatigue, 4 min rest 
follows every 10 contractions with a total of 30 contractions performed.

In Vivo Canine Muscle Function Assay

We describe a minimally-invasive and painless method to measure canine hindlimb muscle strength and muscle response to repeated eccentric contractions.

ビボ犬筋肉の機能アッセイに

We describe a minimally-invasive and reproducible method to measure canine pelvic limb muscle strength and muscle response to repeated eccentric 
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医学

Manual Muscle Testing:  A Method of Measuring Extremity Muscle Strength Applied to Critically Ill Patients 

Survivors of acute respiratory distress syndrome (ARDS) and other causes of critical illness often have generalized weakness, reduced exercise tolerance, and persistent nerve and muscle impairments after hospital discharge.1-6 Using an explicit protocol with a structured approach to training and quality assurance of research staff, manual muscle testing (MMT) is a highly reliable method for assessing strength, using a standardized clinical examination, for patients following ARDS, and can be completed with mechanically ventilated patients who can tolerate sitting upright in bed and are able to follow two-step commands. 7, 8 
This video demonstrates a protocol for MMT, which has been taught to &ge;43 research staff who have performed &gt;800 assessments on &gt;280 ARDS survivors. Modifications for the bedridden patient are included. Each muscle is tested with specific techniques for positioning, stabilization, resistance, and palpation for each score of the 6-point ordinal Medical Research Council scale.7,9-11 Three upper and three lower extremity muscles are graded in this protocol: shoulder abduction, elbow flexion, wrist extension, hip flexion, knee extension, and ankle dorsiflexion. These muscles were chosen based on the standard approach for evaluating patients for ICU-acquired weakness used in prior publications. 1,2.

Manual Muscle Testing:  A Method of Measuring Extremity Muscle Strength Applied to Critically Ill Patients

Survivors of acute respiratory distress syndrome (ARDS) and critical illness frequently develop long-lasting muscle weakness. Manual muscle testing (MMT) is a standardized clinical examination commonly used to measure strength of peripheral skeletal muscle groups. This video demonstrates MMT using the 6-point Medical Research Council scale.

徒手筋力テスト：四肢筋力の測定方法は、危篤状態の患者に適用

Survivors of acute respiratory distress syndrome (ARDS) and other causes of critical illness often have generalized weakness, reduced exercise tolerance, ...

An in vivo Rodent Model of Contraction-induced Injury and Non-invasive Monitoring of Recovery

Muscle strains are one of the most common complaints treated by physicians. A muscle injury is typically diagnosed from the patient history and physical exam alone, however the clinical presentation can vary greatly depending on the extent of injury, the patient's pain tolerance, etc. In patients with muscle injury or muscle disease, assessment of muscle damage is typically limited to clinical signs, such as tenderness, strength, range of motion, and more recently, imaging studies. Biological markers, such as serum creatine kinase levels, are typically elevated with muscle injury, but their levels do not always correlate with the loss of force production. This is even true of histological findings from animals, which provide a "direct measure" of damage, but do not account for all the loss of function. Some have argued that the most comprehensive measure of the overall health of the muscle in contractile force. Because muscle injury is a random event that occurs under a variety of biomechanical conditions, it is difficult to study. Here, we describe an in vivo animal model to measure torque and to produce a reliable muscle injury. We also describe our model for measurement of force from an isolated muscle in situ. Furthermore, we describe our small animal MRI procedure.

An in vivo Rodent Model of Contraction-induced Injury and Non-invasive Monitoring of Recovery

An in vivo animal model of injury is described. The method takes advantage of the subcutaneous position of the fibular nerve. Velocity, timing of muscle activation, and arc of motion are all pre-determined and synchronized using commercial software. Post injury changes are monitored in vivo using MR imaging/spectroscopy.

アン in vivoで</em収縮で誘起された損傷と回復の非侵襲的モニタリングの>齧歯類モデル

Muscle strains are one of the most  common complaints treated by physicians. A muscle injury is typically diagnosed from the patient history and  physical ...

