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전경골근근의 파상풍 자극 철수 후 힘과 역동성 재연장에 대한 연령의 영향 2부

Sep 11, 2023

80~20% 신호 감소를 위한 시간 간격(TRT 및 TRMMG)

양방향 ANOVA는 연령에 따라 유의미한 영향을 나타냈습니다(p<0.001) and signal (p<0.001) on TR, but without an interaction between these factors (p=0.468).

Cistanche는 항피로 및 체력 강화제 역할을 할 수 있으며 실험 연구에 따르면 Cistanche tubeulosa 달임은 체중을 견디는 수영 쥐에서 손상된 간 간세포 및 내피 세포를 효과적으로 보호하고 NOS3 발현을 상향 조절하며 간 글리코겐을 촉진할 수 있는 것으로 나타났습니다. 합성하여 항피로 효능을 발휘합니다. 페닐에타노이드 글리코시드가 풍부한 Cistanche tubeulosa 추출물은 ICR 생쥐의 혈청 크레아틴 키나제, 젖산 탈수소효소 및 젖산 수치를 크게 감소시키고 헤모글로빈(HB) 및 포도당 수치를 증가시킬 수 있으며, 이는 근육 손상을 감소시켜 항피로 역할을 할 수 있습니다. 생쥐의 에너지 저장을 위한 젖산 농축을 지연시키는 것입니다. 복합 Cistanche Tubulosa 정제는 쥐의 체중 부하 수영 시간을 유의하게 연장하고 간 글리코겐 보유량을 증가시키며 운동 후 혈청 요소 수치를 감소시켜 항피로 효과를 나타냈습니다. 시스탄치스 달임은 운동하는 쥐의 지구력을 향상시키고 피로 해소를 촉진할 수 있으며, 부하 운동 후 혈청 크레아틴 키나아제의 상승을 감소시키고 운동 후 쥐의 골격근 미세구조를 정상으로 유지하는 효과가 있음을 나타냅니다. 체력 강화 및 피로 회복 효과가 있습니다. Cistanchis는 또한 아질산염에 중독된 쥐의 생존 시간을 크게 연장하고 저산소증과 피로에 대한 내성을 강화했습니다.

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TR은 노인 대상자에 비해 젊은 대상자에서 더 낮았고, MMG 신호는 힘 신호보다 느리게 감소했습니다. TRT는 젊은 그룹(62.7 ± 17.08 ms)이 노인 그룹(81.65 ± 22.36 ms)보다 유의하게 낮았습니다(p{8}}.022). TRMMG에 대해서도 비슷한 결과가 관찰되었으며 젊은 피험자(104.7±28.9ms)와 노년 피험자(132±31.48ms) 사이에 통계적 차이가 관찰되었습니다(p= 0.001).

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근육 순응도(MC)

양방향 ANOVA는 연령(p{1}}.016)의 유의미한 효과와 상대 토크 빈(p)의 유의미한 효과를 나타냈습니다.<0.001) on the close MMG changes. In addition, an interaction was found between these factors (p=0.013). As shown in Fig. 6, within bin analysis indicated significant differences between groups for 20–10% bin (15.69 ± 7.5 [young] and 10.8 ± 3.3 [old], p < 0.001) and 10–0% bin (22.12 ± 10.3 [young] and 17.58 ± 5.6 [old], p = 0.001). The two groups showed no other significant difference for the rest of the bins (p>0.05).

토크 감소 종료 시 MMG(MMG0T)

MMG0T는 노년층(19.79±11.95%)에 비해 젊은층(5.41±6.92%)에서 유의하게 낮았습니다(독립 t-검정, p<0.001).

fatigue

논의

이 연구에서 우리는 젊고 노년층의 전경골근의 전기적 자극 수축이 끝날 때 토크와 MMG 감소를 평가했습니다. 우리의 주요 연구 결과는 연령에 따른 이완 과정 중 근육 역학의 연령에 따른 변화가 이 두 신호의 역학 분석을 통해 얻은 특정 매개변수에 의해 잘 설명된다는 것을 시사합니다. 이러한 변화는 노인의 교대 걷기 동작의 특정 특징을 부분적으로 설명할 수 있습니다.

