تغییرات تحریک‌پذیری قشری – نخاعی و پاسخ‌پذیری موتونورون‌های نخاعی در حین و پس از انقباضات زیربیشینة وامانده‌ساز | ||
| فیزیولوژی ورزشی | ||
| مقاله 2، دوره 10، شماره 39، آبان 1397، صفحه 33-50 اصل مقاله (433.43 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22089/spj.2018.1362 | ||
| نویسندگان | ||
| احسان امیری1؛ رضا قراخانلو* 2؛ حمید رجبی3؛ زهرا رضاسلطانی4؛ کامران آزما5؛ ابوذر کاوه ای1 | ||
| 1دانشجوی دکتری فیزیولوژی ورزش، دانشگاه تربیت‌مدرس | ||
| 2استاد فیزیولوژی ورزشی، دانشگاه تربیت‌مدرس | ||
| 3استاد فیزیولوژی ورزشی، دانشگاه خوارزمی | ||
| 4دانشیار طب فیزیکی و توانبخشی، دانشگاه علوم پزشکی ارتش | ||
| 5استاد طب فیزیکی و توانبخشی، دانشگاه علوم پزشکی ارتش | ||
| چکیده | ||
| هدف این پژوهش، بررسی تغییرات تحریک‌پذیری قشری – نخاعی و پاسخ‌پذیری موتونورون‌های نخاعی عضلة دوسربازویی در پاسخ به خستگی زیربیشینه بود. تعداد هشت آزمودنی مرد فعال به‌صورت داوطلبانه و در سه جلسة مجزا در این پژوهش شرکت کردند. پس از اندازه‌گیری یک تکرار بیشینه در جلسة اول، در جلسات دوم و سوم پتانسل برانگیختة حرکتی (MEP) و پتانسیل برانگیختة گردنی – بصل‌النخاعی (CMEP)، قبل از خستگی، بلافاصله پس از اتمام هر ست پروتکل خستگی و در فاصلة زمانی پنج و 10 دقیقه پس از اتمام پروتکل خستگی، با استفاده از تحریک مغناطیسی قشر حرکتی مغز و مسیرهای نخاعی اندازه گیری شدند. در این پژوهش، از سه ست سه‌دقیقه‌ای حرکت فلکشن و اکستنشن آرنج با 25 درصد یک تکرار بیشینه و فاصلة یک دقیقه بین ست‌ها، به‌عنوان پروتکل خستگی استفاده شد. نتایج پژوهش با استفاده از روش آماری تحلیل واریانس با اندازه‌گیری تکراری نشان داد که MEP پس از پایان ست دوم (P ₌ 0.006) و سوم (P ₌ 0.001) و همچنین، پنج دقیقه پس از اتمام پروتکل خستگی (P ₌ 0.000) به‌صورت معناداری کاهش یافته بود. همچنین، CMEP بلافاصله پس از ست اول (P ₌ 0.014)، ست دوم (P ₌ 0.008)، و ست سوم (P ₌ 0.010) پروتکل خستگی به‌صورت معناداری کاهش یافت. به‌نظر می‌رسد که در خستگی زیربیشینه، کاهش تحریک‌پذیری قشری- نخاعی و پاسخ‌پذیری موتونورون‌های نخاعی، هردو در کاهش عملکرد تأثیرگذارند. همچنین، این انقباضات به زمان بیشتری برای ریکاوری سیستم عصبی پس از خستگی نیاز دارند. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| خستگی مرکزی؛ خستگی زیربیشینه؛ پتانسیل برانگیختة حرکتی؛ پتانسیل برانگیختة حرکتی گردنی– بصل‌النخاعی؛ تحریک مغناطیسی | ||
| مراجع | ||
|
1. Taylor J, Gandevia SC. Transcranial magnetic stimulation and human muscle fatigue (Invited Review). Muscle Nerve. 2001;24:18-29.
2. Gandevia SC. Spinal and supraspinal factors in human muscle fatigue. Physiol Rev. 2001;81(4):1725-89.
3. Ament W, Verkerke GJ. Exercise and fatigue. Sports Med. 2009;39(5):389 – 422.
4. Tanaka M, Watanabe Y. Supraspinal regulation of physical fatigue. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 2012;36:727-34.
5. Allen DG, Lamb GD, Westerblad H. Skeletal muscle fatigue: Cellular mechanisms. Physiol Rev. 2008;88:287-332.
6. Taylor J, Gandevia SC. A comparison of central aspects of fatigue in submaximal and maximal voluntary contractions. J Appl Physiol. 2008;104:542-50.
7. Taylor J, Todd G, Gandevia SC. Evidence for supraspinal contribution to human muscle fatigue. Proceeding of the Australian Physiological Society. 2005;36:83-9.
8. Enoka RM, Duchateau J. Muscle fatigue: What, why and how it influences muscle function. J Physiol. 2008; 586(1):11-23.
