老齡化伴隨肌肉質(zhì)量、力量和功能的顯著下降,導(dǎo)致活動障礙、衰弱、跌倒風(fēng)險增加等不良健康結(jié)局。這種神經(jīng)肌肉功能的衰退部分源于運(yùn)動單位(MU)重塑——MU數(shù)量減少、體積增大,進(jìn)而影響神經(jīng)肌肉控制。雖然衰老導(dǎo)致的運(yùn)動神經(jīng)元和肌纖維損失不可逆,但通過運(yùn)動訓(xùn)練(尤其是抗阻訓(xùn)練)可改善肌肉骨骼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能。
交叉教育(Cross-education)是指單側(cè)訓(xùn)練使對側(cè)未訓(xùn)練肢體也獲益的現(xiàn)象,其機(jī)制可能與皮層調(diào)控有關(guān),在上肢、下肢、中風(fēng)后及骨科康復(fù)中均顯示出效果。老年人因神經(jīng)運(yùn)動功能下降、單側(cè)骨折風(fēng)險高,交叉教育現(xiàn)象尤為重要。然而,關(guān)于單次單側(cè)抗阻運(yùn)動后老年人膝關(guān)節(jié)伸肌在MU層面的跨肢體適應(yīng),目前尚缺乏研究。本研究旨在探討急性單側(cè)抗阻運(yùn)動對老年人神經(jīng)肌肉功能及MU中樞與外周特征的影響。



設(shè)備方面:采用OTBioelettronica(Italy)的HDsEMG電極陣列(64電極,型號GR08MM1305)記錄股外側(cè)肌表面肌電信號,信號經(jīng)無線放大器(Sessantaquattro)、濾波(10–500 Hz)并以2000 Hz采樣。
運(yùn)動方案為優(yōu)勢腿以75% 1RM進(jìn)行腿伸展,每組12次,組間休息60秒,至力竭(平均完成40次重復(fù))。數(shù)據(jù)分析采用線性混合效應(yīng)模型,MU追蹤使用DEMUSE軟件,iEMG信號分解采用DQEMG軟件。

03實(shí)驗(yàn)結(jié)果
功能指標(biāo):運(yùn)動腿MVC下降14.8%,對照腿下降6.9%;運(yùn)動腿FS變差(CoV升高),對照腿無變化。
MU放電特性:運(yùn)動腿在25% MVC收縮中,MU放電率在招募期、平臺期和去招募期均顯著增加(p<0.001),對照腿無變化。MU放電變異性和招募/去招募閾值在雙腿均無顯著變化。
追蹤MU分析:共374個MU被成功追蹤。運(yùn)動腿MU放電率在各階段均顯著高于對照腿(p<0.001),且累積脈沖序列(CST)變化在運(yùn)動腿更顯著(p=0.043)。
iEMG參數(shù):MUP面積、轉(zhuǎn)折數(shù)、近纖維抖動(NF jiggle)及負(fù)峰比值在運(yùn)動前后均無顯著變化。



04總結(jié)與展望
本研究表明,單次單側(cè)膝關(guān)節(jié)伸肌抗阻運(yùn)動可引起老年人雙側(cè)最大力量下降,但MU層面的神經(jīng)適應(yīng)僅發(fā)生于運(yùn)動腿,提示非運(yùn)動腿的力量下降可能源于系統(tǒng)性或中樞性機(jī)制,而非外周MU結(jié)構(gòu)改變。研究局限性包括僅關(guān)注急性疲勞、MU記錄在低強(qiáng)度收縮中進(jìn)行、缺乏青年對照組等。
未來研究可結(jié)合經(jīng)顱磁刺激等神經(jīng)生理學(xué)手段,進(jìn)一步探索交叉教育的中樞機(jī)制,并為老年人單側(cè)損傷后的康復(fù)策略提供依據(jù)。

原文鏈接
https://doi.org/10.1007/s11357-025-01693-8
研究團(tuán)隊(duì)介紹
本研究由英國諾丁漢大學(xué)代謝、衰老與生理學(xué)中心(COMAP)的Mathew Piasecki博士作為通訊作者領(lǐng)銜。團(tuán)隊(duì)核心成員包括諾丁漢大學(xué)的Nishadi N. Gamage、Abdulmajeed Altheyab、Bethan E. Phillips和Philip Atherton教授,他們共同負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與生理學(xué)機(jī)制闡釋。澳大利亞阿德萊德大學(xué)的George M. Opie與John G. Semmler教授提供了神經(jīng)生理學(xué)與運(yùn)動單位分析的專業(yè)支持。此外,成都體育學(xué)院的Yuxiao Guo教授為研究貢獻(xiàn)了運(yùn)動醫(yī)學(xué)視角。該團(tuán)隊(duì)整合了肌肉生理學(xué)、神經(jīng)電生理及臨床康復(fù)等多學(xué)科專長,并熟練運(yùn)用高密度表面肌電(OTBioelettronica設(shè)備)與肌內(nèi)肌電技術(shù),共同完成了此項(xiàng)探討老年人交叉教育機(jī)制的創(chuàng)新研究。
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