Study proposal: The effects of local and remote ischemic preconditioning on motor unit properties in the tibialis anterior muscle of healthy adults
Authors
Øhlenschlæger, Trine ; Pedersen, Mathias Mondrup
Term
4. semester
Education
Publication year
2020
Submitted on
2020-06-02
Pages
58
Abstract
Iskæmisk præconditioning (IPC) er en metode, hvor blodtilførslen kortvarigt afklemmes og derefter genskabes i gentagne cykler. Metoden foreslås som en måde at forbedre muskelfunktion. IPC kan udføres på den muskel, der undersøges (lokal IPC, LIPC) eller på en anden ekstremitet (fjern IPC, RIPC). IPC kan muligvis dæmpe signaler fra iltfølsomme nervefibre i musklen (gruppe III/IV afferenter), hvilket kan gøre rygmarvens motorneuroner mere letaktiverede. Indtil nu er virkninger på motorenheders egenskaber kun undersøgt hos personer med kronisk apopleksi, hvor LIPC øgede muskelstyrke via bedre aktivering. Dette studie vil undersøge, om IPC ændrer to egenskaber ved motorenheder hos raske voksne under en stabil, submaksimal isometrisk kontraktion: udladningsfrekvens (hvor ofte motorneuronen fyrer) og rekrutteringstærskel (hvor stor indsats der skal til for at aktivere den). Vi vil også sammenligne, om LIPC og RIPC adskiller sig. Vi forventer, at LIPC øger udladningsfrekvensen og sænker rekrutteringstærsklen mere end RIPC, og at begge har stærkere effekter end en sham-betingelse. Studiet planlægges som et randomiseret, balanceordnet cross-over-studie med 16 raske voksne. Hver deltager gennemfører tre interventioner (LIPC, RIPC, sham). Hver intervention består af fire cykler med 5 minutters afklemning efterfulgt af 5 minutters reperfusion; manchetrykket er 225 mmHg for LIPC og RIPC og 25 mmHg for sham. Før og efter hver intervention udfører deltagerne tre maksimale frivillige kontraktioner (MVC) og to submaksimale isometriske rampkontraktioner ved 40% MVC med ankeldorsalfleksorerne (musklerne der løfter foden). Vi måler det centrale motoriske drive (neurale signaler til musklen)—motorenheders udladningsfrekvens og rekrutteringstærskel—fra højre m. tibialis anterior med højdensitets overflade-elektromyografi. Studiet kan give ny viden om, hvordan IPC påvirker den neurale drive til musklen og motorenheders egenskaber hos raske.
Ischemic preconditioning (IPC) briefly restricts and then restores blood flow in repeated cycles. It has been proposed as a way to enhance muscle performance. IPC can be applied to the target muscle (local IPC, LIPC) or to a different limb (remote IPC, RIPC). IPC may dampen signals from oxygen‑sensitive muscle nerve fibers (group III/IV afferents), which could make spinal motor neurons easier to activate. So far, effects on motor unit properties have only been studied in people with chronic stroke, where LIPC increased muscle strength by improving activation. This study will test whether IPC changes two motor unit features in healthy adults during a steady, submaximal isometric contraction: discharge rate (how often the motor neuron fires) and recruitment threshold (how much effort is needed to turn it on). We will also compare whether LIPC and RIPC differ. We hypothesize that LIPC will increase discharge rate and lower recruitment threshold more than RIPC, and that both will have stronger effects than a sham condition. We plan a randomized, counterbalanced crossover study with 16 healthy adults. Each participant will complete three interventions (LIPC, RIPC, sham). Each intervention includes four cycles of 5 minutes of occlusion followed by 5 minutes of reperfusion; cuff pressure is 225 mmHg for LIPC and RIPC and 25 mmHg for sham. Before and after each intervention, participants will perform three maximal voluntary contractions (MVC) and two submaximal isometric ramp contractions at 40% MVC of the ankle dorsiflexors (the muscles that lift the foot). We will record central motor drive—motor unit discharge rate and recruitment threshold—from the right tibialis anterior using high‑density surface electromyography. The study aims to provide new insight into how IPC influences neural drive to muscle and motor unit properties in healthy people.
[This abstract was generated with the help of AI]
Keywords
Documents