Studie zeigt einen neuen Weg zur Beurteilung der Muskelkraft

Muskelkraft und deren Verbesserung sind für jeden im Alltag wichtig. Herkömmlicherweise kann die Muskelfunktion durch körperliche Leistungstests und/oder Muskelkraftmessungen beurteilt werden. Diese Methoden sind jedoch nicht auf Personen anwendbar, die keine kräftigen Muskelkontraktionen durchführen können, wie etwa Säuglinge, ältere Menschen und Patienten mit Verletzungen oder kognitiven Störungen (wie Demenz).

Eine einfache und beliebte Alternative ist die bioelektrische Impedanzanalyse (BIA), mit der der Gewebewiderstand (der von der Menge an Wasser und Elektrolyten im Gewebe abhängt) und die Reaktanz (die von der Integrität der Zelle abhängt) schnell und nicht-invasiv gemessen werden können Membran). Der Phasenwinkel (PhA), eine über BIA abgeleitete Messung, wird anhand des Widerstands und der Reaktanz des Gewebes berechnet. Es ist direkt proportional zur Muskelzellmasse und -funktion. Viele Studien haben Ganzkörper-PhA mit maximaler Muskelkraft in Verbindung gebracht, aber es gibt keine, die PhA mit Kniestreckkraft oder explosiver Muskelkraft (das ist die Kraft, die erforderlich ist, um schnelle, starke Bewegungen wie Sprinten oder Aufstehen von einem Stuhl auszuführen) bei Erwachsenen in Verbindung bringen . Angesichts der Bedeutung der Kniemuskelkraft – insbesondere bei älteren Menschen, bei denen sie für ihre Unabhängigkeit notwendig ist, und bei Sportlern, die für eine bessere Leistung starke Knie benötigen – war eine solche Studie notwendig.

In diesem Sinne hat eine Gruppe von Wissenschaftlern, darunter Professor Ryota Akagi vom College of Systems Engineering and Science, Shibaura Institute of Technology (SIT); Assistenzprofessor Kosuke Hirata von der Fakultät für Sportwissenschaften der Waseda-Universität; und die Forscher Yosuke Yamada und Tsukasa Yoshida von der Abteilung für gesunde Langlebigkeitsforschung des National Institute of Health and Nutrition und der National Institutes of Biomedical Innovation, Health and Nutrition untersuchten den Zusammenhang von PhA mit den neuromuskulären Eigenschaften der Kniestreckmuskeln sowohl bei jungen als auch bei älteren Menschen Erwachsene. Ihre Ergebnisse wurden am 11. August 2022 in Band 13 von Frontiers in Physiology veröffentlicht. Dr. Akagi und Dr. Hirata, die entsprechenden Autoren des Artikels, sagen uns: „Wir wollten den Zusammenhang zwischen Oberschenkel-PhA und maximaler Muskelkraft beurteilen. explosive Muskelkraft, kontraktile Eigenschaften sowie neuromuskuläre Aktivität und finden Sie heraus, welcher der beiden – Ganzkörper- oder Oberschenkel-PhA – ein besserer Prädiktor für die Stärke der Kniestrecker war.“

Das Team maß den Ganzkörper- und Oberschenkel-PhA von 55 Teilnehmern (23 junge Männer und 32 ältere Männer) bei 50 kHz. Die Teilnehmer wurden gebeten, eine 4-sekündige maximale freiwillige isometrische Kontraktion (MVIC) durchzuführen, um das Spitzendrehmoment (PTMVIC) zu messen, und eine 1-sekündige MVIC, um die Rate der Drehmomententwicklung (RTD) über einen Zeitraum von 0–200 Millisekunden zu messen . Der mittlere Durchschnittswert dieser drei Messungen (dh PTMVIC und RTD) wurde für die weitere Analyse verwendet. Auch die kontraktilen Eigenschaften wurden analysiert, da sie wichtige Indikatoren für die Mechanismen sind, die der Krafterzeugung in den Muskeln zugrunde liegen. Abschließend wurde die Muskelaktivität mittels Elektromyographie (EMG-RMS) beurteilt.

Die Ergebnisse der Studie zeigten, dass sowohl Ganzkörper- als auch Oberschenkel-PhAs mit der Muskelkraft der Kniestrecker assoziiert sind (wobei der Oberschenkel-PhA der bevorzugte Prädiktor für die Stärke der Kniestrecker ist). Es wurde jedoch angenommen, dass dieser Zusammenhang eher auf die kontraktilen Eigenschaften der Muskeln als auf neuronale Aspekte zurückzuführen ist. Daher konnten beide Messungen weder die neuromuskuläre Aktivität noch die explosive Muskelkraft (die weitgehend von der neuromuskulären Kontrolle abhängt) der Kniestrecker vorhersagen.

Diese Studie ist vielversprechend für gegenwärtige und zukünftige Auswirkungen. In der Gegenwart ist es sehr wichtig, die Stärke der Kniemuskulatur beurteilen zu können, insbesondere für ältere Menschen (für die eine starke Kniemuskulatur eine größere Bewegungsfreiheit bedeutet) und für Sportler (die die Stärke ihrer Kniemuskulatur aufrechterhalten müssen, um bessere Leistungen erbringen zu können). . Die oben genannten Ergebnisse zeigen einen neuen Weg zur Beurteilung der Muskelkraft nicht nur bei gesunden Erwachsenen, sondern auch bei Menschen mit orthopädischen oder kognitiven Störungen. Und wenn wir über die Zukunft sprechen, erklärt uns Dr. Akagi die Auswirkungen ihrer Arbeit: „Menschen können ihren Muskelzustand anhand der BIA in nur wenigen Sekunden beurteilen. In Zukunft können wir möglicherweise ein System aufbauen, das die BIA einer Person zur Bereitstellung nutzt.“ sie mit Ratschlägen zur Förderung ihrer Gesundheit.“

Das Forschungsteam blickt möglicherweise nur auf die Zukunft der Gesundheitstechnologie!

Quelle:

Shibaura Institut für Technologie

Referenz:

Hirata, K., et al. (2022) Kann der Phasenwinkel aus der bioelektrischen Impedanzanalyse mit den neuromuskulären Eigenschaften der Kniestrecker zusammenhängen? Grenzen in der Physiologie. doi.org/10.3389/fphys.2022.965827.

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