Prävention von bettruheinduziertem Muskelschwund bei älteren Menschen
Übung „Prähabilitation“: Eine neuartige Intervention zum Schutz vor durch Nichtgebrauch verursachter Muskelatrophie und Sarkopenie im Alter
Episoden von Inaktivität aufgrund von Krankenhausaufenthalten von nur 5 Tagen sind bei älteren Menschen mit schnellem Muskel- und Kraftverlust verbunden. Der beobachtete Muskelverlust bei Inaktivität ist wahrscheinlich auf den anabolen Muskelwiderstand und die erhöhten Abbauraten von Muskelgewebe zurückzuführen. Dies ist von großer Bedeutung, da der durchschnittliche Krankenhausaufenthalt bei älteren Menschen 5-6 Tage beträgt. Darüber hinaus erfordern leichte Erkrankungen, die keinen Krankenhausaufenthalt erfordern, in der Regel kurzfristige Phasen der inaktiven Genesung zu Hause. Die Häufung wiederholter Inaktivitätsereignisse bei älteren Menschen manifestiert sich in einem chronischen anabolen Muskelwiderstand (d. h. der Unfähigkeit des Muskels, auf anabole Stimuli wie Bewegung und Ernährung zu reagieren), der den langsamen, aber verheerenden Prozess des altersbedingten Muskelabbaus untermauern kann.
Wir sind der Überzeugung, dass sich Strategien zur Förderung der Muskelgesundheit im Alter und zur Reduzierung der Gesundheitsausgaben auf die Linderung von Muskelabbau und anaboler Resistenz während kurzzeitiger Nichtbenutzung konzentrieren sollten.
In diesem Zusammenhang schlagen wir vor, dass Widerstandsübungen (d.h. Gewichtheben), das vor einem Inaktivitätsereignis durchgeführt wird (als „Prähabilitation“ bezeichnet), kann ausreichen, um den Muskelverlust bei älteren Personen auszugleichen. Daher schlagen wir vor, dass die starke Wirkung von Widerstandsübungen bei älteren Muskeln einen Muskelverlust während einer kurzzeitigen Nichtbenutzung verhindern kann.
Studienübersicht
Status
Intervention / Behandlung
Detaillierte Beschreibung
Die Teilnehmer werden vor 5 aufeinanderfolgenden Tagen der Bettruhe entweder Einzelkämpfen (SINGLE; n = 10) oder Mehrfachkämpfen (MULTI; n = 10) der Widerstandsübungs-Vorbereitung zugeteilt. Die Gruppen werden nach Alter, anthropometrischen Merkmalen und Aktivitätsniveaus angepasst. Aufgrund möglicher geschlechtsspezifischer Unterschiede beim Muskelproteinumsatz werden nur Männer untersucht. Ein einbeiniges Widerstandsübungs-Prähabilitationsmodell ermöglicht einen direkten Vergleich innerhalb des Subjekts mit dem nicht trainierten Kontrollbein.
Vorläufige Einschätzungen
Nach einem Einführungstreffen und Einholung der Einverständniserklärung melden sich die Teilnehmer um 08:00 Uhr beim National Institute of Health/Wellcome Trust Clinical Research Facility (CRF) am University Hospital Birmingham (UHB), nachdem sie in der Vornacht um 21:00 Uhr gefastet haben. Nach der Messung von Größe und Gewicht werden die folgenden Parameter in der angegebenen Reihenfolge bestimmt:
- Muskelbiopsie, Blut- und Speichelentnahme: Unter örtlicher Betäubung wird eine Muskelbiopsieprobe aus einem bestimmten Oberschenkelmuskel entnommen. Anschließend wird eine Blutprobe aus einer Unterarmvene entnommen. Die Teilnehmer werden auch eine Speichelprobe abgeben. Diese wird vor den folgenden Messungen erhalten.
- Funktion der unteren Extremitäten: Der Short Physical Performance Battery (SPPB) Test wird verwendet.
- Körperzusammensetzung: Mittels bioelektrischer Impedanzanalyse wird die Fett-/fettfreie Masse auf Ganzkörper- und anatomisch-regionaler Basis bestimmt (CRF Nurse).
