Monitoring muscle oxygenation after eccentric exercise-induced muscle damage using near-infrared spectroscopy

Authors: Ahmadi, Sirous; Sinclair, Peter J.; Foroughi, Nasim; Davis, Glen M.

Source: Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism, Volume 33, Number 4, 1 August 2008 , pp. 743-752(10)

Publisher: NRC Research Press

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Abstract:

Eccentric exercise (EE), a common type of muscular activity whereby muscles lengthen and contract simultaneously, is associated with higher levels of force but may also evoke muscle damage. We investigated the hypothesis that unaccustomed EE might impair muscle oxygenation and muscle blood flow in healthy adults. Ten healthy males performed a bout of 70 maximal eccentric contractions of the elbow flexors. Before and after EE on day 1 and over the next 6 days, maximum voluntary isometric torque (MVT), serum creatine kinase (CK), and the changes in muscle oxygen saturation, blood flow, and oxygen uptake (using near-infrared spectroscopy) within the biceps brachii were assessed. MVT decreased, whereas muscle soreness and CK increased after EE (p < 0.05). Mean resting oxygen saturation increased by 22% after acute EE, and remained elevated by 5%-9% for the following 6 days. During isometric contractions, significant decreases were observed in oxygen desaturation and re-saturation kinetics after EE and these declines were also significantly prevalent over the following 6 days. Both muscle blood flow and oxygen uptake increased significantly after acute EE, but recovered on the next day. This study revealed some prolonged alterations in muscle oxygenation at rest and during exercise after EE, which might be due to a decrease in muscle oxygen consumption, an increase in oxygen delivery, and (or) a combination of both. However, both oxygen consumption and blood flow recovered within 24 h after the eccentric exercise session, and therefore, the reason(s) for the changes in tissue oxygen saturation remain unknown.

L'exercice pliométrique (EE) est une action musculaire couramment employée qui fait travailler les muscles en alternance d'étirement et de contraction. Au cours de cette action, la tension musculaire produite est généralement élevée et peut causer des lésions musculaires. Nous émettons l'hypothèse selon laquelle un EE inhabituel nuit à la circulation musculaire et à l'oxygénation du muscle chez des adultes en bonne santé. Dix hommes en bonne santé exécutent 70 actions pliométriques maximales des fléchisseurs du coude. Avant et après EE au jour 1, on évalue tout comme au cours des 6 jours suivants le moment de force maximale isométrique volontaire (MVT), la concentration sérique de créatine kinase (CK), les variations de la saturation du muscle en oxygène, le débit sanguin et la consommation d'oxygène (au moyen de la technique de spectroscopie dans le proche infrarouge) du biceps brachial. Après EE, le MVT diminue et la douleur musculaire de même que la concentration de CK augmentent (p < 0,05). Immédiatement après EE, la saturation en oxygène du muscle au repos augmente de 22 % et demeure 5 à 9 % plus élevée au cours des 6 jours suivants. Au cours des actions isométriques accomplies après EE, on observe des diminutions significatives au plan de la cinétique de désaturation et de resaturation du muscle en oxygène ; ces diminutions demeurent significativement prévalentes au cours des 6 jours suivants. Immédiatement après un EE, on observe une augmentation significative du débit sanguin musculaire et de la consommation d'oxygène, mais le jour suivant, les valeurs sont de retour à la normale. Cette étude révèle des variations prolongées de l'oxygénation du muscle au repos et au cours d'un exercice réalisé après EE probablement attribuable à la diminution de la consommation d'oxygène du muscle, à l'augmentation du transport de l'oxygène ou à une combinaison des deux. Néanmoins, le débit sanguin musculaire et la consommation d'oxygène du muscle reviennent à des valeurs normales en moins de 24 h après la séance d'exercices pliométriques ; on ne connait donc pas encore les causes des variations de la saturation tissulaire en oxygène.

Document Type: Research article

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