The Use of Thermal Infra-Red Imaging to Detect Delayed Onset Muscle Soreness

Delayed onset muscle soreness (DOMS), also known as exercise induced muscle damage (EIMD), is commonly experienced in individuals who have been physically inactive for prolonged periods of time, and begin with an unexpected bout of exercise1-4, but can also occur in athletes who exercise beyond their normal limits of training5. The symptoms associated with this painful phenomenon can range from slight muscle tenderness, to severe debilitating pain1,3,5. The intensity of these symptoms and the related discomfort increases within the first 24 hours following the termination of the exercise, and peaks between 24 to 72 hours post exercise1,3. For this reason, DOMS is one of the most common recurrent forms of sports injury that can affect an individual&#x2019;s performance, and become intimidating for many1,4.
For the last 3 decades, the DOMS phenomenon has gained a considerable amount of interest amongst researchers and specialists in exercise physiology, sports, and rehabilitation fields6. There has been a variety of published studies investigating this painful occurrence in regards to its underlying mechanisms, treatment interventions, and preventive strategies1-5,7-12. However, it is evident from the literature that DOMS is not an easy pathology to quantify, as there is a wide amount of variability between the measurement tools and methods used to quantify this condition6. It is obvious that no agreement has been made on one best evaluation measure for DOMS, which makes it difficult to verify whether a specific intervention really helps in decreasing the symptoms associated with this type of soreness or not. Thus, DOMS can be seen as somewhat ambiguous, because many studies depend on measuring soreness using a visual analog scale (VAS)10,13-15, which is a subjective rather than an objective measure. Even though needle biopsies of the muscle, and blood levels of myofibre proteins might be considered a gold standard to some6, large variations in some of these blood proteins have been documented 6,16, in addition to the high risks sometimes associated with invasive techniques. 
Therefore, in the current investigation, we tested a thermal infra-red (IR) imaging technique of the skin above the exercised muscle to detect the associated muscle soreness. Infra-red thermography has been used, and found to be successful in detecting different types of diseases and infections since the 1950&#x2019;s17. But surprisingly, near to nothing has been done on DOMS and changes in skin temperature. The main purpose of this investigation was to examine changes in DOMS using this safe and non-invasive technique.

The purpose of this investigation was to assess whether using an infra-red thermal camera is a valid tool for detecting and quantifying the muscle soreness after exercising.

遅発性筋痛を検出する熱赤外線イメージングの使用

Delayed onset muscle soreness (DOMS), also known as exercise induced muscle damage (EIMD), is commonly experienced in individuals who have been physically ...

Induction of Acute Skeletal Muscle Regeneration by Cardiotoxin Injection

Skeletal muscle regeneration is a physiological process that occurs in adult skeletal muscles in response to injury or disease. Acute injury-induced skeletal muscle regeneration is a widely used, powerful model system to study the events involved in muscle regeneration as well as the mechanisms and different players. Indeed, a detailed knowledge of this process is essential for a better understanding of the pathological conditions that lead to skeletal muscle degeneration, and it aids in identifying new targeted therapeutic strategies. The present work describes a detailed and reproducible protocol to induce acute skeletal muscle regeneration in mice through a single intramuscular injection of cardiotoxin (CTX). CTX belongs to the family of snake venom toxins and causes myolysis of myofibers, which eventually triggers the regeneration events. The dynamics of skeletal muscle regeneration is evaluated by histological analysis of muscle sections. The protocol also illustrates the experimental procedures for dissecting, freezing, and cutting the Tibialis Anterior muscle, as well as the routine Hematoxylin &#38; Eosin staining that is widely used for subsequent morphological and morphometric analysis.

This manuscript describes a detailed protocol to induce acute skeletal muscle regeneration in adult mice and subsequent manipulations of the muscles, such as dissection, freezing, cutting, routine staining, and myofiber cross-sectional area analysis.

心臓毒注入による急性骨格筋再生の誘導

Skeletal muscle regeneration is a physiological process that occurs in adult skeletal muscles in response to injury or disease. Acute injury-induced ...

発生生物学

Human Skeletal Muscle Biopsy Procedures Using the Modified Bergstr&#246;m Technique

The percutaneous biopsy technique enables researchers and clinicians to collect skeletal muscle tissue samples. The technique is safe and highly effective. This video describes the percutaneous biopsy technique using a modified Bergstr&#246;m needle to obtain skeletal muscle tissue samples from the vastus lateralis of human subjects. The Bergstr&#246;m needle consists of an outer cannula with a small opening (&#8216;window&#8217;) at the side of the tip and an inner trocar with a cutting blade at the distal end. Under local anesthesia and aseptic conditions, the needle is advanced into the skeletal muscle through an incision in the skin, subcutaneous tissue, and fascia. Next, suction is applied to the inner trocar, the outer trocar is pulled back, skeletal muscle tissue is drawn into the window of the outer cannula by the suction, and the inner trocar is rapidly closed, thus cutting or clipping the skeletal muscle tissue sample. The needle is rotated 90&#176;&#160;and another cut is made. This process may be repeated three more times. This multiple cutting technique typically produces a sample of 100-200 mg or more in healthy subjects and can be done immediately before, during, and after a bout of exercise or other intervention. Following post-biopsy dressing of the incision site, subjects typically resume their activities of daily living right away and can fully participate in vigorous physical activity within 48-72 hr. Subjects should avoid heavy resistance exercise for 48 hr to reduce the risk of herniation of the muscle through the incision in the fascia.

