文摘

的影响preexercise photobiomodulation疗法(PBMT)来提高性能,加速复苏,并减弱运动诱发氧化应激还没有完全调查,特别是在高水平运动员。本研究的目的是评估的影响PBMT(使用红外低级激光疗法)应用在功能方面逐步运行测试之前,肌肉损伤,炎症和氧化应激标志物在高水平的足球运动员。triple-blind一项随机,安慰剂对照交叉试验。22高层男性足球运动员来自同一个团队招募和对待活跃PBMT和安慰剂。干预措施的顺序是随机的。立即申请主动PBMT或安慰剂后,志愿者进行了标准化的高强度进步运行测试(ergospirometry测试),直到精疲力竭。我们分析的摄氧率(签证官2马克斯),直到疲惫,有氧和无氧阈值在强烈的进步的运行测试。肌酸激酶(CK)和乳酸脱氢酶(LDH)活动,interleukin-1水平β(il - 1 -β)、白细胞介素- 6 (il - 6)、肿瘤坏死因子-α(TNF -α),硫代巴比土酸水平(TBARS)和蛋白质羰基化作用,过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性测定前和结束后5分钟的测试。PBMT增加了签证官2马克斯——(相对和绝对的值 和 ,分别),直到疲惫( ),时间( )和体积( )无氧阈值发生,和体积的有氧阈值发生( )。此外,PBMT减少CK ( )和LDH ( )活动。对于细胞因子,PBMT只降低il - 6 ( )。最后,PBMT TBARS下降( )和羰基化作用蛋白质水平( )和增加SOD ( )和猫( )活动。本研究的结果表明,preexercise PBMT作用于不同的功能方面和生化标记。此外,preexercise PBMT似乎发挥重要的抗氧化作用,减少运动性氧化应激,从而提高运动性能和改善运动后恢复。这个试验是注册Clinicaltrials.gov NCT03803956。

1。介绍

在足球,以及其他高级运动活动,玩家经验急性肌肉疲劳后的几小时,甚至几天一个匹配(1,2]。由于竞争的数量匹配每赛季非常高(65每赛季76场比赛),连续两场比赛之间的恢复时间可能不够(大约72到96小时),玩家也可能经历慢性疲劳(1- - - - - -3]。肌肉疲劳是一个复杂的和多方面的发展过程,可能与肌肉有关氧化应激(4)引起的增加活性氧(ROS)生产后剧烈运动(5,6]。疲劳的过程会导致物理性能下降和伤害在某些情况下(1- - - - - -3];因此,它是必不可少的,运动员复苏是尽可能快速和有效7]。

的恢复策略涉及到实现一个技术或技术的结合以提高和加速恢复匹配后,最好准备下一场比赛的运动员,除了潜在的减少伤害的风险(7,8]。其中,应用最广泛的营养策略(9- - - - - -12],积极恢复[13,14],冷水浸[15,16),压缩服装(17),和按摩18]。然而,证据对这些策略的有效性复苏仍然是矛盾的(17- - - - - -19]。

一些生力的代理与恢复策略可以用于提高性能在高层次的体育活动20.]。补充肌酸等广泛用于这个目的(21]。目前,越来越多的证据表明photobiomodulation疗法的潜力(PBMT)作为生力的代理,因为它能够提高运动性能,以及提高运动后恢复(22- - - - - -29日]。

PBMT是一个非热能的疗法,使用非电离光源,如激光、发光二极管(led),和宽带光从可见到红外光谱,与发色团和引发光化学和物理反应在不同组织(30.]。研究已经证明PBMT改善生物标志物的积极作用与肌肉损伤(31日),调节炎症(32,33,减少氧化应激(33,34]。此外,它已被证明,PBMT能够增加重复的数量,时间,直到疲惫,峰值扭矩(强度)如果应用在一个练习会话31日]。尽管数据报告的存在中性PBMT对运动能力的影响,这没有好处通常是缺乏坚持相关最优或优化参数和/或临床和科学建议应用治疗(30.,31日]。此外,目前的证据表明有益的治疗(欲知详情,读临床和科学建议由Leal-Junior et al。30.),系统回顾和荟萃分析由Vanin et al。31日])。

近年来,有一个指数增加的证据使用PBMT提高性能和加速运动后恢复。然而,某些方面还没有完全和/或建立了到目前为止。还有一些研究已经进行为了调查PBMT的影响作为高级运动员(生力的代理7,32,33,35- - - - - -37],PBMT的影响方面的研究相关的有氧运动,例如,更加稀缺(36]。此外,尽管一些研究调查的影响preexercise PBMT氧化应激(33- - - - - -35),证据仍是相互矛盾的,和治疗的作用,氧化还原干预来提高性能和运动后复苏仍不清楚。

