Neuromuskulær plasticitet som reaktion på fedme: virkninger af mekanisk overbelastning, metaboliske lidelser og alder (PLANEUROB)

De begrænsede data, der er tilgængelige i litteraturen, tyder på, at insulinresistens, lavgradig inflammation og muskellipidinfiltration kan have en negativ indflydelse på drejningsmomentproduktionskapaciteten og fremme neuromuskulær træthed. Insulinresistens har således effekter på blodperfusion af aktive muskler, via effekter på det autonome nervesystem (Petrofsky og al. 2009). Insulinresistens er også forbundet med en forstyrrelse af Na+/K+-pumpeaktivitet, excitations-kontraktionskobling, intracellulær ATP-koncentration (Orlando og al. 2016) og mitokondriel funktion (Slattery og al. 2014). Alle disse effekter forventes at øge udviklingen af ​​perifer træthed hos overvægtige patienter med type 2-diabetes, og nedsat mitokondriefunktion forventes at resultere i nedsat restitutionskapacitet efter træning. Betændelse kan også påvirke drejningsmomentproduktionen. Nogle undersøgelser har vist en negativ sammenhæng mellem produktion af muskelmoment og inflammatorisk status hos overvægtige unge (Ruiz og al. 2008) og seniorer (Visser et al. 2002). Betændelse er forbundet med nedsat muskelmasse, hvilket kan skyldes hæmning af proteinsyntese (Guillet og al. 2012). Inflammation kan også have negative virkninger på nervefaktorerne ved drejningsmomentproduktion, via stimulering af afferens III og IV, som foreslået hos den raske person (Dousset og al. 2007). Dette er dog aldrig blevet påvist. Endelig kunne ødem forbundet med den inflammatoriske reaktion ændre arkitekturen og muskeldimensionerne, som vist hos raske forsøgspersoner (Ishikawa og al. 2006) eller dem, der lider af inflammatoriske sygdomme (Kaya og al. 2013). Indtil videre er konsekvenserne af lavgradig inflammation, kombineret eller ej med aldring, på muskel- og nervefaktorerne ved kraftproduktion hos overvægtige voksne endnu ikke blevet karakteriseret eksperimentelt. Muskellipidinfiltration kan også have negative effekter på muskelproteinsyntesen (Tardif og al. 2014) og især på styrken. Dette er hyppigt blevet rapporteret hos ikke-overvægtige ældre mennesker (Sipilä og Suominen 1994). Interessant nok rapporterede en anden undersøgelse en negativ sammenhæng mellem intramuskulært lipidindhold og niveauet af frivillig aktivering af quadriceps hos ikke-overvægtige ældre mennesker (Yoshida og al. 2012), hvilket kan forklare sammenhængen diskuteret ovenfor. Så vidt vi ved, er der ingen tilgængelige data for voksne overvægtige patienter. Det kan dog antages, at lipid-infiltration vil have hæmmende virkninger på aktiveringsniveauet af motoriske enheder og derfor på kraftproduktionen. Det er også sandsynligt, at lipidinfiltration begrænser muskelarkitektoniske tilpasninger til overvægt (sammentrækkende og fedtvæv, der konkurrerer om at udvikle sig i et begrænset muskelvolumen). Matematisk modellering af virkningerne af lipidinfiltration på muskelmekanik (Rahemi og al. 2015) tyder på, at intramuskulære lipider kunne forstyrre kontraktil aktivitet ved at begrænse afkortningen af ​​muskelfascikler og tværgående muskeldeformation under muskelkontraktion. Disse teoretiske forudsigelser mangler dog endnu at blive bekræftet af eksperimentelle data.

PLANEUROB-forskningsprojektet er et fysiologisk observationsstudie, der sammenligner de respektive effekter af mekanisk overbelastning, stofskifteforstyrrelser og alder på drejningsmomentproduktion, træthed og funktionsevne hos overvægtige mennesker. Forsøgspersonerne skal udføre en træthedsprotokol, en tilpasset Margaria-test og en 6 minutters gangtest i én session. Blodprøver, muskulær ultralydsscanner og fysisk aktivitetsvurdering vil også blive opnået.

Data vil blive analyseret ved hjælp af LabChart 7.3 Pro-software (ADInstrument, New South Wales, Australien), ImageJ (NIH Image, Bethesda, Maryland, USA) og Statistica 8.0-software (StatSoft, Inc.), og betydning vil blive accepteret ved en tosidet alfa-niveau på p<0,05. Variablernes normalitet og homogenitet vil blive kontrolleret fra henholdsvis en Shapiro-Wilk-test og en Barlett-test. Hvis variablernes normalitet og homogenitet verificeres, vil absolutte værdier af variable (Torque, EMG, middelgrå osv.) blive sammenlignet ved hjælp af to faktorer (alder x stofskifteforstyrrelser) variansanalyser (ANOVA) med gentagne mål. Hvis analyser afslører en signifikant effekt af en faktor eller interaktion mellem faktorer, vil der blive udført post-hoc Newman-Keuls test for at bestemme forskelle mellem de forskellige tilstande.