토크와 MMG의 시간 경과

MMG를 이용하여 간접적으로 측정한 근육 길이 변화의 시간 경과에 대한 비교 분석과 인간 근육의 힘에 대한 비교 분석은 이미 문헌에 보고된 바 있다(Celichowski et al. 1998; Yoshitake et al. 2005, 2008; Orizio et al. 2008, Cogliati 등 2020, Cè 등 2017, 2013a, 2013c, Longo 등 2017, 2016, Shinohara 및 Søgaard 2006, Jaskólska 등 2003, Esposito 등 2011, 2016). 그러나 자발적인 수축과 관련된 신경 조절의 특징으로부터 기계적 근육 반응을 분리하기 위해 일정한 주파수의 파상풍 자극 중 현상을 조사한 논문은 소수에 불과합니다. 특히 몇몇 저자는 유발된 활동이 시작될 때(Cè et al. 2017, 2013c, 2013a; Cogliati et al. 2020; Esposito et al. 2011, 2016) 또는 유발된 활동이 끝날 때(Longo et al. 2016; Esposito 외 2011, 2016; Cè 외 2013c, 2014a, 2013b). MMG 검출 기술은 가속도계(Longo et al. 2016; Esposito et al. 2011, 2016; Cè et al. 2013b, 2017) 또는 레이저 거리 센서(Cogliati et al. 2020; Orizio et al. 2013; Yoshitake et al. al.2008). 여기에서 파상풍 자극을 기반으로 한 실험 설계를 통해 인간 최초로 전체 이완 과정에 걸쳐 긴장 감소와 근육이 다시 늘어나는 사이의 시간 관계를 설명할 수 있었습니다. 이러한 결과는 고양이에서 보고된 데이터와 실질적으로 일치합니다(Orizio et al. 2003).

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우리는 유발 수축 동안 전기 기계적 결합에 소비된 시간 계산을 위해 일반적으로 허용되는 기준을 유추하고 미러링하여 전기 활동의 끝을 식별했습니다. 여기서 첫 번째 적용된 자극(EMG 신호의 시작)과 감지 가능한 장력 증가 사이의 시간 간격이 증가합니다 측정됩니다. 결과적으로 지연(즉, 이완 과정을 시작하기 전에 소요된 시간 간격)은 전기 활동 시간 순간의 끝과 토크 및 MMG 감쇠의 시작부터 측정되었습니다(식별 절차에 대한 방법 참조). 이 주제에 대한 논문 수가 부족하기 때문에 우리 결과를 문헌의 완화 데이터와 비교하는 것은 어렵습니다. 더욱이, 일부 논문(Booth et al. 1997; Hespel et al. 2002; Cè et al. 2014a, 2013b; Esposito et al. 2011)에서 보고된 토크 및 MMG의 지연은 다양한 신호 감지 기술을 사용하여 얻어졌습니다(예: MMG는 가속도계에 의해 변환되거나 파상풍 열차의 마지막 자극에 의해 유발된 전기 활동의 전체 기간을 포함했습니다. 반대로, 우리의 절차에서는 이 간격을 고려하지 않았습니다. 이러한 이유로 보고된 DT 및 DMMG의 절대값은 인용된 저자가 결정한 값과 직접 비교할 수 없습니다. 그럼에도 불구하고 문헌 데이터와 우리의 데이터는 DMMG가 항상 D보다 크다는 데 동의합니다.T. 신호의 감쇠 시작과 절대(RR)에서의 이러한 차이는T그리고 RRMMG (밀리그램)) 및 상대(NRRT그리고 NRRMMG (밀리그램)) 붕괴율은 근육이 다시 늘어나기 전에 힘이 감소한다는 것을 지속적으로 나타냅니다. 이 마지막 복잡한 과정은 Orizio 등이 논의한 장력 감소 후 힘줄 단축 및 기타 가능한 요인(탄성 에너지 저장 복원, 유체 분포 변화, 근육 내 압력 변화 등)과 같은 여러 결정 요인의 영향을 받습니다. (2003), Uchiyama와 Hashimoto(2011)가 제안한 모델에 의해 부분적으로 설명되었습니다.

