Pooperační elektrická svalová stimulace ke stimulaci syntézy svalových proteinů u lidí (PoEMS)

Kontrakce kosterního svalstva závisí na regulaci nervového systému a koordinaci nervosvalové funkce. Nejmenší motorický nervový systém spojený se svalovou kontrakcí je motorická jednotka (MU), která se skládá z eferentního motorického neuronu a všech svalových vláken, která inervuje. Svalová tkáň také podléhá adaptivním změnám v reakci na vnější podněty, jako je postupný úbytek svalové hmoty a síly během stárnutí a atrofie po nečinnosti svalů. Řada studií prokázala, že různé typy dobrovolných pohybů, jako je trénink s odporovým cvičením (RET), mohou takovým střídáním do určité míry zabránit nebo je zmírnit prostřednictvím zvýšení syntézy svalových proteinů (MPS).

Některé situace, jako je pooperační klid na lůžku, však činí intervence RET nedosažitelnou možností. Neuromuskulární elektrická stimulace (NMES) může být použita jako náhrada; působí tak, že vyvolává nedobrovolnou kontrakci cílových svalů prostřednictvím elektrického proudu aplikovaného na svalové břicho. Přestože stimulace NMES byla široce testována v prostředí intenzivní péče, výsledky prokázaly různou účinnost – možná kvůli multiorgánovému selhání a souvisejícímu katabolickému systémovému prostředí, se kterým se setkává většina těchto pacientů.

Nedávno jsme ukázali, že u pacientů po operaci břicha může 5denní NMES, prováděná při frekvenci 30 Hz v 1 sekundě „on“, 1 sekunda „off“ kontrakce, zmírnit ztráty svalové hmoty a funkce. Tato studie si však „vypůjčila“ protokol z předchozí literatury intenzivní péče a jako takový nemusí být optimální, pokud jde o frekvenci nebo vzor kontrakce. Vzhledem k tomu, že tento protokol byl pacienty v naší předchozí studii vysoce tolerován (tj. na základě 30 minut denního NMES, pacienti v této studii uvedli, že jej budou tolerovat 45 až 240 (průměr 90) minut), je pravděpodobné, že vyšší frekvence NMES (~100 Hz), umožňující větší produkci síly, může být životaschopný a může vést k dalšímu zmírnění ztrát svalové hmoty a funkcí. Bylo také prokázáno, že čas, kdy je sval během RET pod zátěžovým napětím, může být důležitým modulátorem MPS a následného nárůstu svalové hmoty. Proto zvýšení kontrakce vzhledem k době relaxace během NMES (např. 3 sekundy zapnuto, 1 sekunda vypnuto) může být další proveditelnou a možná prospěšnější strategií ke snížení ztrát svalové hmoty v populacích, kde zvýšení frekvence nemusí být možné nebo tolerovatelné.

S vědomím, že udržování svalů je založeno na dynamické rovnováze mezi MPS a odbouráváním svalových proteinů, je třeba prozkoumat dopad různých protokolů NMES na MPS, související buněčnou signalizaci a dráhy dodávání živin, aby bylo možné otestovat optimální zásah v souvisejících klinických podmínkách. s atrofií z nepoužívání. Dosud žádné předchozí studie neporovnávaly různé frekvence NMES na svalové metabolické reakce u starších dospělých, ani účinek různých vzorců kontrakcí vyvolaných NMES.