Harjoittelun vaikutukset lihasten toimintaan aikuisilla, joilla on mitokondriomyopatia (MM-EX)
Lihas-hermo kommunikaation tulkinta mitokondriopatia-avainten avulla: Harjoittelun vaikutusten tutkiminen
Tämän havainnoivan tutkimuksen tavoitteena on selvittää, miten harjoittelun kautta tapahtuva liikunta vaikuttaa molekyylitasolla tapahtuviin prosesseihin lihaksissa aikuisilla, joilla on mitokondriomyopatia, verrattuna terveisiin aikuisiin.
Pääkysymykset, joihin tutkimus pyrkii vastaamaan, ovat:
- Miten harjoittelun kautta tapahtuva liikunta vaikuttaa mitokondrioiden aktiivisuuteen ja energiantuotantoreitteihin lihaksissa henkilöillä, joilla on mitokondriomyopatia?
- Miten harjoittelun kautta tapahtuva liikunta vaikuttaa lihaskasvua, stressivasteita ja lihas-hermo-välitystä koskeviin molekyylisiin signaaleihin henkilöillä, joilla on mitokondriomyopatia?
Tutkijat vertailevat koulutettua jalkaa kouluttamattomaan jalkaan saman osallistujan sisällä ja vertailevat myös vasteita mitokondriomyopatiaa sairastavien ja terveiden verrokkiosallistujien välillä nähdäkseen, miten molekyylivasteet harjoitukseen eroavat ryhmien välillä.
Osallistujat:
- Suorittavat 3–4 viikon ohjatun harjoitusohjelman yhdellä jalalla.
- Alistuvat lihasnäytteiden ottoon sekä koulutetusta että kouluttamattomasta jalasta.
- Suorittavat peruslihasvoiman ja fyysisen toimintakyvyn testit.
Tutkimuksen yleiskatsaus
Tila
Interventio / Hoito
Yksityiskohtainen kuvaus
Mitokondrioiden toimintahäiriö on keskeinen tekijä lihasheikkoudelle, aineenvaihdunnan säätelyhäiriöille ja fyysisen kapasiteetin heikkenemiselle mitokondriomyopatioissa. Mitokondriaalisen hapetusfosforylaation viat heikentävät energiantuotantoa ja laukaisevat sopeutumattomia solutason stressivasteita, mikä edistää lihasten etenevää heikkenemistä. Vaikka rakenteellinen harjoittelu on osoittanut parantavan mitokondriaalista hapetuskykyä ja toiminnallista suorituskykyä mitokondriomyopatiaa sairastavilla henkilöillä, näitä mukautumisia ohjaavat solutason ja molekyylitason reitit eivät ole täysin määriteltyjä.
Tässä tutkimuksessa käytetään yksilön sisäistä, rinnakkaisryhmäistä, yksipuolista harjoittelumallia tarkastellakseen harjoittelun aiheuttamia mukautumisia lihaksissa aikuisilla, joilla on mitokondriomyopatia, ja verrokkiryhmän terveillä aikuisilla. Osallistujat suorittavat 3-4 viikon ohjatun yksipuolisen aerobisen intervalliharjoittelun, joka koostuu 10 istunnosta, jossa harjoiteltu jalka arvotaan satunnaisesti ja vastakkaista jalkaa käytetään sisäisenä harjoittelemattomana verrokkina. Tämä suunnittelu lisää tilastollista voimaa ja mahdollistaa suoran vertailun harjoitellun ja harjoittelemattoman lihaksen välillä samalla henkilöllä.
Kattava fenotyyppinen arviointi suoritetaan ennen interventiota, mukaan lukien lihasvoiman, toiminnallisen suorituskyvyn, kehon koostumuksen, fyysisen aktiivisuuden ja maksimaalisen hapenottokyvyn arvioinnit. Intervention jälkeen molemmilta jaloilta otetut lihasnäytteet mahdollistavat yksityiskohtaisen arvioinnin mitokondriaalisesta hengitystoiminnasta, mitokondrioiden morfologiasta, neuromuskulaarisen liitoksen rakenteesta, proteiinisynteesistä, signalointireiteistä sekä puolueettomista multi-omiikanalyyseistä (proteomiikka, fosfoproteomiikka, metabolomiikka, lipidomiikka ja transkriptomiikka).
