Ruotsalainen fyysinen aktiivisuus ja kuntotutkimus (SPAF)

TUTKIMUSMATERIAALIT: Tutkijat ovat saaneet päätökseen uusimman tiedonkeruun, joka suoritettiin 63-vuotiaana vuosina 2021-2022 ihmisen pitkittäiskohorttitutkimuksesta SPAF-1958. Lähtötilanteessa vuonna 1974 Ruotsista valittiin järjestelmällisesti kuusi maantieteellistä aluetta. Jokaiselta alueelta valittiin satunnaisesti yksi lukio, josta valittiin satunnaisesti 429 (224 miestä ja 205 naista) alimman luokan oppilasta tutkimukseen. Koko kohortti kutsuttiin kyselyyn ja testaukseen 16-, 34- ja 52- ja 63-vuotiaina. TIETOJEN KERÄÄMINEN: Kyselylomake: Kyselyyn sisältyi kysymyksiä elämäntapatekijöistä, kuten fyysinen aktiivisuus, ruokailutottumukset, tupakointi ja alkoholinkäyttö.

Kyselyyn sisältyi myös kysymyksiä terveydestä, sairauksista, lääkityksestä ja henkilökohtaisista piirteistä. Fyysisen suorituskyvyn testaus: Joitakin fyysisen suorituskyvyn testejä käytettiin kaikissa 16–63-vuotiaiden tiedonkeruissa, mukaan lukien aerobinen kapasiteetti sekä lihasten staattinen ja dynaaminen voima. Erityiset testit, jotka arvioivat lihasten toimintaa suhteessa lihasheikkouteen, lisättiin testeihin 63-vuotiaana. Laskimoverta otettiin standardien terveysmuuttujien analysointia sekä endokriinisen profiilin ja tulehdussoluprofiilin laajennettua tutkimista varten. Kahden valitun jalan lihaksen lihaskoko arvioitiin ultraäänellä. Kehon koostumus ja lihaskoko määritettiin 60 koehenkilöllä koko kehon MR-kuvauksella. Neurologisen tilan testaus: Moottorihermon johtumistutkimukset (NCS) suoritettiin oikeanpuoleiselle mediaani- ja kyynärluulle sekä molemminpuolisesti sääri- ja peroneaalisille hermoille. Sensorinen NCS suoritettiin oikealle mediaani-, ulnaar- ja pinnallisille radiaalisille hermoille ja molemminpuolisesti suraalisille ja pinnallisille peroneaalisille hermoille. Motoriset ja sensoriset johtumisnopeudet, proksimaaliset ja distaaliset yhdistelihasten toimintapotentiaalit (CMAP) ja sensorisen hermon toimintapotentiaalit (SNAP) tallennettiin. Moottoriyksiköiden lukumäärän estimointi (MUNE) m. tibialis anterior (TA) ja m. abductor Policy brevis (ABP) testattiin keskihermon ja peroneaalisen hermon sähköstimulaatiolla, vastaavasti. MUNE saatiin jakamalla maksimaalisen CMAP:n koko pinnalla rekisteröidyn yhden moottoriyksikön potentiaalin (S-MUP) koolla. MUNE=Max CMAP (alue) / Keskimääräinen SMUP (alue). Pienkuituisen neuropatian määrittämiseksi otettiin ihobiopsia pienkuituisen epidermaalisen hermotuksen tiheyden mittaamiseksi. Luustolihasnäytteet otettiin Bergströmin biopsianeulalla m. vastus lateralis ja ne pakastettiin nestemäisellä typellä jäähdytettyyn isopentaaniin ja säilytettiin -80 °C:ssa. Maksimoimaan mahdollisuus sisällyttää suuri määrä neuromuskulaarisia transmissioliitoksia (päätylevyjä) lihasbiopsiaan, optimaalinen biopsiakohta määritettiin sähköisen hermostimulaation maksimaalisen nykimisvasteen sijainnin perusteella. Lisäksi neula suunnattiin uudelleen ihon läpäisyn jälkeen myofiberien leikkaamiseksi mahdollisimman pitkittäin. Tämä lähestymistapa valittiin optimoimaan NMJ:n analyysiolosuhteet.

