Dysfunktion af ernæringsmæssig blodgennemstrømning som en determinant for anabolsk modstand hos ældre mennesker (Dunhill01)

I 2020 vil 20 % af den britiske befolkning være over 65 år. Muskelmasse er en stærk forudsigelse for sund aldring og lang levetid. Blodgennemstrømningen i den basale lemmer falder med alderen; reduceret perfusion af lemmer kan bidrage til sarkopeni, det uønskede tab af muskelmasse, der ledsager alderen. Efterforskernes tidligere arbejde har vist, at der er mangler i mekanismerne for muskelproteinsyntese hos ældre mennesker, men hvorfor disse eksisterer, og hvordan de kan imødegås, er stadig ukendt. Efter normal fodring har øget aminosyretilgængelighed (stimulerende muskelproteinsyntese) og insulintilgængelighed (hæmmer muskelproteinnedbrydning) gode effekter i ældre menneskers muskler, men ikke i samme grad som hos unge; efterforskerne kalder dette "anabolsk resistens". Forskerne har for nylig vist, at blodgennemstrømningen i benene hos ældre mennesker er lavere end hos de unge i hvile i basaltilstanden og også i hvile op til 2,5 timer efter mad og/eller mad + træning. Matchningen af ​​blodgennemstrømning og stofskifte er fordelagtig for skeletmuskulaturen, ved at kombinere krav om ilt og næringsstoffer til deres levering; den reducerede perfusion af lemmer hos de ældre kan bidrage til manglende evne til at opretholde muskelmasse med alderen. Efterforskerne har for nylig vist, at modstandstræning markant forbedrer benblodgennemstrømningen hos ældre personer. De mener, at en stor fordel ved modstandsøvelser er at øge endotelafhængig vasodilatation som reaktion på fodring og moderat træning, men dette skal bevises. Det er ved at blive erkendt, at det ikke kun er "bulk" blodgennemstrømning i lemmer, der kan være vigtig i muskelnæringsoptagelsen, men at såkaldt 'næringsrig' blodgennemstrømning er en vigtig determinant. Nyligt arbejde tyder på, at bulk-lemstrøm ikke kun er opdelt mellem hud, knogler og muskler, men selv inden for muskler er opdelt mellem 'nærende' og 'ikke-nærende'. Næringsvejen har intim kontakt med muskelceller, mens den ikke-ernæringsmæssige vej fungerer som en vaskulær shunt og menes at være, i det mindste delvist, via kar, der nærer fedt- og bindevævsceller. Næringsflow kan være den komponent af flow, der er mest modtagelig for dysfunktion5 (f.eks. med type 2-diabetes og fedme), men kan også være den mest modtagelige for forbedring ved vant træning og muligvis nutraceutisk behandling.

Forskerne vil teste hypoteserne: (1) muskelnærende blodgennemstrømning er en bestemmende faktor for proteinbalance, med farmakologisk induceret vasodilatation, der akut stimulerer muskelsyntese og reducerer nedbrydning, (2) lavt næringsflow hos ældre mennesker bidrager til anabolsk modstand og kan forbedres ved modstandstræning eller nutraceutiske flowforstærkere.

Efterforskerne ønsker at studere 50 raske frivillige forsøgspersoner (ikke NHS-patienter) som følger: 18-28-årige mænd (10) og 65-75-årige mænd (40) med sammenligneligt kropsmasseindeks (24-28 kg•m2) som alle er stillesiddende og laver normalt ingen sædvanlig modstandstræning. Efterforskerne har data, der tyder på seksuel dimorfi af anabolske reaktioner på fodring hos ældre forsøgspersoner, så undersøgelser vil kun begrænses til mænd. Efter indhentet skriftligt samtykke vil alle forsøgspersoner gennemgå en lægeundersøgelse, aktivitetsspørgeskema og DEXA-scanning. Ti ældre mænd skal gennemgå en enkelt akut undersøgelse. Derudover vil efterforskerne undersøge 10 unge mænd under samme forhold. Yderligere 10 ældre mænd vil gennemgå en akut undersøgelse efter 20 ugers overvåget styrketræning af hele kroppen, som det er gældende praksis på et fitnesscenter i Derby. Yderligere 10 ældre mænd vil gennemgå en enkelt akut undersøgelse, hvor de ud over standard akutundersøgelsesprotokollen får 3 drinks med høj flavanol kakao og 3 x 500 mg C-vitamin. Hvis der observeres en positiv akut effekt af drikkevarerne, sidste ti ældre mænd vil gennemgå en akut undersøgelse efter en uges indtagelse af 3 høj flavanol kakao + 1000 mg C-vitamin pr. dag. For at optimere detaljerne i undersøgelsesbetingelserne vil efterforskerne også studere op til 10 normale raske frivillige 18-75 år blot med CEUS kontrastmiddel og methacholin infusioner, uden nogen blodprøver eller biopsier.

Forsøgspersoner, der faster natten over, vil modtage primede konstante intravenøse (antecubital vene) infusioner af stabile isotopmærkede aminosyrer i hele undersøgelsens varighed, og blodprøver vil blive taget fra en arteriel kanyle og to femorale venekanyler med regelmæssige intervaller for at kvantificere sporstofberigelse og måle glukose optagelse og insulin. I den første fase af undersøgelsen vil forsøgspersoners bulk femoral arterie blodgennemstrømning blive målt ved 50, 70, 90 og 110 minutter ved Doppler Ultrasound (USS). Nærende blodgennemstrømning vil blive målt i et defineret område af quadriceps i kontrolbenet ved kontrastforstærket ultralyd (CEUS) ved hjælp af Phillips iU22 ved 110 min. Dette involverer en enkelt intravenøs administration af SonoVue® kontrastmiddel. Efter 120 minutter vil anden fase af undersøgelsen begynde med en intravenøs infusion af dextrose og blandet aminosyre (antecubital vene) i resten af ​​undersøgelsen. Methacholinchlorid (Provocholine®; Methapharm Inc.) i NaCl (0,9 %, fremstillet af QMC apotek) vil blive infunderet (ved 2-12 µg/min) i en femoral arterie for at fordoble femoral arterieflow efter 150 min. Bulk femoral arterie flow vil igen blive målt (Doppler Ultralyd), denne gang i begge ben ved 170, 190, 210 og 230 min. Næringsflow vil blive målt for anden gang, i begge ben af ​​CEUS efter 230 min. Fire muskelbiopsier (150-300 mg) af vastus lateralis vil blive taget i henhold til protokollen og lynfryses i flydende nitrogen.

Slutpunkterne vil være i. muskelproteinsyntese, ii. muskelproteinnedbrydning, iii. bulk femoral blodgennemstrømning og iv. nærende femoral blodgennemstrømning hos forsøgspersoner i forskellige aldre eller efter forskellig træning eller nutraceutisk intervention. En effektberegning tyder på, at denne undersøgelse vil have brug for 10 forsøgspersoner pr. gruppe for at detektere (med α på 0,05 og β på 0,85) en 25 % forskel mellem grupper i biologiske variabler, resultater efterforskerne har været i stand til at opnå for lignende arbejde tidligere.