Lo studio mostra un nuovo modo per valutare la forza muscolare

Lo studio mostra un nuovo modo per valutare la forza muscolare

La forza muscolare e il suo miglioramento sono importanti per tutti nella vita di tutti i giorni. Tradizionalmente, la funzione muscolare può essere valutata attraverso test di prestazione fisica e/o misurazioni della forza muscolare. Tuttavia, questi metodi non sono applicabili alle persone che non possono eseguire contrazioni muscolari energiche, come neonati, anziani e pazienti con lesioni o disturbi cognitivi (come la demenza).

Un’alternativa semplice e popolare è l’analisi dell’impedenza bioelettrica (BIA), che può misurare in modo rapido e non invasivo la resistenza dei tessuti (che dipende dalla quantità di acqua ed elettroliti nel tessuto) e la reattanza (che dipende dall’integrità della membrana cellulare). L'angolo di fase (PhA), una misura derivata tramite BIA, viene calcolato in base alla resistenza e alla reattanza del tessuto. È direttamente proporzionale alla massa e alla funzione delle cellule muscolari. Molti studi hanno collegato la PhA di tutto il corpo alla forza muscolare massima, ma nessuno che collega la PhA alla forza degli estensori del ginocchio o alla forza muscolare esplosiva (che è la forza richiesta per eseguire movimenti veloci e forti come lo sprint o l'alzarsi da una sedia) negli adulti. Data l’importanza della forza muscolare del ginocchio – in particolare nelle persone anziane, dove è necessaria per l’indipendenza, e negli atleti che necessitano di ginocchia forti per prestazioni migliori – tale studio era necessario.

In questo spirito, un gruppo di scienziati tra cui il professor Ryota Akagi del College of Systems Engineering and Science, Shibaura Institute of Technology (SIT); Professore assistente Kosuke Hirata della Facoltà di Scienze dello Sport, Università di Waseda; e i ricercatori Yosuke Yamada e Tsukasa Yoshida della Divisione di ricerca sulla longevità sana dell’Istituto nazionale di salute e nutrizione e degli Istituti nazionali di innovazione biomedica, salute e nutrizione hanno esaminato l’associazione della PhA con le proprietà neuromuscolari degli estensori del ginocchio sia negli adulti giovani che in quelli anziani. I loro risultati sono stati pubblicati nel volume 13 di Frontiers in Physiology l'11 agosto 2022. Il dottor Akagi e il dottor Hirata, gli autori corrispondenti dell'articolo, ci dicono: "Volevamo valutare la relazione tra PhA della coscia e forza muscolare massima, forza muscolare esplosiva, proprietà contrattili e attività neuromuscolare e scoprire quale dei due - corpo intero o PhA della coscia - era un migliore predittore della forza degli estensori del ginocchio".

Il team ha misurato il PhA di tutto il corpo e della coscia di 55 partecipanti (23 giovani e 32 anziani) a 50 kHz. Ai partecipanti è stato chiesto di eseguire una contrazione isometrica volontaria massimale (MVIC) di 4 secondi per misurare la coppia di picco (PTMVIC) e una MVIC di 1 secondo per misurare la velocità di sviluppo della coppia (RTD) in un periodo compreso tra 0 e 200 millisecondi. Il valore medio medio di queste tre misurazioni (ovvero PTMVIC e RTD) è stato utilizzato per ulteriori analisi. Sono state analizzate anche le proprietà contrattili poiché sono importanti indicatori dei meccanismi alla base della generazione di forza nei muscoli. Infine, l’attività muscolare è stata valutata mediante elettromiografia (EMG-RMS).

I risultati dello studio hanno mostrato che sia la PhA di tutto il corpo che quella della coscia erano associate alla forza dei muscoli estensori del ginocchio (la PhA della coscia è il predittore preferito della forza dell'estensore del ginocchio). Tuttavia, si pensava che questa associazione fosse dovuta alle proprietà contrattili dei muscoli piuttosto che agli aspetti neurali. Pertanto, entrambe le misurazioni non sono riuscite a prevedere né l’attività neuromuscolare né la forza muscolare esplosiva (che dipende in gran parte dal controllo neuromuscolare) degli estensori del ginocchio.

Questo studio è promettente per le implicazioni attuali e future. Attualmente è molto importante poter valutare la forza dei muscoli del ginocchio, soprattutto per le persone anziane (per le quali muscoli forti del ginocchio significano maggiore libertà di movimento) e per gli atleti (che hanno bisogno di mantenere la forza dei muscoli del ginocchio per ottenere prestazioni migliori). . I risultati di cui sopra dimostrano un nuovo modo per valutare la forza muscolare non solo negli adulti sani, ma anche nelle persone con disturbi ortopedici o cognitivi. E quando parliamo del futuro, la Dott.ssa Akagi spiega l'impatto del suo lavoro: "Le persone possono valutare la propria condizione muscolare in base alla BIA in pochi secondi. In futuro, potremmo essere in grado di costruire un sistema che utilizzi la BIA di una persona per fornire risultati." loro consigli su come promuovere la loro salute”.

Il gruppo di ricerca potrebbe semplicemente guardare al futuro della tecnologia sanitaria!

Fonte:

Istituto di tecnologia Shibaura

Riferimento:

Hirata, K., et al. (2022) L'angolo di fase derivante dall'analisi dell'impedenza bioelettrica può essere correlato alle proprietà neuromuscolari degli estensori del ginocchio? Limiti in fisiologia. doi.org/10.3389/fphys.2022.965827.

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