토크와 MMG로 모니터링한 근육 이완 과정에 대한 연령의 영향

위에서 언급한 바와 같이, 본 연구에서 측정된 DT 및 DMMG는 기계적 이완 과정에 대한 여러 연구에서 결정된 것과 직접적으로 비교할 수 없습니다(Cè et al. 2013b, 2014a; Esposito et al. 2016; Longo et al. 2016, 2017). 젊은 인구를 고려할 때. 반대로, TRT(80~20% 힘 감소에서 소요된 시간을 반영)는 긴장 감소 기간에 따른 근육량과 간격을 고려할 때 30세 미만 조사 대상에 대해 보고된 것과 일치합니다( Cè 등 2014a, Booth 등 1997, Hespel 등 2002). 파상풍 자극 후 이완 단계 동안의 근육 표면 역학(MMG)에 대한 데이터는 문헌에 보고되어 있지 않습니다.

노인 인구를 고려할 때 파상풍 자극 후 위에서 고려한 모든 기계적 매개 변수에 대한 데이터는 문헌에서 찾을 수 없습니다.

우리의 데이터는 토크와 MMG 모두에서 부패의 시작과 감소 속도(절대 및 상대)가 나중에 발생하고 각각 젊은 것보다 노년층에서 더 느리다는 것을 나타냅니다. 이완 과정에 대한 연령의 영향을 논의하려면 세포 메커니즘에 대한 몇 가지 기본적인 고려 사항이 유용할 수 있습니다. 그러나 단일 섬유 또는 분리된 근원섬유에서 검색된 데이터는 인간의 전체 근육-힘줄 단위에서 얻은 실험 데이터를 설명하는 데 직접 사용할 수 없다는 점을 명심해야 합니다. 세포 데이터는 무시할 수 없는 몇 가지 요소만 강조할 수 있지만 "생체 내" 실험 설정의 훨씬 더 복잡한 상황에 따라 해당 작용이 "필터링"될 수 있습니다.

근육 수축은 전기기계적 결합의 결과입니다. 이는 세포질 [Ca++] 가는 필라멘트 억제 상태를 제거하고 액토미오신 상호 작용 또는 교차 브리지 주기를 허용합니다. 반대로, 근육 이완 동안 세포질[Ca]이 감소함에 따라 근육 활동 장력이 감소합니다.++]는 얇은 필라멘트의 억제 상태를 복원하여 교차 다리 주기를 끝내는 미오신이 새로운 교차 주기를 시작할 수 없도록 합니다. 근소포체 칼슘 수송 ATPase(SERCA) 펌프는 세포질에서 칼슘을 제거하고 이를 세망으로 이동시키는 기능을 고려할 때 중요한 역할을 합니다(Periasamy and Kalyanasundaram 2007). [Ca++]가 얇은 필라멘트 활성화에 대한 임계값 아래로 감소하면, 부착된 활성 크로스 브리지의 수는 처음에는 천천히 감소하고 크로스 브리지 분리 속도가 갑자기 증가하면서 빠른 붕괴를 겪습니다(Cleworth and Edman 1972; Tesi et al. 2002). 따라서 등척성 수축이 끝나면 장력 감소는 두 단계로 발생합니다. 첫 번째 단계에서는 근절이 등축성 상태(느린 단계)로 유지되는 반면, 다음 단계에서는 근절이 단축되거나 늘어납니다. 극적인 힘 감소(빠르거나 혼란스러운 단계)(검토는 Poggesi et al. 2005; Hill et al. 2021 참조). 설명된 현상이 생리학적 온도에서 손상되지 않은 포유류 근육의 시간 경과에 기여할 수 있는 정도(Hill et al. 2021)가 알려져 있지 않더라도 근육 이완 과정에 대한 지식이 우리의 해석을 이끌어야 합니다. 이 연구에서 발견된 젊은 인구와 노년 인구의 토크 및 MMG 매개변수의 차이.

chronic fatigue syndrome (2)

위에서 설명한 해석에 따라 근질 Ca 비율은 다음과 같습니다.++제거는 장력 감소 임계값에 도달하는 시간을 결정하며 아마도 DT 및 DMMG 매개변수에 의해 모니터링됩니다. 젊은층과 노년층에서 이러한 매개변수의 차이는 SERCA 특성의 차이로 인한 것일 수 있습니다. 실제로, Lamboley et al. (2014)은 두 가지 서로 다른 SERCA 이소형이 고속 섬유와 느린 섬유에서 발현된다고 보고했습니다. 그들은 칼슘 재흡수 속도가 다른 것으로 보입니다. SERCA2 isoform을 포함하는 느린 섬유는 Ca가 더 느립니다.++SERCA1 펌프를 사용하면 속섬유보다 재흡수됩니다. 노화된 전방 경골근의 느린 섬유의 유병률을 고려하면(Orizio et al. 2016; von Haehling et al. 2010; Miljkovic et al. 2015), 이는 노년층과 젊은 층에서 기계적 쇠퇴가 더 오래 지연되는 것을 설명할 수 있습니다. 또한 Xu와 Van Remmen(2021)은 노인 대상에서 SERCA 펌프의 기능이 더 낮다고 보고했습니다.