我们所知,没有研究评价急性PBMT对有氧能力的影响,以及标记的肌肉损伤,炎症和氧化应激的高级足球运动员。此外,不同到另一个先前的研究调查的影响红外低水平激光疗法PBMT在健康进步的运行测试未经训练的人(34),我们的研究使用了一个优化剂量(32和优化的功率输出33以前测试高水平足球运动员。

然后,我们假设preexercise PBMT,优化参数,可以提高有氧能力,减少肌肉损伤和炎症通过减少氧化应激和抗氧化活性增加。

因此,我们进行了本研究旨在评估PBMT的影响(使用红外低级激光疗法)应用在功能方面逐步运行测试之前,肌肉损伤,炎症和氧化应激标志物在高水平的足球运动员。

2。方法

2.1。研究设计和伦理语句

一项随机、triple-blind(评价者、治疗师和志愿者),安慰剂对照交叉试验进行了实验室的光疗和创新技术在健康(LaPIT),诺德Julho大学,巴西圣保罗。这个试验得到研究机构伦理委员会的批准(协议号397774/2011),和协议已经前瞻性登记Clinicaltrials.gov (NCT03803956)。没有偏离注册协议。

2.2。描述的样本

22高层男性足球运动员来自同一个团队招募。样本大小计算是基于前一个试验进行我们的研究小组34),主要结果(相对于身体mass-VO耗氧量2马克斯相对),PBMT设备,标准化的进步跑步锻炼协议是相同的在我们的研究中。样本大小计算考虑β20%的和一个α的5%。决定招募志愿者来自同一个团队提高样本的同质性。

2.3。入选标准

(我)高水平足球运动员(2)年龄在18岁至35岁之间(3)男性的性别(iv)最低80%的参与团队训练在过去的两个月(v)参与协议通过签署知情同意的声明

2.4。排除标准

(我)历史的肌肉骨骼损伤的臀部、膝盖或脚踝前2个月(2)用慢性伤害/疾病的药物(3)吸烟和酗酒者(iv)在研究肌肉骨骼损伤的发生(v)任何改变在实践中常规与团队的其他成员在研究过程中(vi)任何改变在营养常规(包括补充剂摄入)在研究过程中

2.5。随机和盲法程序

干预的顺序是随机的。我们生成的代码通过一个网站(random.org),确保50%的志愿者获得了积极的干预和50%的志愿者接受了安慰剂干预在第一阶段,为了平衡两者之间的参与者干预测试执行期间(活跃PBMT和安慰剂PBMT)两个阶段。在第二阶段,志愿者接受相反的治疗相比,他们的第一个阶段。随机化是由参与研究人员不参与志愿者的招聘或评价。同样的研究员负责编程PBMT设备根据随机化的结果和他/她指示不披露程序干预治疗师,评估员,或任何的志愿者和其他研究人员参与这项研究,直到它完成。PBMT设备用于本研究发出同样的声音,无论编程模式(积极或安慰剂PBMT),红外线是不可见的。隐蔽的分配是通过使用顺序编号,密封,不透明的信封。

2.6。干预措施

主动PBMT和安慰剂PBMT进行辐照网站使用相同的设备和治疗方法是相同的。

2.6.1。Photobiomodulation疗法

five-diode集群使用激光设备。验证了光功率在辐照前每个志愿者使用Thorlabs热功率计(模型S322C;美国新泽西Thorlabs,牛顿)。PBMT应用使用剂量的10 J /二极管(50 J /网站)正如前面优化断言Vanin et al。32),输出功率为100 mW也以前优化De Oliveira et al。33]。PBMT参数的完整描述表提供1。PBMT进行直接接触皮肤在九个不同地点的膝关节伸肌的肌肉(三个内侧,三侧,和三个中央网站),6个不同网站的膝盖屈肌肌肉(三个内侧和三个横向网站),和两个不同网站的踝关节跖屈肌肌肉(一个内侧和外侧的网站)的下肢,和这些网站之前的研究中使用的相同(7,38,39)(图1)。集群5二极管和17个不同网站的辐照,总共有85点辐照在每个下肢,共有850 J能量传递/下肢(50 J /网站)。使用集群调查是基础,考虑到在本研究的广泛辐射覆盖面积。

