Leikkauksen jälkeinen sähköinen lihasstimulaatio lihasproteiinisynteesin stimuloimiseksi ihmisissä (PoEMS)

Luustolihasten supistuminen riippuu hermoston säätelystä ja hermo-lihastoiminnan koordinaatiosta. Pienin lihasten supistumiseen liittyvä motorinen hermosto on motorinen yksikkö (MU), joka koostuu efferentistä motorisesta neuronista ja kaikista sen hermottamista lihaskuiduista. Lihaskudoksessa tapahtuu myös mukautuvia vaihteluita vasteena ulkoisille ärsykkeille, kuten lihasmassan ja -voiman asteittaiselle heikkenemiselle ikääntymisen aikana ja atrofialle lihasten vajaakäytön seurauksena. Useat tutkimukset ovat osoittaneet, että erilaiset vapaaehtoiset liikkeet, kuten vastustusharjoittelu (RET), voivat estää tai vaimentaa tällaisia ​​vaihteluita jossain määrin lisäämällä lihasproteiinisynteesiä (MPS).

Tietyt tilanteet, kuten leikkauksen jälkeinen vuodelepo, tekevät RET-interventioista kuitenkin mahdottoman vaihtoehdon. Neuromuskulaarista sähköstimulaatiota (NMES) voidaan käyttää korvikkeena; joka aiheuttaa kohdelihasten tahattoman supistumisen lihasvatsaan kohdistetun sähkövirran avulla. Vaikka NMES-stimulaatiota on testattu laajasti tehohoitoympäristössä, tulokset ovat osoittaneet vaihtelevaa tehokkuutta - ehkä johtuen useimpien elinten vajaatoiminnasta ja siihen liittyvästä katabolisesta systeemisestä ympäristöstä, jota suurin osa näistä potilaista kohtaa.

Olemme äskettäin osoittaneet, että leikkauksen jälkeisillä vatsaleikkauspotilailla 5 päivän NMES, joka suoritetaan 30 Hz:n taajuudella 1 sekunnin "on", 1 sekunnin "pois" supistusmallissa, voi lieventää lihasmassan ja toiminnan menetystä. Tämä tutkimus "lainaa" kuitenkin protokollan aiemmasta tehohoitokirjallisuudesta, eikä se sellaisenaan ehkä ole optimaalinen frekvenssin tai supistumismallin suhteen. Ottaen huomioon, että potilaat sietoivat tätä protokollaa erittäin hyvin edellisessä tutkimuksessamme (eli 30 minuutin päivittäisen NMES:n perusteella tämän tutkimuksen potilaat sanoivat sietävänsä sitä 45–240 (keskiarvo 90) minuuttia), on todennäköistä, että korkeampi esiintymistiheys NMES (~100 Hz), joka mahdollistaa suuremman voiman tuotannon, voi olla sekä kannattavaa että johtaa lihasmassan ja toimintojen menetyksiin entisestään lieventämiseen. On myös osoitettu, että aika, jolloin lihas on kuormitetun jännityksen alaisena RET:n aikana, voi olla tärkeä MPS:n ja myöhemmän lihasmassan kasvun modulaattori. Siksi supistuksen lisääminen suhteessa rentoutumisaikaan NMES:n aikana (esim. 3 sekuntia päällä, 1 sekunti pois päältä) voi olla toinen toteuttamiskelpoinen ja ehkä hyödyllisempi strategia vähentää lihasmassan menetystä populaatioissa, joissa tiheyden lisääminen ei ehkä ole mahdollista tai siedettävää.

Kun tiedetään, että lihasten ylläpito perustuu dynaamiseen tasapainoon MPS:n ja lihasproteiinien hajoamisen välillä, eri NMES-protokollien vaikutusta MPS:ään, niihin liittyvää solusignalointia ja ravinteiden toimitusreittejä on tutkittava, jotta optimaalinen interventio voidaan testata siihen liittyvissä kliinisissä olosuhteissa. käyttämättömän atrofian kanssa. Tähän mennessä ei ole tehty aiempia tutkimuksia, joissa ei ole verrattu NMES:n erilaisia ​​frekvenssiä ikääntyneiden aikuisten lihasten metabolisiin vasteisiin eikä NMES-indusoitujen erilaisten supistumismallien vaikutusta.