The purpose of this video is to present the modified Bergstr&#246;m skeletal muscle biopsy technique on human subjects.

変更されたベルイストローム法を用いたヒト骨格筋生検手順

The percutaneous biopsy technique enables researchers and clinicians to collect skeletal muscle tissue samples. The technique is safe and highly ...

Ex Vivo Assessment of Contractility, Fatigability and Alternans in Isolated Skeletal Muscles

Described here is a method to measure contractility of isolated skeletal muscles. Parameters such as muscle force, muscle power, contractile kinetics, fatigability, and recovery after fatigue can be obtained to assess specific aspects of the excitation-contraction coupling (ECC) process such as excitability, contractile machinery and Ca2+ handling ability. This method removes the nerve and blood supply and focuses on the isolated skeletal muscle itself. We routinely use this method to identify genetic components that alter the contractile property of skeletal muscle though modulating Ca2+ signaling pathways. Here, we describe a newly identified skeletal muscle phenotype, i.e., mechanic alternans, as an example of the various and rich information that can be obtained using the in vitro muscle contractility assay. Combination of this assay with single cell assays, genetic approaches and biochemistry assays can provide important insights into the mechanisms of ECC in skeletal muscle.

Ex Vivo Assessment of Contractility, Fatigability and Alternans in Isolated Skeletal Muscles

We describe a method to directly measure muscle force, muscle power, contractile kinetics and fatigability of isolated skeletal muscles in an in vitro system using field stimulation. Valuable information on Ca2+ handling properties and contractile machinery of the muscle can be obtained using different stimulating protocols.

隔離された骨格筋の収縮、倦怠感や交互の ex vivo での評価

 
Described here is a method to measure contractility of isolated skeletal muscles. Parameters such as muscle force, muscle power, contractile kinetics, ...

生物学

Isometric and Eccentric Force Generation Assessment of Skeletal Muscles Isolated from Murine Models of Muscular Dystrophies

Critical to the evaluation of potential therapeutics for muscular disease are sensitive and reproducible physiological assessments of muscle function. Because many pre-clinical trials rely on mouse models for these diseases, isolated muscle function has become one of the standards for Go/NoGo decisions in moving drug candidates forward into patients. We will demonstrate the preparation of the extensor digitorum longus (EDL) and diaphragm muscles for functional testing, which are the predominant muscles utilized for these studies. The EDL muscle geometry is ideal for isolated muscle preparations, with two easily accessible tendons, and a small size that can be supported by superfusion in a bath. The diaphragm exhibits profound progressive pathology in dystrophic animals, and can serve as a platform for evaluating many potential therapies countering fibrosis, and promoting myofiber stability. Protocols for routine testing, including isometric and eccentric contractions, will be shown. Isometric force provides assessment of strength, and eccentric contractions help to evaluate sarcolemma stability, which is disrupted in many types of muscular dystrophies. Comparisons of the expected results between muscles from wildtype and dystrophic muscles will also be provided. These measures can complement morphological and biochemical measurements of tissue homeostasis, as well as whole animal assessments of muscle function.

Muscle function measurements contribute to the evaluation of potential therapeutics for muscle pathology, as well as to the determination of mechanisms underlying physiology of this tissue. We will demonstrate the preparation of the extensor digitorum longus and diaphragm muscles for functional testing. Protocols for isometric and eccentric contractions will be shown, as well as differences in results between dystrophic muscles, representing a pathological state, and wildtype muscles.

筋ジストロフィーのマウスモデルから分離された骨格筋の等尺性と偏心力発生アセスメント

Critical to the evaluation of potential  therapeutics for muscular disease are sensitive and reproducible physiological  assessments of muscle function. ...

