RBR-9gnxv3 Influence of different treatment forms with low temperature on the muscle and heart function in recovery after effort

Date of registration: 09/30/2016 ^(mm/dd/yyyy)
Last approval date : 09/30/2016 ^(mm/dd/yyyy)

Study type:

Interventional

Scientific title:

Trial identification

• UTN code: U1111-1182-9263

• Public title:

  en

  Influence of different treatment forms with low temperature on the muscle and heart function in recovery after effort

  pt-br

  Influência de diferentes formas tratamento com baixa temperatura sobre a função muscular e cardíaca na recuperação após esforço

• Scientific acronym:

• Public acronym:
• Secondaries identifiers:
  • Parecer de aprovação do CEP: 1.151.455
    Issuing authority: Comitê de Ética em Pesquisa da UFMS
  • Número do CAAE: 46923115.0.0000.0021
    Issuing authority: Plataforma Brasil

Sponsors

• Primary sponsor: Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
• Secondary sponsor:
  • Institution: Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
• Supporting source:
  • Institution: Fundação de Apoio ao Desenvolvimento do Ensino, Ciência e Tecnologia do Estado de Mato Grosso do Sul

Health conditions

• Health conditions:

  en

  Muscle fatigue

  pt-br

  Fadiga muscular

• General descriptors for health conditions:

  en

  C23 Pathological conditions, signs and symptoms

  pt-br

  C23 Condições patológicas, sinais e sintomas

  es

  C23 Condiciones patológicas, signos y síntomas

• Specific descriptors:

Interventions

• Interventions:

  en

  Experimental group: 80 volunteers will receive cold water immersion in water with temperature of 5 or 10 degrees Celsius for 5 or 10 minutes, in a according to randomic decision. Control group: 20 volunteers will keep in a sitting position for passive recovery in a controlled environment. The volunteers will be distributed in a randomic way for both groups, with the experimental group getting just one of the possible combinations: 5 degrees Celsius for 5 minutes, 5 degress Celsius for 10 minutes, 10 degrees Celsius for 5 minutes, 10 degress Celsius for 10 minutes. Both groups will be submitted to an isometric exhaustion of quadriceps muscle at level of 40% or 80% of the maximal isometric force (MIF). Before, immediately after, 15 and 30 minutes after the exhaustion test the perceived exertion, heart rate variability, MIF and electromyographic (EMG) activity from rectus femoris, vastula lateralis and vastus medialis will be recorded for comparison among different moments to identify de muscle fatigue and the recovery. The MIF will always have lasting only three seconds. For the same reason, during the exhaustion test the EMG activity and perceived exertion alson will be recorded. In this case, the recovery will be compared with submaximal tests of same intensity, however, with duration of just 10 seconds after the MIF performed at 15 and 30 minutes after the exhaustion test.

  pt-br

  Grupo experimental: 80 voluntários receberão crioterapia por imersão (CI) em água com temperatura de 5 ou 10 graus Celsius por 5 ou 10 minutos, conforme decisão randômica. Grupo controle: 20 voluntários irão manter-se sentados em recuperação passiva em ambiente com temperatura controlada. Os voluntários serão distribuídos de modo randômico para ambos os grupos, sendo que os do grupo experimental receberão cada um apenas uma das possíveis combinações de CI: 5 graus Celsius por 5 minutos, 5 graus Celsius por 10 minutos, 10 graus Celsius por 5 minutos, 10 graus Celsius por 10 minutos. Ambos os grupos serão submetido a um teste de exaustão isométrica do músculo quadríceps em intensidade submáxima correspondente a 40% ou 80% da força isométrica máxima (FIM). Antes, imediatamente após, 15 e 30 minutos após o teste de exaustão a percepção subjetiva do esforço, variabilidade da frequência cardíaca, FIM e atividade eletromiográficas (EMG) dos músculos reto femoral, vasto lateral e medial serão registradas para comparação entre os diferentes momentos de modo a permitir a identificação da fadiga muscular e de sua recuperação. A FIM quando realizada terá sempre a duração de apenas 3 segundos. Pela mesmo motivo, durante o teste de exaustão a atividade EMG e a percepção subjetiva do esforço também serão registradas. Nesse caso, a recuperação será comparada com testes submáximos de mesma intensidade, porém com duração de apenas 10 segundos após as contrações máximas realizadas 15 e 30 minutos após o teste de exaustão.