9. McNeil CJ, Butler JE, Taylor J, Gandevia SC. Testing the excitability of human motoneurons. Front Hum Neurosci. 2013;7:1-9
10. Gandevia SC, Allen GM, Butler JE, Taylor J. Supraspinal factors in human muscle fatigue: evidence for suboptimal output from the motor cortex. J Physiol. 1996;490(2):529-36.
11. Martin PG, Gandevia SC, Taylor J. Output of human motoneuron pools to corticospinal inputs during voluntary contractions. J Neurophysiol. 2006;95:3512-8.
12. De Luca CJ, Kline JC. Influence of proprioceptive feedback on the firing rate and recruitment of motoneurons. J Neural Eng. 2012;9:1-18.
13. McNeil CJ, Giesebrecht S, Khan SI, Gandevia SC, Taylor J. The reduction in human motoneuron responsiveness during muscle fatigue is not prevented by increased muscle spindle discharge. J Physiol. 2011;589(15):3731-8.
14. Gandevia S.C. Neural control in human muscle fatigue: Changes in muscle afferents, moto neurons and moto cortical drive. Acta Physiol Scand. 1998; 162:275-83.
15. Amann M. Significance of group III and IV muscle afferents for the endurance exercising human. Proceedings of the Australian Physiological Society. 2012;43:1-7.
16. Farina D, Arendt-Nielsen L, Merletti R, and Graven-Nielsen T. Effect of experimental muscle pain on motor unit firing rate and conduction velocity. J Neurophysiol. 2003;91:1250-9.
17. Hechman CJ, Gorassini MA, Bennett D.J. Persistent inward currents in motoneuron dendrites: Implications for motor output. Muscle Nerves. 2005;31:135-56.
18. Randall KP, ElBasiouny SM, Rymer WZ, Heckman CJ. Contribution of intrinsic properties and synaptic inputs to motoneuron discharge patterns: a simulation study. J Neurophysiol. 2012;107:808-23.
19. Maltenfort M.G, Heckman C.J, and Rymer WZ. Decorrelating actions of renshaw interneurons on the firing of spinal motoneurons within a motor nucleus: A simulation study. J Neurophysiol. 1998;80: 309-23.
20. Tanaka M, Shigihara Y, Watanabe Y. Central inhibition regulates motor output during physical fatigue. Brain Research. 2011;1412:37-43.
21. Tergau F, Geese R, Bauer A, Baur S, Paulus W, Reimers CD. Motor cortex fatigue in sports measured by transcranial magnetic double stimulation. Medicine & Science in Sports & Exercise. 2000;32:1942-8.
22. Khan S.I, Giesebrecht S, Gandevia SC, Taylor J. Activity-dependent depression of the recurrent discharge of human motoneurones after maximal voluntary contractions. J Physiol. 2012;590(19):4957-69.
23. Takahashi K, Maruyama A, Hirakoba K, Maeda M, Etoh S, Kawahira K, Rothwell J.C. Fatiguing intermittent lower limb exercise influence corticospinal and corticocortical excitability in the nonexercised upper limb. Brain Stimulation. 2011;4: 90 -6.
24. Amman M, Venturelli M, Ives S.J, McDaniel J, Layec G, Rossman MJ, Richardson RS. Peripheral fatigue limits endurance exercise via a sensory feedback-mediated reduction in spinal motoneuronal output. J Appl Physiol. 2013;115:355-364.
25. Rasmussen P, Nielsen J, Overgaard M, Krogh-Madsen R, Gjedde A, Secher NH, et al. Reduced muscle activation during exercise related to brain oxygenation and metabolism in humans. J Physiol. 2010;588:1985–95.
26. McNeil CJ, Giesebrecht S, Gandevia SC, Taylor J. Behaviour of the motoneuron pool in a fatiguing submaximal contraction. J Physiol. 2011;589(14):3533- 44.
27. Crone C, Johnsen LL, Hultborn H, Orsnes GB. Amplitude of the maximum motor response (Mmax) in human muscles typically decreases during the course of an experiment. Exp Brain Res. 1999;124(2):265 – 70.
28. Requena B, Ereline J, Gapeyeva H, and Paasuke M. Posttetanic potentiation in knee extensors after high-frequency submaximal percutaneous electrical stimulation. J Sport Rehabil. 2005;14:248-57.
29. Mador MJ, Magalang UJ, Kufel TJ. Twitch potentiation following voluntary diaphragmatic contraction. Am J Respir Crit Care Med. 1994;149(3):739 – 43.
30. Germinario E, Esposito A, Midrio M, Peron S, Palade PT, Betto R, Danieli-Betto D. High-frequency fatigue of skeletal muscle: Role of extracellular Ca²+ . Eur J Appl Physiol. 2008;104(3):445-53.
31. Hunter SK, Duchateau J, Enoka RN. Muscle fatigue and the mechanisms of task failure. Exerc Sport Sci Rev. 2004;32(2):44-9. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 7,299 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 589 |
||
| تعداد نشریات | 9 |
| تعداد شماره‌ها | 334 |
| تعداد مقالات | 4,054 |
| تعداد مشاهده مقاله | 8,542,665 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 3,066,401 |