Vyhodnocení změn proteinů kosterního svalstva po odporovém cvičení a jednonožní nečinnosti

Kosterní sval je vysoce plastická tkáň schopná modifikovat svůj fenotyp (tj. strukturální, kontraktilní a metabolické vlastnosti) v reakci na změny mechanického zatížení. Mechanickým podkladem plasticity kosterního svalstva jsou změny v obratu bílkovin kosterního svalstva. Velikost kosterního svalstva je dána změnami v rychlostech syntézy svalových proteinů (MPS) a rychlostech rozpadu svalových proteinů (MPB), přičemž změny v rychlosti MPS jsou primárním determinantem hmoty lidského kosterního svalstva. MPS i MPB jsou vysoce citlivé na kontraktilní a nutriční podněty. V reakci na požití EAA dochází ke zvýšení četnosti MPS a mírnému potlačení četnosti MPB, což vede k pozitivnímu stavu proteinové rovnováhy. Podobně, když jedinec provádí záchvat odporu, dochází ke zvýšení míry MPS, která je potencována krmením EAA; Z tohoto důvodu, když jsou opakované záchvaty odporového cvičení spojené s příjmem EAA v průběhu času, dochází k postupnému nárůstu hmoty kosterního svalstva nazývaného hypertrofie. Na rozdíl od toho, když jedinec podstoupí snížení úrovně kontraktilní aktivity (např. imobilizace v důsledku zranění nebo chirurgického zákroku), dojde ke snížení rychlosti MPS na krmení i nalačno, což vede ke ztrátě hmoty kosterního svalstva a velikosti označované jako svalová atrofie. .

Ačkoli je dobře známo, že jak výživa, tak kontraktilní aktivita ovlivňují rychlost obratu svalových bílkovin a hmoty kosterního svalstva, naše současné znalosti jsou omezeny většinou studií uvádějících míry MPS a MPB, které jsou průměry tisíců bílkovin v celém svalu nebo subcelulární proteinové frakce, jako jsou myofibrilární, sarkoplazmatické a mitochondriální. Dále mohou jednotlivé proteinové rychlosti MPS a MPB pokrývat široký rozsah a může docházet k selektivním změnám obratu jednotlivých proteinů při různých scénářích zatížení kosterního svalstva. Dynamické proteomické profilování (DPP) je nově vznikající metodologie, která kombinuje kvantitativní měření proteomické hojnosti s individuálními poměry proteinů MPS a MPB, aby poskytla bezprecedentní pohled na molekulární regulaci obratu jednotlivých proteinů. Dalším důležitým aspektem je, že téměř všechny studie v této oblasti byly provedeny u mužů, s omezenými údaji u žen. Nedostatek údajů o ženách je velkou mezerou ve znalostech a vzbuzuje velké obavy zejména vzhledem k tomu, že existují důkazy, že ženy mohou vykazovat odlišné molekulární reakce na cvičení, výživu a zneužívání ve srovnání s muži.

Účelem tohoto výzkumu je lépe porozumět akutním a krátkodobým účinkům doplňku EAA a akutnímu záchvatu odporového cvičení na rychlost obratu svalových bílkovin. Dále se výzkumníci zaměřují na měření dynamického proteomu během 10 dnů jednostranné imobilizace nohy a po několika záchvatech odporového cvičení na kontralaterální noze u mladých zdravých žen. Tento výzkum bude charakterizovat hmotu kosterního svalstva, sílu, expresi proteinů a rychlost syntézy proteinů (individuální [tj. DPP] a průměr). Studie může informovat o potenciálních budoucích nových intervencích ke zmírnění ztrát hmoty kosterního svalstva v důsledku nepoužívání, stárnutí nebo zranění.