RR 및 TR로 설명되는 토크 및 MMG 붕괴의 가파른 부분은 미오신 교차 브리지 동역학에 의해 크게 영향을 받을 가능성이 높습니다. Belus et al. (2003) 및 Stehle et al. (2002)에 따르면 긴장 감소의 혼란스럽고 빠른 단계는 미오신 이소형에 크게 의존합니다. 따라서 위에서 언급한 노인 피험자의 전경골근에서 느린 섬유의 유병률은 낮은 RR과 NRR을 설명할 수 있습니다.

활동 후 이완 중 전체 근육-힘줄 단위를 고려할 때, 우리의 데이터에 따르면 노화된 전경골근은 젊은 전경골근에 비해 동일한 긴장 감소에 대해 더 적은 정도로 다시 늘어나는 것으로 나타났습니다(2{{ 3}}–0% 장력 감소). 이는 MMG0T의 통계적으로 유의미한 더 큰 값과 일치합니다. 그 설명은 노화에 따른 근육과 힘줄 경직의 변화에서 찾을 수 있습니다. 힘줄 강성은 감소하지만(Magnusson et al. 2008), 근육 강성은 노화에 따라 증가합니다. 노화된 포유류에서 근육 경직 및 수동적 저항의 증가에 영향을 미치는 요인은 Gajdosik et al. (2005)로 요약할 수 있다. 수축조직이 지방 및 결합조직으로 대체되는 과정; 비. 느린 연축 근육 섬유가 지배하는 근육의 콜라겐 양은 노년층의 콜라겐 양보다 더 많습니다. 유사하게, 파상풍 자극 동안 저장된 탄성 에너지의 수동적 회복으로 인한 재신장(MMG 측정에 의해 추적)에 대한 근육의 순응성은 노화에 따른 근육 점탄성 특성의 변화에 ​​의해 영향을 받을 수 있습니다.

결론

우리의 데이터는 보행 주기의 여러 단계에서 연령에 따른 손상 정도가 활동 후 내재된 근육이 이완되고 다시 늘어나는 지연과 부분적으로 관련될 수 있음을 시사합니다. 이 실험 설정은 종아리 근육이 활성화될 때 발목 관절 각도 변화에 대한 전체 저항의 일부로 다시 늘어나는 개별 내부 근육 용량을 측정합니다. 결국, 우리의 결과는 노인의 보행 단계 연장에 핵심적인 역할을 할 수 있는 근육 역학 특성의 변화를 추정하는 데 기여합니다.

저자 기여MC: 개념화, 방법론, 조사, 형식적 분석, 쓰기 - 원본 초안, 쓰기 - 검토 및 편집, 시각화. AC: 개념화, 방법론, 조사, 형식적 분석, 시각화. BM. 형식적 분석, 글쓰기 - 검토 및 편집, 시각화. HVC: 형식 분석, 작성 - 원본 초안, 작성 - 검토 및 편집, 시각화. FN: 쓰기 - 검토 및 편집, 시각화. CR: 쓰기 - 검토 및 편집, 시각화. CO: 개념화, 방법론, 집필 – 원본 초안, 집필 – 검토 및 편집, 감독, 프로젝트 관리.

자금 조달CRUI-CARE 계약 내에서 Università degli Studi di Brescia가 제공하는 오픈 액세스 자금. 저자는 제출된 작품에 대해 어떤 기관으로부터도 지원을 받지 않았습니다. 이 원고의 준비를 돕기 위한 자금은 지원받지 않았습니다. 본 연구를 수행하기 위한 자금은 지원받지 않았습니다. 어떠한 자금이나 보조금, 기타 지원도 받지 않았습니다.

데이터 가용성원시 데이터는 해당 저자의 요청에 따라 제공됩니다.

선언

이해 상충저자는 금전적 또는 기타 이해 상충을 선언하지 않습니다.

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출판사 노트Springer Nature는 출판된 지도 및 기관 제휴에 대한 관할권 주장에 대해 중립을 유지합니다.

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