Nutriční a kontraktilní regulace svalového růstu

Kosterní sval tvoří asi 40 % tělesné hmotnosti a obsahuje asi 50 % až 75 % všech bílkovin v lidském těle. Obrat bílkovin je pravidelný proces v lidském těle. U zdravých dospělých nemá souhra mezi syntézou svalových bílkovin a odbouráváním svalových bílkovin žádný čistý růst nebo ztrátu svalové hmoty. Ale když se váha nakloní směrem k rozpadu svalových bílkovin, může dojít k úbytku svalů. To může vést k negativním důsledkům, protože svaly nejen plní zřejmou roli přeměny chemické energie na mechanickou energii pro pohyb a udržení držení těla, ale svaly jsou také zapojeny do následujících méně zjevných rolí: regulace metabolismu; odstranění potenciálně toxických látek z krevního oběhu; výroba paliva pro jiné tkáně; ukládání energie a dusíku, které jsou důležité pro zásobování mozku a imunitního systému; a usnadnění hojení ran během podvýživy, hladovění, zranění a nemoci. Sval je tedy důležitý nejen pro fyzickou nezávislost, ale i pro pouhé přežití lidského těla. Ve skutečnosti má ztráta pouhých 30 % tělesných bílkovin za následek zhoršené dýchání a oběh a může nakonec vést ke smrti. Účelem této studie je prozkoumat fyziologické a buněčné mechanismy, které regulují růst kosterního svalstva. Výsledky studie mohou pomoci vyvinout budoucí léčbu pro udržení a případně zvýšení svalové hmoty jako způsob, jak zlepšit funkci, snížit komplikace onemocnění a zvýšit přežití.

Do této studie budou zařazeni zdraví účastníci, kteří budou náhodně zařazeni do jednoho z několika léčebných ramen v rámci jednoho ze tří samostatných experimentů. Celkově budou tyto tři experimenty zkoumat následující: (1) zda signální dráha savčího cíle rapamycinu (mTOR) – skupina molekul, které spolupracují na kontrole specifické buněčné funkce – je zodpovědná za stimulaci syntézy svalových proteinů po rezistenci cvičení a/nebo požití aminokyselinového doplňku; (2) zda omezení průtoku krve manžetou na krevní tlak během cvičení s nízkou intenzitou odporu nakonec vede k syntéze svalových bílkovin; a (3) zda je stárnutí spojeno se sníženými fyziologickými a buněčnými mechanismy, které souvisejí se syntézou svalových proteinů, a zda takové snížení lze překonat požitím aminokyselinového doplňku po cvičení nebo omezením průtoku krve během cvičení s nízkou intenzitou odporu.

V závislosti na tom, do které léčebné větve jsou účastníci zařazeni, mohou dostávat suplementaci aminokyselin, lék rapamycin, lék nitroprusid sodný a/nebo placebo. Mohou také absolvovat cvičení s vysokou intenzitou odporu, cvičení s nízkou intenzitou odporu nebo cvičení s nízkou intenzitou odporu spolu s omezením průtoku krve. Všichni účastníci absolvují jednu 8hodinovou studijní návštěvu a následnou návštěvu o týden později. Během studijní návštěvy účastníci podstoupí následující: měření vitálních funkcí, výšky a hmotnosti; odběr vzorků krve a moči; sken rentgenové absorptiometrie s duální energií (DEXA); a infuzní studii, která bude zahrnovat další odběry krve, svalové biopsie a přidělené intervence. Následná návštěva bude zahrnovat vyhodnocení jakýchkoliv řezů, které byly provedeny během infuzní studie.