Perubahan kekuatan otot, ukuran serat otot dan myofibrillar ekspresi gen setelah imobilisasi dan pelatihan ulang di manusia - Sumber Ilmu Pengetahuan

Perubahan kekuatan otot, lateralis vastus karakteristik serat dan myosin heavychain (MyoHC) ekspresi gen yang diperiksa dalam 48 pria dan wanita mengikuti 3 minggu lutut imobilisasi dan setelah 12 minggu pelatihan ulang dengan 1.866 eksentrik, konsentris atau campuran kontraksi.

Imobilisasi mengurangi kekuatan eksentrik, konsentris dan isometrik sebesar 47%. Setelah 2 minggu pemulihan spontan masih ada defisit kekuatan rata-rata 11%. dengan eksentrik dan dicampur dibandingkan dengan konsentris pelatihan ulang laju pemulihan kekuatan lebih cepat dan kekuatan eksentrik dan isometrik keuntungan lebih besar. 

Imobilisasi mengurangi tipe I, IIa dan daerah serat otot IIx oleh 13, 10 dan 10%, masing dan setelah 2 minggu pemulihan spontan dari imobilisasi serat ini adalah 5% lebih kecil dibandingkan pada awal. Hipertrofi dari tipe I, IIa dan IIx serat relatif terhadap awal adalah 10, 16 dan 16% setelah eksentrik dan 11%, 9 dan 10 setelah pelatihan campuran (semua P <0,05), melebihi keuntungan% 4, 5 dan 5 setelah pelatihan konsentris. Tipe IIa dan serat IIx pembesaran yang terbesar setelah pelatihan eksentrik RNAÏwet berat total otot dan tipe I, IIa dan IIx MyoHC tingkat mRNA tidak berubah berbeda setelah imobilisasi dan pelatihan ulang. Downregulated imobilisasi yang ekspresi dari tipe mRNA I MyoHC ke 0,72 kali lipat pelatihan dasar dan latihan diregulasi ke 0,95 dari awal. Tidak ada perubahan terjadi pada jenis mRNA MyoHC IIa.  Imobilisasi dan latihan jenis mRNA IIx diregulasi MyoHC 2,9 kali lipat dan 1.2 _fold, masing-masing. Untuk segmen imobilisasi, tipe I, IIa dan IIx wilayah serat dan tipe I, IIa dan IIx MyoHC mRNA berkorelasi (r = 0,66, r = 0,07 dan r = -0 · 71, masing-masing).

Data ini menggarisbawahi peran otot memanjang bermain di neuromuscular manusia Fungsi dan adaptasi. Yang melemahkan efek tidak digunakan pada kekuatan otot dan ukuran didokumentasikan dengan baik. Sejumlah besar otot rangka  massa dan kekuatan hilang selama surgeryrelated bersama imobilisasi (MacDougall et al. 1977), bongkar (Berg et al. 1991), ruang penerbangan (Edgerton et al. 1995), istirahat di tempat tidur (LeBlanc et al 1988.), Myopathies (LeBlanc et al. 1988) dan penuaan (Larsson et al. 1979). Atrofi dan hilangnya kekuatan tampaknya menjadi yang terbesar di ekstensor ekstremitas bawah (Booth, 1982) dan melebihi imobilisasi berikut 40% (Sargeant et al. 1977). Fungsi Mengurangi bisa bertahan selama berbulan-bulan sebagai atlet yang telah menjalani imobilisasi dalam hubungannya dengan operasi lutut menunjukkan hanya 80-90% dari pemulihan dioperasikan kaki 14 bulan setelah dimulainya kembali penuh mereka atletik kegiatan (Grimby et al. 1980). 

Imobilisasi menempatkan dahan dalam keadaan pasif (Yue et al. 1997) dan mengurangi potensiasi refleks (Sale et al. 1983), EMG aktivitas, motor Unit tingkat penembakan (Duchateau & Hainaut, 1990), potensial membran istirahat, neurotropik faktor (Booth, 1982), dan mempengaruhi sifat mekanik dari otot (Davies et al 1987;. Duchateau & Hainaut, 1987). itu Masih belum jelas apakah pengurangan ukuran otot disebabkan atrofi preferensial dari otot berkedut cepat atau lambat serat (Appell, 1986). Dalam vivo studi menunjukkan bahwa jatuh di tingkat sintesis protein daripada peningkatan degradasi protein adalah mekanisme dominan atrofi setidaknya selama beberapa minggu pertama imobilisasi pada tikus (Booth & Seider, 1979) serta pada manusia (Gibson et al. 1987).

Ada kekurangan informasi tentang efek lutut imobilisasi di injury free  manusia dan berkorelasi perubahan sifat biokimia dan mekanik rangka otot (Veldhuizen et al. 1993). Tak satu pun dari penelitian sebelumnya telah meneliti perjalanan waktu pemulihan dan alam dari stimulus mekanik yang paling efektif dalam memulihkan fungsi otot setelah imobilisasi sendi lutut. dalam karyanya perintis kerja DF Goldspink (1977) menunjukkan bahwa ketika longus ekstensor digitorum tikus muda kronis membentang sementara bergerak, otot sebenarnya mengalami hipertrofi. Meskipun hal ini mungkin peregangan kronis tidak secara kualitatif setara dengan otot dinamis memanjang, sekarang ada bukti yang menunjukkan kumulatif bahwa kekuatan keuntungan (Dudley et al. 1991), hipertrofi otot (Hather et al 1991.) Dan myosin heavychain (MyoHC) ekspresi gen yang spesifik untuk jenis mekanik loading (Booth & Thomason, 1991), dengan lebih adaptasi yang terjadi jika stimulus mekanik mengandung otot memanjang atau kontraksi eksentrik dibandingkan dengan kontraksi konsentris.

Berdasarkan data yang kami hipotesis bahwa laju pemulihan otot kekuatan dari imobilisasi akan lebih cepat dan keuntungan kekuatan dan hipertrofi setelah pelatihan kembali dari imobilisasi lutut akan lebih besar ketika stimulus mekanik melibatkan eksentrik kontraksi dibandingkan dengan kontraksi konsentris. Directional perubahan dalam ekspresi gen MyoHC khusus untuk tidak aktif dan aktivitas kontraktil, masing-masing, juga telah telah dilaporkan pada hewan model (Caiozzo et al. 1996a) tetapi Data tersebut tidak ada pada manusia. Oleh karena itu tujuan dari pekerjaan ini adalah untuk memeriksa perubahan dalam otot kekuatan, otot serat ukuran dan ekspresi gen MyoHC setelah 3 minggu imobilisasi lutut dan 12 minggu pelatihan ulang pada pria muda yang sebelumnya menetap dan perempuan.