Ernährungs- und kontraktile Regulierung des Muskelwachstums

Skelettmuskeln machen etwa 40 % des Körpergewichts aus und enthalten etwa 50 bis 75 % aller Proteine ​​im menschlichen Körper. Der Proteinumsatz ist ein regelmäßiger Prozess im menschlichen Körper. Bei gesunden Erwachsenen führt das Zusammenspiel zwischen Muskelproteinsynthese und Muskelproteinabbau zu keinem Nettowachstum oder Verlust von Muskelmasse. Wenn sich die Waage jedoch auf den Abbau von Muskelprotein konzentriert, kann es zu Muskelschwund kommen. Dies kann negative Folgen haben, da Muskeln nicht nur die offensichtliche Aufgabe haben, chemische Energie in mechanische Energie umzuwandeln, um sich zu bewegen und die Körperhaltung beizubehalten, sondern Muskeln auch an den folgenden, weniger offensichtlichen Aufgaben beteiligt sind: Regulierung des Stoffwechsels; Entfernung potenziell toxischer Substanzen aus dem Blutkreislauf; Produktion von Treibstoff für andere Gewebe; Speicherung von Energie und Stickstoff, die beide für die Stärkung des Gehirns und des Immunsystems wichtig sind; und Erleichterung der Wundheilung bei Unterernährung, Hunger, Verletzungen und Krankheiten. Daher sind Muskeln nicht nur für die körperliche Unabhängigkeit wichtig, sondern auch für das bloße Überleben des menschlichen Körpers. Tatsächlich führt bereits ein Verlust von 30 % der körpereigenen Proteine ​​zu einer Beeinträchtigung der Atmung und Durchblutung und kann schließlich zum Tod führen. Der Zweck dieser Studie besteht darin, die physiologischen und zellulären Mechanismen zu untersuchen, die das Wachstum der Skelettmuskulatur regulieren. Die Ergebnisse der Studie können dazu beitragen, zukünftige Behandlungen zur Erhaltung und möglicherweise Steigerung der Muskelmasse zu entwickeln, um die Funktion zu verbessern, Krankheitskomplikationen zu reduzieren und die Überlebensrate zu erhöhen.

An dieser Studie werden gesunde Teilnehmer teilnehmen, die im Rahmen eines von drei separaten Experimenten zufällig einem von mehreren Behandlungsarmen zugeordnet werden. Insgesamt wird in den drei Experimenten Folgendes untersucht: (1) ob der Säugetierziel-Signalweg von Rapamycin (mTOR) – eine Gruppe von Molekülen, die zusammenarbeiten, um eine bestimmte Zellfunktion zu steuern – für die Stimulierung der Muskelproteinsynthese nach Resistenz verantwortlich ist körperliche Betätigung und/oder Einnahme eines Aminosäurepräparats; (2) ob die Einschränkung des Blutflusses mit einer Blutdruckmanschette während eines Widerstandstrainings mit geringer Intensität letztendlich zur Muskelproteinsynthese führt; und (3) ob das Altern mit verminderten physiologischen und zellulären Mechanismen verbunden ist, die mit der Muskelproteinsynthese zusammenhängen, und ob eine solche Verringerung durch die Einnahme eines Aminosäurepräparats nach dem Training oder durch eine Einschränkung des Blutflusses während eines Widerstandstrainings mit geringer Intensität überwunden werden kann.

Abhängig davon, welchem ​​Behandlungsarm die Teilnehmer zugeordnet werden, erhalten sie möglicherweise eine Aminosäureergänzung, das Medikament Rapamycin, das Medikament Natriumnitroprussid und/oder ein Placebo. Sie können sich auch einem Widerstandstraining mit hoher Intensität, einem Widerstandstraining mit niedriger Intensität oder einem Widerstandstraining mit niedriger Intensität zusammen mit einer Einschränkung des Blutflusses unterziehen. Alle Teilnehmer nehmen an einem einzigen 8-stündigen Studienbesuch und einer Woche später an einem Nachuntersuchungsbesuch teil. Während des Studienbesuchs werden die Teilnehmer folgenden Maßnahmen unterzogen: Messung von Vitalfunktionen, Größe und Gewicht; Blut- und Urinentnahme; ein Dual-Energy-Röntgenabsorptiometrie-Scan (DEXA); und eine Infusionsstudie, die zusätzliche Blutentnahmen, Muskelbiopsien und zugewiesene Interventionen umfasst. Der Nachuntersuchungsbesuch umfasst die Bewertung aller Schnitte, die während der Infusionsstudie vorgenommen wurden.