表1
PBMT参数和规格。

图1
PBMT辐照网站在下肢的前部和后部区域。
2.6.2。安慰剂疗法

安慰剂PBMT交付使用相同的设备作为活跃PBMT但没有任何放射治疗剂量或权力。志愿者接受了总剂量安慰剂0 J的模式。安慰剂PBMT应用在同一地点和同一时间PBMT辐照的活跃。确保致盲,设备发出同样的声音无论编程模式(积极或安慰剂PBMT)。

2.7。程序

这项研究是在两个阶段进行,因为它是一个交叉研究中,阶段之间的洗脱期14天。合并的报告标准试验流程图,总结实验过程和志愿者如图2。


图2
这项研究的流程图。
2.7.1。血液样本和生化分析

血液样本(10毫升)是由一个合格的护士(失明组分配)肘前的静脉的拉伸和干预前的志愿者(积极或安慰剂PBMT)然后,5分钟后强烈的进步运行测试(ergospirometry测试),收集血液样本。一小时后集合,每个样本在3000转离心20分钟。吸量管用于血清转移到埃普多夫管,这是存储在-80°C到分析。血液分析涉及的确定具体的骨骼肌肌酸激酶(CK)同种型和乳酸脱氢酶(LDH)活动通过分光光度法和特定的试剂盒(Labtest、巴西)后,制造商的指示。interleukin-1的分析β(il - 1β)、白细胞介素- 6 (il - 6)、肿瘤坏死因子-α(TNF -α)水平进行了采用酶联免疫吸附试验(ELISA)和特定的试剂(美国BD生物科学)。硫代巴比土酸的分析(TBARS),蛋白质羰基化作用,过氧化氢酶(CAT)和superoxidedismutase (SOD)活动是使用分光光度法和特定的反应执行先前描述在文献[40- - - - - -43]。

2.7.2。伸展运动

立即收集血液样本后,志愿者执行一组60秒的主动伸展膝盖两种,屈肌的运动;臀部两种,屈肌,绑架者和合并;和踝跖背屈肌两下肢的肌肉。

2.7.3。治疗中的应用

后立即进行拉伸,活动PBMT或安慰剂的志愿者收到一个应用程序PBMT之前根据随机化。

第2.7.4。强烈的进步运行测试(Ergospirometry测试)

后立即应用干预(积极或安慰剂PBMT),皮肤无菌的志愿者和电极位置(心脏监测)进行。然后喷嘴耦合气体分析仪是放置在志愿者,以及鼻夹。ergospirometry测试开始后5分钟的应用干预(积极或安慰剂PBMT)。以前我们使用进步的跑步机锻炼协议,用于我们的研究小组所做的研究34,38,39]。志愿者进行了标准化的先进运行协议在电动跑步机固定倾角的1%。初速度是3公里/小时在第一次3分钟(热身阶段)。热身阶段后,速度提高1公里/小时每分钟,直到它达到16公里/小时。志愿者锻炼协议执行,直到精疲力竭,他们被要求使用手势要求在任何时候终止测试。行使协议后,志愿者复苏阶段执行的速度6公里/小时。整个测试监控了心电图和血压测量。测试停止如果任何异常变化观察心率和血压的评估员负责测试,如果测试要求提前终止了志愿者。

2.8。结果

主要结果是耗氧量相对于体重(签证官2马克斯ergospirometry的相对)的软件系统,在强烈的进步的运行测试。二次结果是签证官的利率2马克斯在绝对值,直到疲惫,和有氧和无氧阈值,通过测量ergospirometer在强烈的进步的运行测试。此外,肌肉损伤(CK和LDH),炎症(il - 1β、il - 6和TNF -α)和氧化应激(TBARS,羰基化作用的蛋白质、猫和SOD)测量通过血液样本收集之前和结束后5分钟激烈的进步的运行测试。所有的评估都是由一个失明研究员。

2.9。统计分析

统计分析后进行意向处理分析的原则(44]。Shapiro-Wilk测试被用来确定数据的分布,然后用平均值和标准偏差表示。数据对于ergospirometry测试(摄氧率(签证官2马克斯),直到疲惫,有氧和无氧阈值)进行了分析使用配对,双尾的学生 - - - - - -测试。数据分析了关于生化分析使用双向方差分析测试,其次是Bonferroni事后测试。显著性水平是设定在 。图表中的数据表示为均值和标准平均误差(SEM)。

3所示。结果

22岁男性高级足球运动员来自同一个团队招募和完成本研究的所有程序。因此,没有辍学和意向处理分析并不是必要的。志愿者的平均年龄是18.85(±0.61),身高是175.84厘米(±4.01),体重为68.22公斤(±8.26)。研究期间没有不良反应报告。