• Descriptors:

  en

  E02.258 Cryotherapy

  pt-br

  E02.258 Crioterapia

  es

  E02.258 Crioterapia

  en

  G16.757 Recovery of Function

  pt-br

  G16.757 Recuperação de Função Fisiológica

  es

  G16.757 Recuperación de la Función

Recruitment

• Study status: Recruiting
• Countries
  • Brazil
• Date first enrollment: 02/01/2016 ^(mm/dd/yyyy)
• Date last enrollment: 02/01/2017 ^(mm/dd/yyyy)

• Target sample size:	Gender:	Minimum age:	Maximum age:
  100	M	18 Y	35 Y

• Inclusion criteria:

  en

  Healthy; male; aged between 18 and 35 years; students in undergraduate or postgraduate public higher education institutions or private.

  pt-br

  Saudáveis; sexo masculino; idade entre 18 e 35 anos; alunos de cursos de graduação ou pós-graduação de instituições de ensino superior públicas ou privadas.

• Exclusion criteria:

  en

  Presence of musculoskeletal injury in dominant leg in the last two months; Raynaud's disease; allergies to cold; labor or physical activity that requires effort level in intensity that makes it impossible to volunteer at the time of survey participation is in muscular condition of homeostasis.

  pt-br

  Presença de lesão musculoesquelética no membro inferior dominante nos últimos dois meses; doença de Raynaud; alergias ao frio; atividade laboral ou física que exija nível de esforço em intensidade que impossibilite que o voluntário no momento de participação da pesquisa esteja em condição muscular de homeostase.

Study type

• Study design:

• Expanded access program	Purpose	Intervention assignment	Number of arms	Masking type	Allocation	Study phase
  	Treatment	Cross-over	2	Single-blind	Randomized-controlled	N/A

Outcomes

• Primary outcomes:

  en

  The expected primary outcome is that recovery in muscle performance is higher with cold water immersion (CWI) than passive recovery (PR). The muscle performance will be assessed by maximal isometric force (MIF), in kilogram-force (kgf), identified from a maximal isometric voluntary contraction (MIVC) test performed before and after an exhaustion test in submaximal intensity (40 or 80 %MIF). For this purpose a load cell will be used. Under these conditions, it is observed reduced levels of maximal force. The recovery of the MIF will be stimulated by means of CWI, with variations on temperature and immersion time. 15 and 30 minutes after the exhaustion again the MIF will be evaluated to check their return to pre-exhaustion levels. In the same times that the MIF was evaluated, it will also be collected electromyographic (EMG) activity of the vastus lateralis, rectus femoris and vastus medialis muscles using surface electromyography. A load cell and an electromyography device (Miotec Biomedical Equipment) with calibration of gain of 1000, sampling frequency of 2000 Hz, high-pass filter of 10 Hz, low-pass filter of 500 Hz and notch-filter 60 Hz. The software used to evaluate the EMG signal and muscle force will be Miotec Suite. Root mean square (RMS), in microvolts, and median frequency (MF), in hertz (Hz), values will be obtained from EMG signal. The increase in RMS values and the decrease in MF values after exhaustion are classic evidence of the occurrence of muscle fatigue, while the return of these values to pre-exhaustion values are indicative of recovery of muscle function. Finally, also for evaluation of muscle function, successive RMS and FM values obtained every 0.5 second of recorded EMG activity of exhaustion test will be correlated with exhaustion time using simple linear regression model. This procedure allows to obtain the degree of increase of the electrical activity of muscles (RMS versus time) or decrease of the firing rates of motor neurons(MF versus time) by the slope coefficient of these variables which are also indicative of muscle fatigue. After the CWI not only MIVC but also submaximal contractions will be performed again, at 15 and 30 minutes, but these lasting 10 seconds. Correlations of RMS and MF values will be performed again with the contraction time and this will enable the achievement of new slope values. The return of these values to levels close to pre-exhaustion values is similarly a established indicative of muscle recovery. Both tests (maximum and submaximal) will always be performed in an isometric way with the dominant lower limb in the same position, with the knee kept flexed 90 degrees and in the same chair tests developed for research.

