Schwedische Längsschnittstudie zu körperlicher Aktivität und Fitness (SPAF)

STUDIENMATERIALIEN: Die Forscher haben die neueste Datenerfassung abgeschlossen, die im Alter von 63 Jahren im Zeitraum 2021–2022 der menschlichen Längsschnitt-Kohortenstudie SPAF-1958 durchgeführt wurde. Zu Beginn, im Jahr 1974, wurden sechs geografische Gebiete in Schweden systematisch ausgewählt. In jedem Gebiet wurde eine Oberstufe der Sekundarstufe zufällig ausgewählt, aus der 429 (224 männliche und 205 weibliche) Schüler der untersten Klassenstufe zufällig ausgewählt wurden, um in die Studie einbezogen zu werden. Die gesamte Kohorte wurde im Alter von 16, 34 sowie 52 und 63 Jahren zu Fragebögen und Tests eingeladen. DATENERHEBUNG: Fragebogen: Der Fragebogen umfasste Fragen zu Lebensstilfaktoren wie körperliche Aktivität, Ernährungsgewohnheiten, Rauchen, Alkoholkonsum.

Der Fragebogen umfasste auch Fragen zu Gesundheit, Krankheit, Medikamenten und persönlichen Merkmalen. Prüfung der körperlichen Leistungsfähigkeit: Bei allen Datenerhebungen im Alter von 16 bis 63 Jahren wurden einige Tests zur körperlichen Leistungsfähigkeit durchgeführt, darunter die aerobe Kapazität sowie die statische und dynamische Muskelkraft. Spezifische Tests zur Beurteilung der Muskelfunktion im Verhältnis zur Muskelschwäche wurden zu den Tests im Alter von 63 Jahren hinzugefügt. Zur Analyse standardmäßiger Gesundheitsvariablen sowie zur erweiterten Untersuchung des endokrinen Profils und des Entzündungszellprofils wurde venöses Blut entnommen. Die Muskelgröße zweier ausgewählter Muskeln am Bein wurde mittels Ultraschall geschätzt. Körperzusammensetzung und Muskelgröße wurden bei 60 Probanden durch MR-Bildgebung des gesamten Körpers bestimmt. Prüfung des neurologischen Status: Studien zur motorischen Nervenleitung (NCS) wurden am rechten Medianus und Ulnaris sowie beidseitig am Schienbein- und Peroneusnerv durchgeführt. Sensorische NCS wurden am rechten N. medianus, ulnaris und oberflächlichen Radialnerven sowie beidseitig am N. suralis und am N. peroneus superficialis durchgeführt. Es wurden motorische und sensorische Leitungsgeschwindigkeiten, proximale und distale zusammengesetzte Muskelaktionspotentiale (CMAP) und sensorische Nervenaktionspotentiale (SNAP) aufgezeichnet. Zur Schätzung der Anzahl der Motoreinheiten (MUNE) m. Tibialis anterior (TA) und m. Abductor Policies brevis (ABP) wurden durch elektrische Stimulation des Nervus medianus bzw. des Nervus peroneus getestet. MUNE wurde ermittelt, indem die Größe des maximalen CMAP durch die Größe des mittleren oberflächenaufgezeichneten Einzelmotoreinheitspotentials (S-MUP) dividiert wurde. MUNE=Max. CMAP (Fläche) / Mittlerer SMUP (Fläche). Zur Definition einer Small-Fiber-Neuropathie wurde eine Hautbiopsie entnommen, um die Dichte der epidermalen Small-Fiber-Innervation zu messen. Skelettmuskelproben wurden mit einer Bergström-Biopsienadel von m gewonnen. Vastus lateralis und wurden in mit flüssigem Stickstoff gekühltem Isopentan eingefroren und bei -80 °C gelagert. Um die Möglichkeit zu maximieren, eine große Anzahl neuromuskulärer Übertragungsverbindungen (Endplatten) in die Muskelbiopsie einzubeziehen, wurde die optimale Biopsiestelle anhand der Stelle der maximalen Zuckungsreaktion auf elektrische Nervenstimulation bestimmt. Darüber hinaus wurde die Nadel nach dem Eindringen in die Haut neu ausgerichtet, um die Muskelfasern möglichst in Längsrichtung zu durchtrennen. Dieser Ansatz wurde gewählt, um die Bedingungen für Analysen des NMJ zu optimieren.