LUUNTOLIHASTEN ANALYYSI: Tiedonkeruu 63 vuoden kohdalla täydennetään morfologisella ja immuuni-/entsyymihistokemiallisella analyysillä 120 lihasbiopsiasta. Aksonin ja motorisen yksikön eheyden häiriintyminen voi käynnistää ja johtaa luurankolihasten kuihtumiseen ja toimintahäiriöihin ikääntymisen aikana. Testatakseen hypoteesiamme neurogeenisestä vaikutuksesta lihasvoiman menettämiseen tutkijat tutkivat ja vertaavat luustolihasten biopsioita 27- ja 63-vuotiaista samoista henkilöistä. Tämä osa analyysiä keskittyy kuitutyyppien siirtymisiin (myosiinialatyypit), kuitukoon muutokseen ja kuitutyyppien klusteroitumiseen iän myötä (merkki denervaatiosta ja sen jälkeen hermottumisesta). 63-vuotiaiden biopsioiden osalta kryoleikkauksen jälkeen lihasleikkeet värjätään käyttämällä entsyymihistokemiaa, histologisia värjäyksiä ja immunohistokemiaa, minkä jälkeen tehdään konfokaalinen mikroskopiakuvaus. 27-vuotiaasta alkaen on saatavilla leikattua ja värjättyä lihaskudosta kohortin alaryhmästä, jota voidaan verrata lihaksen ominaisuuksiin 63-vuotiaana. Nämä näytteet on digitalisoitava mikroskooppi- ja kuvantamisanalyysilaitoksessamme ennen kuituklusteroinnin analyysejä. Myös 63-vuotiaana kerätyt lihaskoepalat analysoidaan NMJ:n varalta värjäämällä asetyylikoliinin (presynaptinen), CHARN:ien (postsynaptiset reseptorit), terminaaliset Schwann-solut ja rinnakkainen autonominen hermotus (norepinefriini) suhteen. Tutkijat käyttävät uudelleenhermotuksessa vasta-ainepaneelia, joka sisältää markkereita aksonaalisten ja terminaalisten Schwann-solujen osallistumisesta. Merkintäprotokollien kryoleikkauksen ja tarkentamisen/validoinnin suorittaa HR yhteistyössä BU:n, TG:n ja MW:n kanssa. HR on päätoiminen ryhmässä ja on erikoistunut näihin menetelmiin. Lisäksi tutkijat hakevat 1 kuukauden rahoitusta lihassäikeen koostumuksen digitalisoimiseen ja analysointiin 27-vuotiaasta alkaen. MAGNEETTISEN RESONANSIKUVIEN ANALYYSI Koehenkilöt on skannattu 1,5 Tesla Siemens -kameralla Karolinska University Hospitalissa Huddingessa. Tutkijat käyttivät modifioitua 2-pisteistä Dixon-rasva-vesi-sekvenssiä, joka skannaa koko kehon 6 minuutissa. Automaattinen kuva-analyysi suoritetaan AMRA™-segmentointiohjelmistolla (Advanced MR Analytics AB, Linköping, Ruotsi). Toimitetut tiedot sisältävät koko kehon rasva- ja lihaskudoksen (niskasta polveen), lihasten tilavuuden ja lihasrasvan tunkeutumisen reiden etu- ja takalihakseen sekä vatsan ihonalaisen rasvakudoksen ja maksan rasvapitoisuuden. MRI-tekniikan tulosten etuna ei ole vain erittäin korkea toistettavuus, vaan myös se, että se voidaan säätää kehon kokoon lihasspesifisten z-pisteiden avulla tilavuuden ja rasvan tunkeutumiseen. Tämä on ollut suuri ongelma aiemmin, sillä pohjimmiltaan pienet ihmiset luokiteltiin paljon helpommin sarkopeenisiksi, kun taas ylipainoisia/lihavia ihmisiä luokiteltiin harvoin liian pieneksi lihasmassaksi. Standardoitu z-pistemäärä on laskettu eri ikäryhmille Ison-Britannian biopankissa skannattujen yli 10 000 ihmisen perusteella. Sekä lihaksen tilavuusarvo että lihaksen rasvainfiltraatio liittyivät fyysiseen toimintaan, vahvin ennustearvo, kun pieni lihastilavuus yhdistettiin korkeaan rasvainfiltraatioon, eli haitalliseen lihaskoostumukseen.