Neuromuskulární plasticita v reakci na obezitu: Účinky mechanického přetížení, metabolických poruch a věku (PLANEUROB)

Omezené údaje dostupné v literatuře naznačují, že inzulinová rezistence, zánět nízkého stupně a infiltrace svalových lipidů mohou negativně ovlivnit kapacitu produkce točivého momentu a podporovat nervosvalovou únavu. Inzulinová rezistence má tedy vliv na prokrvení aktivních svalů prostřednictvím účinků na autonomní nervový systém (Petrofsky a kol. 2009). Inzulinová rezistence je také spojena s narušením aktivity Na+/K+ pumpy, spojením excitace-kontrakce, intracelulární koncentrací ATP (Orlando a kol. 2016) a mitochondriální funkcí (Slattery a kol. 2014). Očekává se, že všechny tyto účinky zvýší rozvoj periferní únavy u obézních pacientů s diabetem 2. typu a očekává se, že zhoršená mitochondriální funkce bude mít za následek zhoršenou kapacitu zotavení po cvičení. Zánět může také ovlivnit produkci točivého momentu. Některé studie prokázaly negativní korelaci mezi produkcí svalového točivého momentu a zánětlivým stavem u obézních adolescentů (Ruiz a kol. 2008) a seniorů (Visser a kol. 2002). Zánět je spojen se sníženou svalovou hmotou, která může být důsledkem inhibice syntézy proteinů (Guillet a kol. 2012). Zánět by také mohl mít negativní účinky na nervové faktory produkce točivého momentu prostřednictvím stimulace aferencí III a IV, jak se předpokládá u zdravého subjektu (Dousset a kol. 2007). To však nebylo nikdy prokázáno. A konečně, edém spojený se zánětlivou reakcí by mohl modifikovat architekturu a svalové rozměry, jak bylo prokázáno u zdravých subjektů (Ishikawa a kol. 2006) nebo těch, kteří trpí zánětlivými onemocněními (Kaya a kol. 2013). Důsledky zánětu nízkého stupně, kombinovaného nebo nekombinovaného se stárnutím, na svalové a nervové faktory tvorby síly u obézních dospělých dosud nebyly experimentálně charakterizovány. Infiltrace svalových lipidů může mít také negativní vliv na syntézu svalových bílkovin (Tardif a kol. 2014) a zejména na sílu. To bylo často hlášeno u neobézních starších lidí (Sipilä a Suominen 1994). Je zajímavé, že jiná studie uvádí negativní korelaci mezi obsahem intramuskulárních lipidů a úrovní dobrovolné aktivace kvadricepsu u neobézních starších lidí (Yoshida a kol. 2012), což může vysvětlit korelaci diskutovanou výše. Pokud je nám známo, nejsou k dispozici žádné údaje o dospělých obézních pacientech. Lze však předpokládat, že infiltrace lipidů by měla inhibiční účinky na úroveň aktivace motorických jednotek, a tedy na produkci síly. Je také pravděpodobné, že infiltrace lipidů omezuje svalové architektonické adaptace na nadváhu (kontraktilní a tukové tkáně soutěží o vývoj v omezeném svalovém objemu). Matematické modelování účinků lipidové infiltrace na svalovou mechaniku (Rahemi a kol. 2015) naznačuje, že intramuskulární lipidy by mohly narušit kontraktilní aktivitu omezením zkracování svalových fasciklů a příčnou svalovou deformaci během svalové kontrakce. Tyto teoretické předpovědi však musí ještě potvrdit experimentální data.

Výzkumný projekt PLANEUROB je fyziologická observační studie srovnávající příslušné účinky mechanického přetížení, metabolických poruch a věku na produkci točivého momentu, únavnost a funkční kapacitu u obézních lidí. Subjekty budou muset v jednom sezení provést únavový protokol, upravený test Margaria a 6minutový test chůze. Dosáhne se také odběrů krve, ultrazvukového vyšetření svalů a hodnocení fyzické aktivity.

Data budou analyzována pomocí softwaru LabChart 7.3 Pro (ADInstrument, New South Wales, Austrálie), ImageJ (NIH Image, Bethesda, Maryland, USA) a softwaru Statistica 8.0 (StatSoft, Inc.) a význam bude akceptován oboustranně. hladina alfa p<0,05. Normalita a homogenita proměnných budou kontrolovány pomocí Shapiro-Wilkova testu a Barlettova testu. V případě ověření normality a homogenity proměnných budou absolutní hodnoty proměnných (Torque, EMG, střední šeď atd.) porovnány pomocí dvou faktorů (věk x metabolické poruchy) analýz rozptylu (ANOVA) s opakovaným měřením. Pokud analýzy odhalí významný účinek jakéhokoli faktoru nebo interakce faktorů, budou provedeny post-hoc Newman-Keulsovy testy, aby se určily rozdíly mezi různými podmínkami.