Integroimalla fysiologisia, molekyylitason ja rakenteellisia tuloksia tämä tutkimus pyrkii selvittämään mekanismeja, joilla harjoittelu voi osittain kääntää mitokondriaalisia ja neuromuskulaarisia vikoja mitokondriomyopatiassa ja vakiinnuttaa harjoittelun kohdennetuksi terapeuttiseksi strategiaksi mitokondrioiden toimintahäiriöille.
Opintotyyppi
Ilmoittautuminen (Arvioitu)
Vaihe
- Ei sovellettavissa
Yhteystiedot ja paikat
Opiskeluyhteys
- Nimi: Tue L Nielsen, MD
- Puhelinnumero: +45 3545 8748
- Sähköposti: tue.leth.nielsen.01@regionh.dk
Tutki yhteystietojen varmuuskopiointi
- Nimi: Lykke Sylow, Ass.prof
- Sähköposti: lykkesylow@sund.ku.dk
Opiskelupaikat
-
-
-
Copenhagen, Tanska, DK-2100
- Rekrytointi
- University of Copenhagen, Dept of Biomedical Sciences
-
Ottaa yhteyttä:
- Lykke Sylow, Ass.prof
- Puhelinnumero: 0045 20955250
- Sähköposti: lykkesylow@sund.ku.dk
-
Ottaa yhteyttä:
- Johanne Modvig, M.Sc.
- Sähköposti: johanne.modvig@sund.ku.dk
-
-
Osallistumiskriteerit
Kelpoisuusvaatimukset
Opintokelpoiset iät
- Aikuinen
- Vanhempi Aikuinen
Hyväksyy terveitä vapaaehtoisia
Kuvaus
Mitokondriomyopatia-ryhmän kelpoisuuskriteerit:
Sisällyttämiskriteerit
- Tunnetut mtDNA- tai tuma-DNA (nDNA) mutaatiot
- Ikä 18 vuotta tai yli
Poissulkemiskriteerit:
- Sairaudet, jotka tekevät MM-potilaasta kykenemättömän suorittamaan tutkimuksen loppuun
- Nykyinen lääkkeiden käyttö, joiden tiedetään vaikuttavan lopputulosmittauksiin. (ks. alla)
- Raskaus
- Osallistuja on jostain muusta syystä epätodennäköinen suorittamaan tutkimuksen loppuun
Terveiden verrokkien sisällyttämiskriteerit
- Ikä 18 vuotta tai yli
Poissulkemiskriteerit:
- Krooniset sairaudet, joiden epäillään vaikuttavan lopputulosmittauksiin
- Säännöllinen lääkkeiden käyttö
- Raskaus
- Osallistuja on jostain muusta syystä epätodennäköinen suorittamaan tutkimuksen loppuun
Opintosuunnitelma
Miten tutkimus on suunniteltu?
Suunnittelun yksityiskohdat
- Ensisijainen käyttötarkoitus: Perustiede
- Jako: Satunnaistettu
- Inventiomalli: Rinnakkaistehtävä
- Naamiointi: Ei mitään (avoin tarra)
Aseet ja interventiot
Osallistujaryhmä / Arm |
Interventio / Hoito |
|---|---|
|
Kokeellinen: Mitokondriopatia
Yksilöt, joilla on myopatia, joka johtuu tuma- tai mitokondrio-DNA:n mutaatioista
|
Osallistujat suorittavat kymmenen HIIT-sessiota jalkaan, joka on satunnaistettu interventioryhmään, kun taas passiivinen jalka toimii kontrollijalkana
|
|
Active Comparator: Terveet kontrollit
Ikään, sukupuoleen ja painoindeksiin (BMI) sovitetut verrokkihenkilöt
|
Osallistujat suorittavat kymmenen HIIT-sessiota jalkaan, joka on satunnaistettu interventioryhmään, kun taas passiivinen jalka toimii kontrollijalkana
|
Mitä tutkimuksessa mitataan?