- Muskelgröße/-aufbau: Die Dicke der Oberschenkelmuskulatur wird mittels nicht-invasiver Ultraschallbildgebung bestimmt.
- Beinkraft und Muskelaktivierung: Die geschätzte maximale Beinkraft wird zuerst auf einem Standard-Kniestrecker-Trainingsgerät gemessen.
- Verfahren mit stabilen Isotopen: Unmittelbar nach der Muskelbiopsie, der Blut- und Speichelentnahme nehmen die Teilnehmer oral einen kleinen Bolus des „Schwerwasser“-Tracers zu sich, um den Körperwasserpool mit einer kleinen Menge dieses Isotops zu markieren. Die Teilnehmer stellen täglich eine Speichelprobe zur Verfügung, um die Anreicherung der Tracer im Körperwasser zu überwachen. Diese Technik wird es uns ermöglichen, die Muskelproteinsynthese im Verlauf der Prähabilitation und der Bettruhe zu quantifizieren.
- Die Teilnehmer werden mit einem Beschleunigungsmesser und einem Schrittzähler ausgestattet, um das tägliche Aktivitätsniveau zu beurteilen.
- Die Teilnehmer erhalten ein Ernährungstagebuch, um die tägliche Nahrungsaufnahme über einen Zeitraum von 3 Tagen aufzuzeichnen.
Übungsvorbereitung (Tage 0-7) Die Teilnehmer werden nach dem Zufallsprinzip 4 Widerstandsübungen in der Woche zuvor (Tag 1, 2, 5 und 7) oder 1 Widerstandsübung am Abend vor der Bettruhe (d. h. Tag 7). Übungskämpfe bestehen aus 8 Sätzen einbeiniger Kniestreckungsübung und 8 Sätzen einbeiniger Beinbeuger. Das nicht trainierte Kontrollbein bleibt während des gesamten Trainings passiv. Widerstandsübungen werden mit 70 % der zuvor ermittelten Maximalkraft durchgeführt (10-15 Wiederholungen).
Intervention – 5 Tage Bettruhe (Tage 8–13) Die Teilnehmer melden sich am Morgen um 07:00 Uhr unmittelbar nach der Vorbereitungsphase für das Training beim CRF. Um 08:00 Uhr werden Muskelbiopsien von beiden Beinen entnommen, um die Veränderungen im Muskelstoffwechsel über die 7 Tage der Prähabilitation zu beurteilen. Die Teilnehmer werden dann zur Dual-Energy-Röntgen-Absorptiometrie (DXA), Magnetresonanztomographie (MRT) und Ultraschalluntersuchung der Körper-/Muskelzusammensetzung transportiert, wonach die 5 aufeinanderfolgenden Tage strenger Bettruhe beginnen. Das Bettruhemodell ahmt einen traditionellen stationären Krankenhausaufenthalt nach und spiegelt das Ausmaß der Muskelentlastung wider, das bei älteren Menschen nach einer akuten Krankheit auftritt. Die Teilnehmer verbringen die meiste Zeit im Bett und dürfen die Kopfhöhe des Krankenhausbetts zum Lesen, Essen und Fernsehen einstellen, werden aber ansonsten angewiesen, flach im Bett zu liegen. Baden/Hygiene wird im Rollstuhl an einem Waschbecken durchgeführt. Das Badezimmer ist mit einem Rollstuhl zugänglich. Die Einhaltung der Bettruhe wird vom Pflegepersonal und durch tägliche Analyse der Akzelerometriedaten überwacht.
Post Intervention Assessments (Tag 13) Am Morgen nach Abschluss der 5-tägigen Bettruhephase (d.h. Tag 13) Die Teilnehmer werden um 07:00 Uhr im CRF aufwachen und zur Beurteilung der Muskelproteinsynthese in trainierten und untrainierten Kontrollbeinen im Bett bleiben. Eine Kanüle wird in eine Vene beider Unterarme eingeführt, um häufig Blut zu entnehmen und einen stabilen Isotopen-Tracer zu infundieren. Während der Tracer-Infusion werden vor und nach dem Konsum eines Milcheiweißgetränks Muskelbiopsien von trainierten und untrainierten Beinen entnommen, um den Muskelstoffwechsel zu beurteilen. Die Teilnehmer werden dann mit dem Rollstuhl zu einer wiederholten bioelektrischen Impedanzanalyse, MRT und Ultraschalluntersuchungen transportiert, um die Körper-/Muskelzusammensetzung zu beurteilen. Die Beinkraft wird in trainierten und untrainierten Beinen neu bewertet. Ein Physiotherapeut führt eine funktionelle Beurteilung der Teilnehmer durch, bevor sie entlassen werden.
