Krátkodobé užívání metforminu u mladých, zdravých dospělých: Dopady na cvičební kapacitu

Metformin, silný biguanid, je nejčastěji předepisovaným lékem na snížení hladiny glukózy u pacientů nově diagnostikovaných s diabetes mellitus 2. typu (T2DM). Metformin je údajně užitečný pro různé stavy, jako je stárnutí, autoimunitní stavy a rakovina, ale primární použití metforminu je pro snížení hladiny glukózy v krvi snížením produkce glukózy v játrech (zvýšená glykogeneze, snížená glykogenolýza a glukoneogeneze), snížená absorpce glukózy v střeva a zvýšené vychytávání glukózy kosterním svalstvem nezávislé na inzulínu. Tato studie se zaměřuje na účinek metforminu v kosterním svalstvu.

Mechanismus pro zlepšené vychytávání glukózy kosterním svalstvem zprostředkované metforminem zahrnuje inhibici komplexu 1 (NADH:ubichinon oxidoreduktáza) v mitochondriálním elektronovém transportním řetězci (ETC). To vede ke snížení buněčného energetického náboje, který se vyznačuje sníženou koncentrací ATP a zvýšenými poměry ADP:ATP a AMP:ATP. Tato energetická nerovnováha iniciuje fosforylaci 5' adenosinmonofosfátem aktivované proteinkinázy (AMPK), která následně indukuje translokaci glukózového transportéru (GLUT4) do buněčné membrány a upreguluje na inzulínu nezávislý příjem glukózy vlákny kosterního svalstva. Tato buněčná energetická nerovnováha a následná signalizační kaskáda AMPK je podobná stresu vyvolanému cvičením. Nicméně během cvičení je energetická nerovnováha způsobena zvýšeným využitím ATP z kontrakce kosterního svalstva spíše než neúplným metabolismem glukózy (méně ATP na glukózu) a zvýšeným spoléháním se na glykolýzu.

Cvičení je považováno za zlatý standard přístupu ke zlepšení kardiorespirační zdatnosti a periferní citlivosti na inzulín po celou dobu života. Metformin také prospívá kontrole glykémie a snižuje kardiovaskulární riziko. Ačkoli důkazy nejsou přesvědčivé, bylo prokázáno, že metformin potenciálně snižuje zátěžovou kapacitu u zdravých jedinců a pacientů s metabolickým syndromem. Důležité je, že vzhledem ke zvýšené závislosti na anaerobním metabolismu může metformin snižovat laktátový práh (LT) a bod obratu laktátu (LTP), což jsou silné prediktory vnímání úsilí, submaximální zdatnosti a vytrvalostního výkonu. Vzhledem k tomu, že kardiorespirační zdatnost, síla, kontrola glukózy a citlivost na inzulín jsou prediktory onemocnění, invalidity a mortality ze všech příčin, je důležité určit účinky metforminu na kardiorespirační zdatnost a fyzické funkce.

I když jsou tyto mechanismy metforminu v kosterním svalu přesvědčivé pro regulaci glukózy, v literatuře existují významné rozdíly v účincích metforminu na zátěžovou kapacitu, převážně kvůli rozdílům v dávkování (např. ~50-500 mg/kg) a cvičební intervenci. design (např. akutní vs. krátkodobé nebo chronické cvičení a/nebo submaximální vs. maximální intenzita cvičení). Nedávná metaanalýza zjistila, že vzhledem k tomu, že předchozí studie používaly převážně intenzity cvičení hluboko pod VO2max, nezdá se, že by metformin ovlivnil maximální příjem kyslíku u zdravých dobrovolníků; metformin může změnit zátěžovou kapacitu pouze při vysokých nebo téměř maximálních pracovních rychlostech. Existuje tedy nedostatek údajů o účincích metforminu na práh laktátu, clearance laktátu v krvi a únavu způsobenou cvičením.

Údaje z této studie poskytnou cenný pohled na účinky metforminu ve srovnání s placebem na výkonovou kapacitu při téměř maximální pracovní míře u mladých zdravých dospělých. Zatímco některé studie zkoumaly vliv metforminu na výkon při cvičení, jedná se spíše o studie, kde intenzita cvičení byla výrazně pod maximálním úsilím, u vysoce trénovaných cyklistů nebo u klinických populací (např. u jedinců s T2DM). Důležité je, že výsledky této studie mohou vést zdravé jedince k úpravě cvičebních protokolů tak, aby se přizpůsobily poklesu výkonnosti spolu se zvýšenou vnímanou námahou, která může doprovázet konzumaci metforminu. Tato studie může navíc zaplnit mezeru v literatuře o mírně delší časové ose pro účinky požití metforminu na cvičební kapacitu ve srovnání s akutní konzumací, což může mít v průběhu času hlubší dopad na kardiorespirační zdatnost a kapacitu.