  pt-br

  O desfecho primário esperado é que a crioterapia por imersão (CI) promova recuperação no desempenho muscular superior à recuperação passiva (RP). O desempenho muscular será avaliado por meio da força isométrica máxima (FIM), em quilograma-força (kgf), identificada a partir de um teste de contração isométrica voluntária máxima (CIVM) realizado antes e após teste de exaustão em intensidade submáxima (40 ou 80% da FIM). Para isso será utilizada uma célula de carga com limite superior de carga de 200 kgf. Nessas condições, observa-se redução dos níveis de força máxima. A recuperação da FIM será estimulada por meio da CI, com variações em relação à temperatura e tempo de imersão. 15 e 30 minutos após a exaustão, novamente a FIM será avaliada para verificação de seu retorno para níveis pré-exaustão. Nos mesmos momentos em que a FIM for avaliada, também serão coletadas as atividades eletromiográficas (EMG) dos músculos vastus lateralis, rectus femoris e vastus medialis utilizando a eletromiografia de superfície. Um eletromiógrafo da marca Miotec Equipamentos Biomédicos (mesma marca da célula de carga), será calibrado com ganho de 1000 vezes, frequência da amostragem de 2000 Hz, filtro passa-alta de 10 Hz, filtro passa-baixa de 500 Hz e filtro notch de 60 Hz, utilizando o software Miotec Suite, o mesmo utilizado para obtenção de valores da eletromiografia e de força muscular. Dessa atividade EMG serão obtidos valores de root mean square (RMS), em microvolts, e frequência mediana (FM), em hertz (Hz). A elevação dos valores de RMS e redução da FM após a exaustão são evidências clássicas da ocorrência de fadiga muscular, enquanto o retorno destes a valores próximos à pré-exaustão são indicativos de recuperação da função muscular. Por fim, também para avaliação da função muscular, valores sucessivos de RMS e de FM serão obtidos a cada 0,5 segundo da atividade EMG registrada do teste de exaustão e esses valores serão correlacionados com o tempo de exaustão, por meio de regressão linear simples, procedimento estatístico que permitirá a obtenção do grau de elevação da atividade elétrica dos músculos (RMS versus tempo) ou da redução da frequência de disparos das unidades motoras (FM versus tempo), por meio do coeficiente de inclinação dessas variáveis e que são indicativos também de fadiga muscular. Após a CI, além da CIVM, novas contrações submáximas (estas com duração de 10 segundos) serão realizadas 15 e 30 minutos após a exaustão, em intensidade similar. Novamente serão realizadas correlações entre os valores de RMS e FM com o tempo de contração, permitindo a obtenção de novos coeficientes de inclinação, os quais em caso de redução de seus valores em relação ao teste de exaustão indicarão a recuperação dos músculos avaliados. Ambos os testes, máximos e submáximos, serão realizados sempre de forma isométrica, pelo membro inferior dominante, na mesma postura, com o joelho mantido em flexão de 90 graus e na mesma cadeira de testes desenvolvida para a pesquisa.

• Secondary outcomes:

  en

  Secondary outcomes expected are related to additional variables investigated in this study. They are: perceived exertion (PSE), delayed onset muscle soreness (DOMS) and heart rate variability (HRV). For the PSE will use the Borg CR-10 scale, a scale in which volunteers verbally express their perceived effort. This will occur immediately after, 15 and 30 minutes after the exhaustion test. In these same times, in order to capture the RR-intervals parameters, for analysis of heart rate variability (HRV), a chest belt will be placed over the precordium region and a heart rate receiver (Polar V800 - Polar Electro, Finland). HRV analysis will be performed from RR-intervals series at a sampling rate of 1000 Hz. Digital filtering will be supplemented by manual filtering in order to remove the artifacts, ectopic and premature beats. The extraction of each cardiac period (RR-interval) will be analyzed using Kubios HRV Analysis Software. For analysis in time domain, mean RR, RMSSD, e SDDN indices will be analyzed, expressed in milliseconds. In the frequency domain the spectral components of very low frequency (VLF), low frequency (LF) and high frequency (HF) will be used. For the quantitative analysis of the Poincaré plot (PP), SD1 and SD2 will be utilized. Finally, the DOMS will be assessed using a visual analog scale (VAS) with 10 cm, with 0 indicating the absence and 10 maximum pain intensity. The scaling will be applied immediately, 24 and 48 hours after exhaustion test. For PSE and VAS, the reduction of these indices after cold water immersion (CWI) are expected, ie, reduced or absent levels of effort and pain perceived. In the case of HRV are expected positive effects of CWI in restoring cardiac autonomic modulation, with the indeces related to this analysis being reinstated in the post intervention for recovery assessments.