Rehabilitationstraining Die Teilnehmer erhalten die Möglichkeit, ein 6-wöchiges Rehabilitationsprogramm zu absolvieren, das aus einem progressiven 3 x wöchentlichen Beinwiderstandstraining mit Proteinergänzung besteht, um den Verlust an Muskelmasse und Kraft durch kurzfristige Bettruhe vollständig wiederherzustellen. Die Rehabilitation durch Widerstandstraining bildet kein spezifisches Studienziel, aber die Muskelgröße und -stärke werden bewertet, um sicherzustellen, dass ein etwaiger Muskelschwund durch Bettruhe wiederhergestellt wird.
Studientyp
Einschreibung (Tatsächlich)
Phase
- Unzutreffend
Kontakte und Standorte
Studienorte
-
-
West Midlands
-
Edgbaston, West Midlands, Vereinigtes Königreich, B15 2TT
- University of Birmingham, School of Sport, Exercise and Rehabilitation Sciences
-
-
Teilnahmekriterien
Zulassungskriterien
Studienberechtigtes Alter
Akzeptiert gesunde Freiwillige
Studienberechtigte Geschlechter
Beschreibung
Einschlusskriterien:
- Männer im Alter zwischen 65-80 Jahren
- Keine Vorgeschichte von strukturiertem Widerstandstraining innerhalb von 10 Jahren vor der Studienteilnahme.
- Allgemein guter Gesundheitszustand, wie aus einem ausführlichen Gesundheitsfragebogen hervorgeht.
- Eine Punktzahl von ≥9 Punkten auf der Short Physical Performance Battery zur Bewertung der Funktion der unteren Extremitäten.
- Body-Mass-Index <30kg/m2
Ausschlusskriterien:
- Gerinnungsstörungen
- Herzinfarkt
- Arterien-/Venenerkrankungen
- Hormonersatztherapie
- Andere chronische/systemische Erkrankungen (d.h. Nierenversagen, chronisch obstruktive Lungenerkrankung, Krebs).
- 2 oder mehr Muskelbiopsien von jedem Bein zuvor unterzogen wurden.
- In den letzten 3 Jahren vor Studieneinschluss eine Infusion mit stabilen Isotopen erhalten.
Studienplan
Wie ist die Studie aufgebaut?
Designdetails
- Hauptzweck: Grundlegende Wissenschaft
- Zuteilung: Zufällig
- Interventionsmodell: Parallele Zuordnung
- Maskierung: Keine (Offenes Etikett)
Waffen und Interventionen
Teilnehmergruppe / Arm |
Intervention / Behandlung |
|---|---|
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Experimental: Einzelübung
Die dieser Gruppe zugeteilten Probanden führen eine einzelne Runde einbeiniger Widerstandsübungen durch.
Dieser Kampf findet 1 Tag vor Beginn der Bettruhe statt.
Die Widerstandsübung besteht aus 8 Sätzen Beinstrecken und 8 Sätzen Beinbeugen.
Das nicht trainierende Bein dient als interne Kontrolle.
Das dominante Bein führt die Übung aus.
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Einbeinige Widerstandsübung
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Experimental: Multi-Übung
Die dieser Gruppe zugeteilten Probanden führen 4 Runden einbeiniger Widerstandsübungen durch.
Diese Kämpfe finden jeden zweiten Tag in der Woche vor der Bettruhe statt.
Jede Widerstandsübung besteht aus 8 Sätzen Beinstrecken und 8 Sätzen Beinbeugen.
Das nicht trainierende Bein dient als interne Kontrolle.
Das dominante Bein führt die Übung aus.
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Einbeinige Widerstandsübung
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Was misst die Studie?
Primäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
|---|---|---|
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Integrierte myofibrilläre Proteinsyntheseraten
Zeitfenster: 2 Jahre
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Die myofibrillären Proteinsyntheseraten werden während der Prähabilitations- und Bettruhephase sowohl im Trainings- als auch im Ruhebein gemessen.
