Strategie ke snížení organické svalové atrofie na jednotce intenzivní péče (STROMA-ICU)

K akutnímu ochabování svalů dochází brzy a rychle během prvního týdne kritického onemocnění a významně přispívá ke slabosti získané na JIP. Svalová ochablost a následná slabost je spojena s opožděným osvobozením z umělé ventilace, prodlouženou dobou hospitalizace (LOS), dlouhodobou funkční invaliditou a horší kvalitou života. Navíc nízký svalový objem a slabost získaná na JIP zvyšuje riziko úmrtnosti u kriticky nemocných pacientů. Ačkoli několik faktorů pravděpodobně urychluje chřadnutí kosterního svalstva během kritického onemocnění (např. imobilita, uvolnění svalů, zánět, multiorgánové selhání), pochopení základních mechanismů zůstává omezené a odráží se v nedostatku účinných intervencí k prevenci ztráty svalů. mše u pacientů na JIP.

Svalová hmota je udržována prostřednictvím vyváženého odbourávání a syntézy bílkovin. Aby mohlo dojít k plýtvání, musí být katabolické dráhy zvýšeny ve srovnání s anabolickými procesy. Obecně je nutriční stav důležitým faktorem pro udržení homeostázy kosterního svalstva. Dostatečný příjem kalorií je však u pacientů na JIP často náročný a nedávné údaje naznačují, že vysoký příjem bílkovin v časném kritickém onemocnění může nepříznivě ovlivnit syntézu svalových bílkovin. Navíc randomizované, placebem kontrolované klinické studie (RCT) u pacientů na JIP nepodporují použití agresivního časného podávání makronutrientů. Tato zjištění zdůrazňují potřebu cílených terapií pro posílení anabolických drah, které mohou zlepšit klinické výsledky u kriticky nemocných pacientů.

Aminokyselina leucin je široce uznávána pro své anabolické účinky na svalový metabolismus, ale koncentrace potřebné k maximalizaci jejích antiproteolytických účinků jsou mnohem vyšší než koncentrace potřebné k maximální stimulaci syntézy proteinů. To vedlo k hledání metabolitů leucinu, které mohou být také účinnými mediátory anabolických procesů v kosterním svalstvu – jednou z takových sloučenin je β-hydroxy-β-methylbutyrát (HMB).

Předpokládá se, že HMB primárně usnadňuje syntézu proteinů prostřednictvím stimulace savčího cíle rapamycinu (mTOR), proteinkinázy reagující na mechanické, hormonální a nutriční stimuly, která hraje ústřední roli v kontrole buněčného růstu. Předklinické studie skutečně prokazují, že suplementace HMB zvyšuje fosforylaci mTOR i jeho následných cílů. Předklinické údaje také naznačují, že suplementace HMB vede ke zvýšení hladin inzulinu podobného růstového faktoru 1 (IGF-1) kosterního svalstva, což může dále stimulovat mTOR. Kromě toho může HMB ovlivnit systémové hladiny myostatinu, klíčového negativního regulátoru růstu zralého kosterního svalstva. Bylo prokázáno, že myostatin snižuje syntézu svalových proteinů inhibicí signalizace mTOR a zvýšením proteolytických mechanismů. Nedávné preklinické údaje naznačují, že HMB může snížit hladiny myostatinu a zmírnit atrofii kosterního svalstva. Předklinické údaje navíc ukázaly, že HMB také stimuluje uvolňování irisinu, nově objeveného myokinu, který up-reguluje IGF-1 a inhibuje myostatin.

Na druhé straně se předpokládá, že k proteolýze kosterního svalstva dochází primárně prostřednictvím systému ubikvitin-proteazom, což je energeticky závislý proteolytický systém, který degraduje intracelulární proteiny. Předpokládá se, že aktivita této dráhy je regulována prostřednictvím exprese nukleárního faktoru kappa B (NF-κB), který je významně zvýšen za podmínek, jako je hladovění, imobilizace, klid na lůžku a při různých chorobných stavech. V preklinických studiích bylo prokázáno, že HMB snižuje expresi proteazomu a snižuje aktivitu této dráhy během katabolických stavů. Dále se předpokládá, že kaspázové proteázy (zejména kaspázová proteáza-3 a kaspázová proteáza-9) indukují proteolýzu kosterního svalstva prostřednictvím apoptózy myonukleí. Preklinické údaje naznačují, že v katabolických stavech HMB zeslabuje up-regulaci kaspáz, což zase snižuje myonukleární apoptózu a snižuje degradaci proteinů kosterního svalstva.

Randomizované kontrolované studie (RCT), které hodnotily účinek suplementace HMB na klinické výsledky u pacientů s chronickými onemocněními, jsou omezené a ještě méně studií hodnotilo její účinky na metabolismus kosterního svalstva během kritického onemocnění. Kromě toho, navzdory přesvědčivým předklinickým důkazům, přesné mechanismy, které jsou základem účinku suplementace HMB během akutního katabolického stresu u lidí, nejsou dobře definovány.

Cílem výzkumníků je proto studovat vliv časné suplementace HMB na hmotu kosterního svalstva u chirurgických pacientů na JIP a prozkoumat mechanismy, kterými může HMB vykazovat příznivé účinky na metabolismus kosterního svalstva v průběhu kritického onemocnění.