Træningsundersøgelse afprøvning forbedret energi i mitokondrier Video integreret levering af aktivitetstræning i CKD (ESTEEM-VIDA)

Sarkopeni er en almindelig komplikation til kronisk nyresygdom. Sarkopeni er defineret ved nedsat muskelmasse eller funktion og er central for den skrøbelighedsfænotype, der er forbundet med handicap, hospitalsindlæggelse og død. Sarkopeni er en almindelig og ødelæggende komplikation til kronisk nyresygdom (CKD). Efterforskerne og andre har påvist en høj forekomst af fysisk skrøbelighed blandt CKD-patienter, der ikke er behandlet med dialyse. Endvidere har efterforskerne påvist mere end 30 % svækkelse af fysiske præstationsmålinger i nedre ekstremiteter hos personer med kronisk nyreinsufficiens sammenlignet med forudsagte værdier. Den aldrende demografiske blandt CKD-patienter vil resultere i en betydelig amerikansk folkesundhedsbyrde, som kan tilskrives sarkopeni. I år 2000 var de direkte sundhedsomkostninger, der kunne henføres til sarkopeni i USA, 18,5 mia.

Sarkopeni er forbundet med ugunstige sundhedsrelaterede resultater. Sarkopeni hos ældre voksne er konsekvent forbundet med nedsat fysisk funktionsevne, handicap, fald, hospitalsindlæggelse og dødelighed. Nedsat fysisk ydeevne i nedre ekstremiteter, målt ved objektiv test, er forbundet med dødelighed af alle årsager hos CKD-patienter, der ikke er behandlet med dialyse, og at disse sammenhænge er stærkere i størrelsesordenen end for traditionelle risikofaktorer. Skeletmuskulatur er det vigtigste sted for perifer glucoseudnyttelse, hvilket forbedrer oxidativt stress og endotelskade forbundet med akut post-prandial hyperglykæmi. Gennem disse mekanismer kan sarkopeni bidrage til metaboliske forstyrrelser af insulinresistens, oxidativt stress og endotel dysfunktion, der fører til kardiovaskulær sygdom.

Mitokondriel dysfunktion er central for skeletmuskeldysfunktion. Skeletmuskelmitokondrier er nødvendige for effektiv generering af energi (ATP) fra ilt og normal lipidmetabolisme. Under normale forhold udnytter muskler effektivt størstedelen af ​​den tilførte ilt, således at kun 0,2 % af mitokondriel ilt sendes ind i reaktive oxidative arter (ROS). Under patologiske situationer er der afkobling af iltforbrug og ATP-generering, hvilket resulterer i øget iltforbrug og nedsat ATP-produktion i en proces, der fører til øget ROS og oxidativt stress. Afkobling af ilt- og ATP-generering påvirker direkte skeletmuskelfunktionen. Nedsat effektivitet af ATP-generering er blevet forbundet med nedsat muskelstyrke og for nylig forbundet med nedsat ganghastighed hos ældre voksne.

Magnetisk resonansspektroskopi og optisk spektroskopi (MRS/OS) giver ny, ikke-invasiv og real-time indsigt i den menneskelige skeletmuskels mitokondriefunktion. MRS/OS er en ny teknik, der måler maksimal mitokondriel ATP-produktion in vivo efter akutte anfald af iskæmi induceret ved træning ved hjælp af fosfor MRS (31P MRS). Genvindingshastigheden af ​​phosphocreatinin efter ophør af træning bruges til at karakterisere hastigheden af ​​aerob mitokondriel ATP-resyntese over den for basal anaerob glykolytisk ATP-produktion. Ved at kombinere denne teknik med optisk spektroskopi efter træning, der måler transporten af ​​ilt fra hæmoglobin til myoglobin i musklen, er efterforskerne i stand til nøjagtigt at bestemme forholdet mellem koblingseffektivitet mellem ATP-generering pr. iltforbrugsenhed. Skeletmuskulatur mitokondriel dysfunktion målt ved ATP-genererende kapacitet og koblingseffektivitet er blevet forbundet med processer med aldring og insulinresistens. Desuden har undersøgelser af raske forsøgspersoner vist, at muskelpræstation og træthed er forbundet med evnen til at resyntetisere ATP frem for laktatkoncentration.

Foreløbige MRS/OS-fund tyder på dybt ændret mitokondriefunktion hos CKD-patienter. Tidligere eksperimentelle undersøgelser tyder på, at uræmi hos dialysepatienter påvirker skeletmuskelstruktur og mitokondriefunktion. Oxidativ skade er meget udbredt ved CKD, hvilket fremgår af øgede biomarkører for oxidativt stress og ændringer i glutathion, en vigtig antioxidant. Tidligere små undersøgelser af ikke-diabetiske CKD-patienter tyder på svækkelse af ex-vivo mitokondriefunktion ved reduktioner i mitokondriel enzymaktivitet. Baseret på disse resultater brugte efterforskerne ny, ikke-invasiv, funktionel MRS/OS-assay til at karakterisere in vivo mitokondriefunktion. Foreløbige fund hos ikke-diabetiske CKD-patienter indikerer markant reduceret ATP til oxygen-forhold sammenlignet med kontroller. Dette fund tyder på ændret mitokondriel energi som en kandidat central mekanisme, der forbinder metaboliske forstyrrelser og nedsat fysisk funktion i CKD, og ​​motiverer hypotesen om, at mitokondriel dysfunktion er forbundet med oxidativt stress, insulinresistens og nedsat fysisk funktion i CKD.

Motion kan forbedre mitokondriel dysfunktion, insulinresistens og fysisk funktion ved CKD. Undersøgelser af træning hos ikke-CKD-patienter med diabetes og insulinresistens har vist træningsinducerede forbedringer i mitokondriel biogenese forbundet med forbedret insulinfølsomhed såvel som nedsat mitokondrielt oxidativt stress. Dyreforsøg tyder på, at træning stimulerer autofagi, hvilket resulterer i fjernelse af defekte og ineffektive mitokondrier, hvilket fører til et sundt mitokondrielt netværk og forbedret insulinfølsomhed. Det primære mål med denne undersøgelse er at undersøge virkningen af ​​kombineret modstand og aerob træning på skeletmuskeldysfunktion. I betragtning af investigatorens foreløbige data, der viser en stærk sammenhæng mellem sarkopeni og dødelighed i CKD, er effektive indgreb, der kan påvirke fysisk funktion, tvingende nødvendige for at forbedre patienternes helbredsresultater.