为了评估可能的残留PBMT和安慰剂的影响从第一个测试到第二个测试,我们执行一个分析的变量对于进步的运行测试,以及基线值的生化标记。此分析仅考虑中获得的值执行测试1和测试2,不管治疗前的测试。可以观察到表中2,没有残留的影响。

表2
结果在测试1和测试2无论给出的治疗(表示为平均值和标准偏差值)。

活跃的应用PBMT强烈的进步运行测试前显著增加摄氧量(签证官2马克斯),在相对( )和绝对的值( ),以及总时间,直到疲惫( )相比安慰剂PBMT preexercise(图的应用3)。此外,活跃PBMT显著提高无氧阈值,在时间( )和体积( ),虽然它只有体积显著增加有氧阈值( ),相比安慰剂PBMT。


图3
氧气uptake-VO2马克斯(相对和绝对)——时间,直到精疲力竭。

关于肌肉损伤的评估,结果表明主动PBMT应用之前行使协议大大降低运动后CK和LDH的活性( )与安慰剂相比PBMT(图4)。


图4
CK和LDH的活性。数据表示为均值和SEM。 。

炎症标记物的评估表明,之间没有显著差异活动PBMT和安慰剂PBMT,应用运动协议之前,在运动后il - 1的含量β和肿瘤坏死因子-α。然而,活跃PBMT显著降低il - 6的水平运动后( )与安慰剂相比,PBMT(图5)。


图5
水平的il - 1β、il - 6和TNF -α。数据表示为均值和SEM。 。

对氧化应激标记,活跃PBMT应用之前行使协议大大降低运动后TBARS ( )和羰基化作用蛋白质水平( )相比安慰剂PBMT。此外,活跃PBMT显著增加SOD ( )和猫( )运动后活动相比安慰剂PBMT(图6)。所有结果(平均值和标准偏差)功能方面,肌肉损伤,炎症和氧化应激标记完全描述表3。


图6
TBARS水平和羰基化作用的蛋白和SOD和CAT的活性。数据表示为均值和SEM。 , ,和 。
表3
结果(值表示为平均值和标准偏差)。

4所示。讨论

本研究评估第一次PBMT的影响(使用红外低级激光疗法与优化参数)应用在累进运行测试有氧耐力,肌肉损伤,炎症过程,氧化应激的高水平足球运动员。一般来说,我们的研究结果表明,PBMT有氧运动前应用协议是有效的改善功能和生化方面,提高运动能力和运动后恢复。不同到另一个先前的研究调查的影响红外低水平激光疗法PBMT在健康进步的运行测试未经训练的人(34),我们的研究使用了一个优化剂量(32和优化的功率输出33以前测试高水平足球运动员。

证据表明,运动前PBMT应用能够提高有氧耐力在健康、nonathletic科目(34,38)以及在竞争激烈的骑自行车的人(36]。我们所知,我们的研究是第一个调查的影响preexercise PBMT在高水平足球运动员的有氧耐力,我们观察到治疗能够增加摄氧量(签证官2马克斯),在运动中运动员的无氧和有氧阈值。另外,我们观察到preexercise PBMT有效地增加时间达到疲惫紧张逐步运行测试期间,确凿与最近的系统回顾,以及最近的临床和科学建议由这个领域的专家31日]。PBMT对肌肉细胞的影响,尤其是增加细胞色素c氧化酶活性(45,46),可能会增加细胞代谢和ATP生产。因此,我们的研究结果表明,该机制的PBMT导致调节有氧耐力,因此,加强高级足球运动员的表现,增加耗氧量和时间到达疲惫。

肌肉损伤可以扰乱复苏的时间进程和性能的足球运动员比赛后,和目前一些生物标记,如CK和LDH,每天监测评估足球运动员的肌肉状态(3]。几项研究已经表明,preexercise PBMT能够减少CK和LDH运动后活动(25,32- - - - - -35),从而导致性能增强和运动后恢复。我们的结果证实了研究与非专业运动员(25,34)和高级运动员(24,32,33,35)的照射PBMT之前锻炼能够降低预期这些酶活性的增加。另一方面,也与足球运动员进行一项研究表明,preexercise PBMT没有有效地减少CK活性(47]。然而,重要的是要强调几个PBMT参数使用Dos Reis et al。47非常不同于那些在我们的研究中,使用剂量每点等剂量/网站,总剂量、输出功率、能量密度、功率密度和长度的辐照。这说明得很清楚,以前PBMT参数的优化至关重要的有效性治疗如前所证明了德马奇et al。48]。