  pt-br

  Desfechos secundários esperados estão relacionados com variáveis adicionais investigadas nesta pesquisa. São elas: percepção subjetiva do esforço (PSE), dor muscular tardia e variabilidade da frquência cardíaca. Para a PSE será utilizada a escala de Borg CR-10, uma escala em que os voluntários expressam verbalmente o nível esforço correspondente a sua percepção. Isso ocorrerá antes da exaustão, imediatamente após o teste de exaustão e 15 e 30 minutos após a exaustão, ambos os tempos correspondentes aos re-testes após crioterapia por imersão ou recuperação passiva, conforme o grupo do voluntário. Nesses mesmos momentos, durante 5 minutos, serão avaliadas variáveis relacionadas com a variabilidade da frequência cardíaca (VFC). Para isso, intervalos RR serão capturados utilizando uma cinta torácica em região precordial e um receptor de batimentos cardíacos posicionado no punho do voluntário (Polar V800 - Polar Electro, Finlândia). Para a análise da VFC será realizada a partir de intervalos RR em um taxa de amostragem de 1000 Hz, com filtragem manual para remoção de artefatos e batimentos pré-maturos e ectopicos. A extração de cada intervalo RR ocorrerá por meio do programa Kubios HRV Analysis Software. Para análise no domínio do tempo, média RR, root mean square (RMS) dos intervalos RR e desvio padrão dos intervalos RR serão utilizados, expressos em milissegundos. Para a análise no domínio da frequência, componentes espectrais de very low frequency (VLF), low frequency (LF) e high frequency (HF) serão utilizados. Para análise quantitativa Poincaré plot (PP), SD1 e SD2 serão utilizados. Finalmente, a dor muscular tardia será avaliada utilizando uma escala visual-analógica (EVA) com 10 cm, com 0 representado ausência e 10 máxima intensidade de dor. A escala será aplicada imediatamente, 24 e 48 horas após o teste de exaustão. Para a PSE e EVA, redução desses índices após a crioterapia por imersão (CI) são esperados, isto é, redução ou ausência nos níveis de esforço e dor percebidos. No caso da VFC, são esperados efeitos positivos da CI na restauração da modulação cardíaca autonômica, com os índices relacionados com esta análise sendo restabelecidos nas avaliações pós intervenção para recuperação.

Contacts

• Public contact
  • Full name: Silvio Assis de Oliveira Júnior
  • • Address: Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Centro de Ciências Biológicas e da Saúde - CCBS. Cidade Universitária S/N
    • City: Campo Grande / Brazil
    • Zip code: 79070-900
  • Phone: +55(67) 3345 7000
  • Email: oliveirajr.ufms@gmail.com
  • Affiliation: Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
   
• Scientific contact
  • Full name: Silvio Assis de Oliveira Júnior
  • • Address: Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Centro de Ciências Biológicas e da Saúde - CCBS. Cidade Universitária S/N
    • City: Campo Grande / Brazil
    • Zip code: 79070-900
  • Phone: +55(67) 3345 7000
  • Email: oliveirajr.ufms@gmail.com
  • Affiliation: Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
   
• Site contact
  • Full name: Silvio Assis de Oliveira Júnior
  • • Address: Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Centro de Ciências Biológicas e da Saúde - CCBS. Cidade Universitária S/N
    • City: Campo Grande / Brazil
    • Zip code: 79070-900
  • Phone: +55(67) 3345 7000
  • Email: oliveirajr.ufms@gmail.com
  • Affiliation: Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
   

Additional links:

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