Postoperativ elektrisk muskelstimulering for at stimulere muskelproteinsyntese hos mennesker (PoEMS)

Sammentrækningen af ​​skeletmuskler afhænger af reguleringen af ​​nervesystemet og koordineringen af ​​neuromuskulær funktion. Det mindste motoriske nervesystem forbundet med muskelkontraktion er den motoriske enhed (MU), som består af en efferent motorneuron og alle de muskelfibre, den innerverer. Muskelvæv gennemgår også adaptive vekslen som reaktion på ydre stimuli, såsom det gradvise fald i muskelmasse og styrke under aldring og atrofi efter muskelmisbrug. En række undersøgelser har vist, at forskellige typer af frivillige bevægelser, såsom modstandstræning (RET), kan forhindre eller dæmpe sådanne vekslen til en vis grad via stigninger i muskelproteinsyntesen (MPS).

Visse situationer, såsom postoperativ sengeleje, gør imidlertid RET-interventioner til en uopnåelig mulighed. Neuromuskulær elektrisk stimulation (NMES) kan anvendes som en surrogat; virker til at fremkalde ufrivillig sammentrækning af målmusklerne via elektrisk strøm påført muskelmaven. Selvom NMES-stimulering er blevet testet i vid udstrækning i intensivmiljøet, har resultaterne vist varierende effektivitet - måske på grund af multiorgansvigt og tilhørende katabolisk systemisk miljø, som størstedelen af ​​disse patienter støder på.

Vi har for nylig vist, at hos postoperative abdominalkirurgiske patienter kan 5-dages NMES, udført med en frekvens på 30 Hz i et 1 sekund "on", 1 sekund "off" kontraktionsmønster, afbøde tab i muskelmasse og funktion. Denne undersøgelse 'lånte' imidlertid en protokol fra tidligere intensiv litteratur og er derfor muligvis ikke optimal med hensyn til hyppighed eller sammentrækningsmønster. I betragtning af at denne protokol blev meget tolereret af patienter i vores tidligere undersøgelse (dvs. baseret på 30 min daglig NMES, patienter i denne undersøgelse sagde, at de ville tolerere det i 45 til 240 (gennemsnit 90) min), er det sandsynligt, at højere frekvens NMES (~100 Hz), der muliggør større kraftproduktion, kan både være levedygtigt og resultere i yderligere reduktion af muskelmasse og funktionstab. Det er også blevet påvist, at den tid, muskler er under belastet spænding under RET, kan være en vigtig modulator af MPS og efterfølgende gevinster i muskelmasse. Derfor kan øgning af sammentrækningen i forhold til afslapningstiden under NMES (f.eks. 3 sekunder tændt, 1 sekund slukket) være en anden gennemførlig og måske mere fordelagtig strategi til at reducere muskelmassetab i populationer, hvor en stigning i hyppigheden måske ikke er mulig eller tolerabel.

Ved at vide, at muskelvedligeholdelse er baseret på en dynamisk ligevægt mellem MPS og muskelproteinnedbrydning, skal virkningen af ​​forskellige NMES-protokoller på MPS, associeret cellesignalering og næringsstofleveringsveje undersøges, så en optimal intervention kan testes i kliniske sammenhænge. med misbrugsatrofi. Til dato har ingen tidligere undersøgelser sammenlignet forskellige frekvenser af NMES på muskelmetaboliske reaktioner hos ældre voksne, ej heller effekten af ​​forskellige NMES-inducerede kontraktionsmønstre.