系统增加了肌肉损伤标记由于足球比赛可能负责触发炎症反应在运动员、增加细胞因子的水平,如肿瘤坏死因子-α和il - 6 (49- - - - - -51]。我们的研究结果表明preexercise PBMT降低il - 6水平是有效的,在先前的研究证明(32,33]。我们相信这个细胞因子的调制性能增强的一个重要方面,运动后恢复的运动员,因为它是一种最有效的介质的急性期炎症反应在骨骼肌。另一方面,我们的研究结果表明,il - 1β和肿瘤坏死因子-α水平保持不变。我们的结果证实了以前的研究由De Oliveira et al。33),preexercise PBMT没有改变这些细胞因子的水平后立即一个偏心运动协议。然而,这个研究[33)表明,峰值释放il - 1β和肿瘤坏死因子-α锻炼后24至48小时内发生协议。尽管累进运行测试之间的差异和一个偏心运动的协议,这方面可以部分解释我们的结果,因为,可能进步后立即运行测试还是没有提高在这些细胞因子水平。因此,进一步研究这些标记必须评估24和48小时之间。

除了肌肉损伤,体育锻炼产生高强度肌肉收缩导致活性氧产量的增加,因此氧化应激(6]。我们的研究结果表明,preexercise PBMT能够减少脂质过氧化和羰基化作用蛋白的生产,与氧化损伤引起的脂质和蛋白质行使协议,正如前面演示(33,35]。另一方面,我们的研究结果发现的分化德马奇et al。34],preexercise PBMT猫无法调节活动,加强优化的重要性PBMT参数取得积极成果在所有结果与氧化应激和抗氧化活性。此外,重要的是要强调我们的研究和执行高层的运动员而研究德马奇et al。34与非专业运动员)进行,也可以部分解释研究结果之间的差异。此外,也与我们的结果分歧,有证据显示,preexercise PBMT无法调节SOD和CAT活性(33]。到目前为止,有关的证据的影响PBMT在运动性肌肉氧化损伤是稀疏和发散。最后,我们的结果对于氧化应激标记和抗氧化活性可能偏离一些研究[52]。然而,重要的是要强调,这是一个有争议的方面与文学相互矛盾的结果,因此,还需要进一步的研究。进一步的研究还必须调查多久preexercise PBMT可以上调抗氧化活性。

我们的研究结果还表明,preexercise PBMT能够调节氧化还原活性,增加SOD和CAT的活性,酶负责阻止氧化损伤。我们的发现承诺证明治疗有潜在的抗氧化作用,起着重要的作用在增强运动能力和运动后的恢复。因此,我们建议的可能机制之一的行动PBMT能够促进这种增强性能和运动后恢复正是通过upregulation抗氧化活性,从而减少运动性氧化应激。进一步的研究评估的影响preexercise PBMT在不同氧化应激标记需要确认我们的结果也建立这种疗法作为一种抗氧化剂代理。此外,重要的是要由PBMT进一步研究可能的氧化还原机制。

4.1。优势和局限性

这项研究的方法学质量高的优势,因为它是triple-blinded,随机、安慰剂对照、前瞻性临床试验注册。样本大小计算提供适当的统计能力检测精确的主要结果的差异。此外,统计分析后设计意向处理分析的原则。最后,PBMT使用以前的参数优化,以调查PBMT应用程序在一个运动的影响协议执行的高级运动员,没有人群之间的外推。这项研究的局限是没有测量PBMT当地氧浓度的影响(氧合血红蛋白、去氧血红蛋白和总血红蛋白),以及评估立竿见影的效果。

5。结论

总之,我们的结果表明,preexercise PBMT作为一个独立的治疗能够改善不同功能方面与运动有关的性能和生化标记在高级运动员肌肉损伤和炎症过程。此外,重要的是要强调preexercise PBMT有一个有趣的抗氧化作用,能够减少运动诱发氧化应激,这表明这可能是一个可能的机制的行动PBMT促进骨骼肌生力的作用和保护作用。很可能的和不同的机制的行动是行列式疗法改善有氧耐力和运动后恢复。

数据可用性

生成的数据集和分析在当前研究可从相应的作者以合理的要求。

的利益冲突

教授埃内斯托塞萨尔平托Leal-Junior接收研究支持多光辉医疗(梭伦,哦,美国),激光设备制造商。其余作者宣称他们没有利益冲突。

确认

本研究支持的科研补助金# 2010/52404-0从圣保罗研究基金会(FAPESP)必须占州政府和研究资助# 310281/2017-2国家科学和技术发展委员会(CNPq) (Ernesto塞萨尔平托Leal-Junior教授),以及研究资助# 2017/06422-5从圣保罗研究基金会(FAPESP)必须占州政府硕士奖学金的卡罗琳·多斯桑托斯蒙泰罗马查多。