Η διαφορά μυϊκής οξυγόνωσης μεταξύ ενηλίκων ανδρών και προεφήβων αγοριών κατά τη διάρκεια ενός μέγιστου και ενός υπομέγιστου πρωτοκόλλου κόπωσης

Abstract

The limited blood supply is considered by many researchers as one of the main factors that contribute to fatigue. The purpose of this study was to examine the muscular and cerebral oxygenation during a maximum and a submaximal fatigue protocol of the fingers flexors. In this study 15 children (11.5 - 12.5 years old) and 15 adults (19-29 years old) volunteered to participate. All participants attended two sessions and performed a maximal or a submaximal (20% of maximum) isometric contraction of the finger flexors until exhaustion. Handgrip force was measured with a digital hand dynamometer. Each fatigue protocol was terminated when force could not be sustained over the 20% of the target force. Blood oxygenation was assessed with NIRS, with the prove placed over the finger flexors and the frontal lobe of the brain. The results showed an increase in oxygenated hemoglobin (HbO2) and total hemoglobin (Hbtot) in the brain, particularly during the maximal voluntary isometric contraction and these parameters were higher in adults compared to children. In contrast, the de-oxygenated hemoglobin (HHb) of the brain was reduced only during the sub-maximal voluntary isometric contraction in both age groups. In addition, the oxygenated hemoglobin (HbO2) of the forearm muscles decreased in both groups during maximal voluntary isometric contraction, with adults showing a greater reduction compared to children, while during sub-maximal voluntary isometric contraction there were no significant differences. Moreover, the total (Hbtot) and de-oxygenated hemoglobin (HHb) of the forearm muscles have gradually increased during both isometric protocols in both groups. In conclusion, limited blood supply as a result of the increase of the intramuscular pressure during the application of voluntary isometric contractions (either maximal or submaximal) implies the development of fatigue, which is more pronounced in adults compared to children especially when applying the maximal protocol.

Η περιορισμένη αιματική οξυγόνωση θεωρείται από πολλούς ερευνητές ως ένας από τους βασικούς παράγοντες που μπορεί να συμβάλουν στο φαινόμενο της μυϊκής κόπωσης. Σκοπός της εργασίας ήταν να εξεταστεί η μυϊκή και εγκεφαλική οξυγόνωση κατά τη διάρκεια ενός μέγιστου και ενός υπομέγιστου πρωτοκόλλου κόπωσης των καμπτήρων των δαχτύλων. Στην έρευνα συμμετείχαν εθελοντικά 15 παιδιά ηλικίας 11.5 – 12.5 ετών και 15 ενήλικες ηλικίας 19 – 29 ετών. Όλοι οι συμμετέχοντες προσήλθαν σε δύο συνεδρίες και εκτέλεσαν μια μέγιστη βουλητική και μια υπομέγιστη (στο 20% της μέγιστης βουλητικής) ισομετρική προσπάθεια των καμπτήρων των δαχτύλων κρατώντας ένα χειροδυναμόμετρο μέχρι εξάντλησης. Ως σημείο εξάντλησης και διακοπής της διαδικασίας θεωρήθηκε το σημείο εκείνο πέραν του οποίου οι συμμετέχοντες δεν μπορούσαν να διατηρήσουν τη δύναμη τους πάνω από το 20% της δύναμης στόχου. Η οξυγόνωση του αίματος εκτιμήθηκε με τη μέθοδο NIRS που εφαρμόστηκε στους καμπτήρες των δαχτύλων και στον μετωπιαίο λοβό του εγκεφάλου. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, επήλθε αύξηση της οξυγονωμένης αιμοσφαιρίνης (HbO2) και της ολικής αιμοσφαιρίνης (Hbtot) του εγκεφάλου, ιδιαίτερα κατά τη διάρκεια της μέγιστης βουλητικής ισομετρικής σύσπασης και ήταν μεγαλύτερη στους ενήλικες σε σύγκριση με τα παιδιά. Αντίθετα, η από-οξυγονωμένη αιμοσφαιρίνη (HHb) του εγκεφάλου μειώθηκε μόνο κατά τη διάρκεια της υπομέγιστης βουλητικής ισομετρικής σύσπασης και στις δυο ομάδες συμμετεχόντων. Επιπρόσθετα, η οξυγονωμένη αιμοσφαιρίνη (HbO2) των μυών του πήχη μειώθηκε και στις δυο ομάδες κατά τη διάρκεια της μέγιστης βουλητικής ισομετρικής σύσπασης, με τους ενήλικες να παρουσιάζουν μεγαλύτερη μείωση σε σύγκριση με τα παιδιά, ενώ κατά τη διάρκεια της υπομέγιστης βουλητικής ισομετρικής σύσπασης δεν υπήρξαν σημαντικές διαφοροποιήσεις. Επίσης, η ολική (Hbtot) και η από-οξυγονωμένη (HHb) αιμοσφαιρίνη των μυών του πήχη αυξήθηκε σταδιακά κατά την εφαρμογή και των δυο ισομετρικών πρωτοκόλλων κόπωσης και στις δυο ομάδες. Συμπερασματικά, η περιορισμένη αιμάτωση, πιθανά ως απόρροια της αύξησης της ενδομυϊκής πίεσης κατά την εφαρμογή βουλητικών ισομετρικών συσπάσεων (μέγιστων και υπομέγιστων), συνεπάγεται την ανάπτυξη κόπωσης, η οποία και εμφανίζεται εντονότερη στους ενήλικες σε σύγκριση με τα παιδιά και ιδιαίτερα κατά την εφαρμογή του μέγιστου πρωτοκόλλου.