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2 Jahre
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Muskelmasse per MRT
Zeitfenster: 2 Jahre
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Das Muskelvolumen im Quadrizeps wird vor und nach der Bettruhe mit Magnetresonanztomographieverfahren beurteilt
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2 Jahre
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Sekundäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
|---|---|---|
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Eigenschaften der Muskelfasern
Zeitfenster: 2 Jahre
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Mittels immunhistochemischer Färbeverfahren wird die Muskelfaserquerschnittsfläche bestimmt
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2 Jahre
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Niveau der körperlichen Aktivität
Zeitfenster: 2 Jahre
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Tägliche durchschnittliche Zeit, die mit sitzender, leichter, mäßiger oder intensiver Aktivität verbracht wird, unter Verwendung eines Beschleunigungsmessers
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2 Jahre
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Schrittzahl
Zeitfenster: 2 Jahre
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Die Aktivität wird mittels Akzelerometrie bestimmt.
Darüber hinaus wird die Schrittzahl anhand eines an der Hüfte getragenen Schrittzählers gemessen
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2 Jahre
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Plasma-Biomarker der metabolischen Gesundheit
Zeitfenster: 2 Jahre
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Blutmarker – Gesamtcholesterin im Serum, Lipoproteincholesterin hoher Dichte im Serum, Lipoproteincholesterin im Serum nicht hoher Dichte, Gesamtcholesterin, unveresterte Fettsäuren im Serum, Triglyceride im Serum (Maßeinheiten für alle – mmol/L)
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2 Jahre
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Serum-Insulin
Zeitfenster: 2 Jahre
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Mittels ELISA-Kits wird Ruheinsulin anhand von Baseline-Plasmaproben vor und nach der Bettruhezeit (pmol/l) bestimmt.
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2 Jahre
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Intramuskuläre Signalisierung über Western Blot
Zeitfenster: 2 Jahre
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Western Blots zur Phosphorylierung wichtiger anaboler und katabolischer Signalproteine werden durchgeführt.
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2 Jahre
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Genexpression
Zeitfenster: 2 Jahre
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Suchergebnisse Webergebnisse Reverse-Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion (RT-PCR) wird durchgeführt, um die Genexpression von anabolen und katabolen Muskelgenen zu beurteilen. |
2 Jahre
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Nahrungsaufnahme
Zeitfenster: 2 Jahre
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Die Nahrungsaufnahme wird anhand von 3-tägigen gewogenen Ernährungstagebüchern bewertet.
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2 Jahre
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Körperzusammensetzung
Zeitfenster: 2 Jahre
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Die bioelektrische Impedanzanalyse wird verwendet, um das Gesamtkörperfett und die fettfreie Masse zu bestimmen (die Einheiten sind % der Gesamtkörpermasse sowohl für das Fett als auch für die fettfreie Masse).
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2 Jahre
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Beinkraft
Zeitfenster: 2 Jahre
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Die geschätzte maximale Beinkraft wird für die Beinstreckung und Beinbeugung vor und nach der Bettruhe bestimmt
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2 Jahre
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Höhe
Zeitfenster: 2 Jahre
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gemessen mit einem Stadiometer (cm)
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2 Jahre
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Körpergewicht
Zeitfenster: 2 Jahre
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Gemessen mit einer digitalen Waage (kg)
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2 Jahre
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Body-Mass-Index
Zeitfenster: 2 Jahre
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Gewicht und Größe werden kombiniert, um den BMI in kg/m^2 zu melden
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2 Jahre
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Mitarbeiter und Ermittler
Studienaufzeichnungsdaten
Haupttermine studieren
Studienbeginn (Tatsächlich)
Primärer Abschluss (Tatsächlich)
Studienabschluss (Tatsächlich)
Studienanmeldedaten
Zuerst eingereicht
Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat
Zuerst gepostet (Tatsächlich)
Studienaufzeichnungsaktualisierungen
Letztes Update gepostet (Tatsächlich)
Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt
Zuletzt verifiziert
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Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie
Zusätzliche relevante MeSH-Bedingungen
Andere Studien-ID-Nummern
- RG_16-100
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Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt
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