Skeletal Muscle Neurovascular Coupling, Oxidative Capacity, and Microvascular Function with 'One Stop Shop' Near-infrared Spectroscopy

Exercise represents a major hemodynamic stress that demands a highly coordinated neurovascular response in order to match oxygen delivery to metabolic demand. Reactive hyperemia (in response to a brief period of tissue ischemia) is an independent predictor of cardiovascular events and provides important insight into vascular health and vasodilatory capacity. Skeletal muscle oxidative capacity is equally important in health and disease, as it determines the energy supply for myocellular processes. Here, we describe a simple, non-invasive approach using near-infrared spectroscopy to assess each of these major clinical endpoints (reactive hyperemia, neurovascular coupling, and muscle oxidative capacity) during a single clinic or laboratory visit. Unlike Doppler ultrasound, magnetic resonance images/spectroscopy, or invasive catheter-based flow measurements or muscle biopsies, our approach is less operator-dependent, low-cost, and completely non-invasive. Representative data from our lab taken together with summary data from previously published literature illustrate the utility of each of these end-points. Once this technique is mastered, application to clinical populations will provide important mechanistic insight into exercise intolerance and cardiovascular dysfunction.

Here, we describe a simple, non-invasive approach using near-infrared spectroscopy to assess reactive hyperemia, neurovascular coupling and skeletal muscle oxidative capacity in a single clinic or laboratory visit.

骨格筋血管カップリング、酸化容量、および 'ワンストップ ショップ「近赤外分光法を用いた微小血管機能

Exercise represents a major hemodynamic stress that demands a highly coordinated neurovascular response in order to match oxygen delivery to metabolic ...

Non-invasive Assessment of Dorsiflexor Muscle Function in Mice

Assessment of skeletal muscle contractile function is an important measurement for both clinical and research purposes. Numerous conditions can negatively affect skeletal muscle. This can result in a loss of muscle mass (atrophy) and/or loss of muscle quality (reduced force per unit of muscle mass), both of which are prevalent in chronic disease, muscle-specific disease, immobilization, and aging (sarcopenia). Skeletal muscle function in animals can be evaluated by a range of different tests. All tests have limitations related to the physiological testing environment, and the selection of a specific test often depends on the nature of the experiments. Here, we describe an in vivo, non-invasive technique involving a helpful and easy assessment of force frequency-curve (FFC) in mice that can be performed on the same animal over time. This permits monitoring of disease progression and/or efficacy&#160;of a potential therapeutic treatment.

Measurement of rodent skeletal muscle contractile function is a useful tool that can be used to track disease progression as well as efficacy of therapeutic intervention. We describe here the non-invasive, in vivo assessment of the dorsiflexor muscles that can be repeated over time in the same mouse.

マウスで内がえし筋機能の非侵襲的評価

Assessment of skeletal muscle contractile function is an important measurement for both clinical and research purposes. Numerous conditions can negatively ...

ヒトにおける労作骨格筋損傷の誘導および評価

要約

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ビボ犬筋肉の機能アッセイに

徒手筋力テスト：四肢筋力の測定方法は、危篤状態の患者に適用

アン in vivoで齧歯類モデル

遅発性筋痛を検出する熱赤外線イメージングの使用

心臓毒注入による急性骨格筋再生の誘導

変更されたベルイストローム法を用いたヒト骨格筋生検手順

隔離された骨格筋の収縮、倦怠感や交互の ex vivo での評価

筋ジストロフィーのマウスモデルから分離された骨格筋の等尺性と偏心力発生アセスメント

骨格筋血管カップリング、酸化容量、および 'ワンストップショップ「近赤外分光法を用いた微小血管機能

マウスで内がえし筋機能の非侵襲的評価

ヒトにおける労作骨格筋損傷の誘導および評価

要約

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ビボ犬筋肉の機能アッセイに

徒手筋力テスト：四肢筋力の測定方法は、危篤状態の患者に適用

アン in vivoで齧歯類モデル

遅発性筋痛を検出する熱赤外線イメージングの使用

心臓毒注入による急性骨格筋再生の誘導

変更されたベルイストローム法を用いたヒト骨格筋生検手順

隔離された骨格筋の収縮、倦怠感や交互の ex vivo での評価

筋ジストロフィーのマウスモデルから分離された骨格筋の等尺性と偏心力発生アセスメント

骨格筋血管カップリング、酸化容量、および 'ワンストップ ショップ「近赤外分光法を用いた微小血管機能

マウスで内がえし筋機能の非侵襲的評価

骨格筋血管カップリング、酸化容量、および 'ワンストップショップ「近赤外分光法を用いた微小血管機能