ANALYSEN DER SKELETTMUSKEL: Die Datenerhebung im Alter von 63 Jahren wird durch eine morphologische und immun-/enzymhistochemische Analyse von 120 Muskelbiopsien vervollständigt. Eine Störung der Integrität von Axonen und motorischen Einheiten kann den Schwund und die funktionelle Beeinträchtigung der Skelettmuskulatur im Laufe des Alterns auslösen und vorantreiben. Um unsere Hypothese des neurogenen Einflusses auf den Muskelkraftverlust zu testen, werden die Forscher Biopsien von Skelettmuskeln im Alter von 27 und 63 Jahren bei denselben Personen untersuchen und vergleichen. Dieser Teil der Analysen konzentriert sich auf Fasertypübergänge (Myosin-Subtypen), Veränderungen in der Fasergröße und Häufung von Fasertypen mit zunehmendem Alter (ein Zeichen für Denervierung, gefolgt von Reinnervation). Für die Biopsien im Alter von 63 Jahren werden Muskelschnitte nach Kryoschnitten mittels Enzymhistochemie, histologischen Färbungen und Immunhistochemie gefärbt, gefolgt von konfokaler Mikroskopie. Ab einem Alter von 27 Jahren steht aus einer Untergruppe der Kohorte geschnittenes und gefärbtes Muskelgewebe zur Verfügung, um es mit den Eigenschaften des Muskels im Alter von 63 Jahren zu vergleichen. Diese Proben müssen in unserer Mikroskopie- und Bildanalyseeinrichtung digitalisiert werden, bevor die Faserclusteranalyse durchgeführt wird. Außerdem werden die im Alter von 63 Jahren entnommenen Muskelbiopsien auf NMJ analysiert, indem sie auf Acetylcholin (präsynaptische), CHARNs (postsynaptische Rezeptoren), terminale Schwann-Zellen und die parallele autonome Innervation (Noradrenalin) gefärbt werden. Die Forscher werden eine Reihe von Antikörpern verwenden, darunter Marker für die Beteiligung axonaler und terminaler Schwann-Zellen an der Reinnervation. Der Kryoschnitt und die Verfeinerung/Validierung der Kennzeichnungsprotokolle werden von der Personalabteilung in Zusammenarbeit mit BU, TG und MW durchgeführt. HR hat eine Vollzeitstelle im Konzern und ist auf diese Methoden spezialisiert. Darüber hinaus beantragen die Forscher eine einmonatige Finanzierung für einen wissenschaftlichen Mitarbeiter zur Digitalisierung und Analyse der Muskelfaserzusammensetzung ab dem 27. Lebensjahr. ANALYSEN VON MAGNETRESONANZBILDERN Die Probanden wurden mit einer 1,5-Tesla-Siemens-Kamera im Karolinska-Universitätskrankenhaus in Huddinge gescannt. Die Forscher verwendeten eine modifizierte 2-Punkt-Dixon-Fett-Wasser-Sequenz, die den gesamten Körper in 6 Minuten scannt. Die automatische Bildanalyse wird mit der Segmentierungssoftware AMRA™ (Advanced MR Analytics AB, Linköping, Schweden) durchgeführt. Die bereitgestellten Daten umfassen Fett- und Muskelgewebe des gesamten Körpers (vom Hals bis zum Knie), Muskelvolumen und Muskelfettinfiltration in den vorderen und hinteren Oberschenkelmuskeln sowie subkutanes Fettgewebe im Bauch und Fettgehalt der Leber. Der Vorteil der Ergebnisse der MRT-Technik liegt nicht nur in der sehr hohen Reproduzierbarkeit, sondern auch in der Tatsache, dass sie mithilfe muskelspezifischer Z-Scores für Volumen und Fettinfiltration an die Körpergröße angepasst werden können. Dies war in der Vergangenheit ein großes Problem, da grundsätzlich kleine Menschen viel leichter als sarkopenisch eingestuft wurden, während übergewichtige/fettleibige Menschen selten als Menschen mit zu geringer Muskelmasse eingestuft wurden. Der standardisierte Z-Score wurde für verschiedene Altersgruppen auf der Grundlage von über 10.000 in der britischen Biobank gescannten Personen berechnet. Sowohl der Wert des Muskelvolumens als auch die Fettinfiltration des Muskels waren mit der körperlichen Funktion verbunden, wobei der stärkste Vorhersagewert auftrat, wenn ein niedriges Muskelvolumen mit einer hohen Fettinfiltration, d. h. einer ungünstigen Muskelzusammensetzung, kombiniert wurde.