Ensisijaiset tulostoimenpiteet
Tulosmittaus |
Toimenpiteen kuvaus |
Aikaikkuna |
|---|---|---|
|
Lihasmitokondrioiden hengitys
Aikaikkuna: 24–72 tuntia viimeisen harjoituskerran jälkeen
|
Mitokondriaalinen O2-vuo mitataan korkean resoluution respirometrilla permeabilisoitujen kuidujen avulla lihasbiopsianäytteistä joko liikunnan tai tavallisen fyysisen aktiivisuuden jälkeen
|
24–72 tuntia viimeisen harjoituskerran jälkeen
|
|
Lihasten mitokondrioiden reaktiivisten happiyhdisteiden (ROS) tuotanto
Aikaikkuna: 24–72 tuntia viimeisen harjoituskerran jälkeen
|
Mitokondriaalisen H2O2:n emissiomäärät mitataan korkearesoluutioisella fluorometrialla permeabilisoiduista kuiduista lihasbiopsianäytteistä joko harjoituksen jälkeen tai normaalin fyysisen aktiivisuuden yhteydessä
|
24–72 tuntia viimeisen harjoituskerran jälkeen
|
Toissijaiset tulostoimenpiteet
Tulosmittaus |
Toimenpiteen kuvaus |
Aikaikkuna |
|---|---|---|
|
Lihasvoima ja kestävyys
Aikaikkuna: Ensimmäisellä, viidennellä ja kymmenennellä harjoituskerralla
|
Mitattu yksijalkaisella inkrementaalisella testillä.
|
Ensimmäisellä, viidennellä ja kymmenennellä harjoituskerralla
|
|
Lihasrakenne ja neuromuskulaarisen liitoksen morfologia
Aikaikkuna: 24–72 tuntia viimeisen harjoituskerran jälkeen
|
Mitattu histologialla ja TEM:llä molemmista koulutetusta ja kouluttamattomasta jalasta otetuista lihasbiopsianäytteistä
|
24–72 tuntia viimeisen harjoituskerran jälkeen
|
|
Lihasten integroidut stressivasteet, kasvu ja aineenvaihduntasignaloinnit
Aikaikkuna: 24–72 tuntia viimeisen harjoituskerran jälkeen
|
Mitattu immunoblottaamalla ja reaaliaikaisella PCR:llä koulutetun ja kouluttamattoman jalan lihasnäytteistä
|
24–72 tuntia viimeisen harjoituskerran jälkeen
|
|
Vartalon ja jalkojen koostumus
Aikaikkuna: Alkutila ja 24–72 tuntia viimeisen koulutusistunnon jälkeen
|
kuten koko kehon DXA-skannauksella mitattuna
|
Alkutila ja 24–72 tuntia viimeisen koulutusistunnon jälkeen
|
Muut tulostoimenpiteet
Tulosmittaus |
Toimenpiteen kuvaus |
Aikaikkuna |
|---|---|---|
|
Globaali puolueeton tutkiva metabolomiikka-, lipidomiikka-, proteomiikka- ja mikroRNA-profilointi
Aikaikkuna: 24–72 tuntia viimeisen harjoituskerran jälkeen
|
Koulutetuista ja kouluttamattomista lihasbiopsianäytteistä MM-potilailta ja verrokki-henkilöiltä
|
24–72 tuntia viimeisen harjoituskerran jälkeen
|
Yhteistyökumppanit ja tutkijat
Sponsori
Yhteistyökumppanit
Julkaisuja ja hyödyllisiä linkkejä
Yleiset julkaisut
- Saltin, B., Nazar, K., Costill, D.L., Stein, E., Jansson, E., Essén, B., Gollnick, P.D., 1976. The Nature of the Training Response; Peripheral and Central Adaptations to One-Legged Exercise. Acta Physiologica Scandinavica 96, 289-305. https://doi.org/10.1111/j.1748-1716.1976.tb10200.x
- Porcelli, S., Grassi, B., Poole, D.C., Marzorati, M., 2019. Exercise intolerance in patients with mitochondrial myopathies: perfusive and diffusive limitations in the O2 pathway. Current Opinion in Physiology 10, 202-209. https://doi.org/10.1016/j.cophys.2019.05.011
- Murphy, J.L., Blakely, E.L., Schaefer, A.M., He, L., Wyrick, P., Haller, R.G., Taylor, R.W., Turnbull, D.M., Taivassalo, T., 2008. Resistance training in patients with single, large-scale deletions of mitochondrial DNA. Brain 131, 2832-2840. https://doi.org/10.1093/brain/awn252
- MacInnis, M.J., Zacharewicz, E., Martin, B.J., Haikalis, M.E., Skelly, L.E., Tarnopolsky, M.A., Murphy, R.M., Gibala, M.J., 2017b. Superior mitochondrial adaptations in human skeletal muscle after interval compared to continuous single-leg cycling matched for total work. J Physiol 595, 2955-2968. https://doi.org/10.1113/JP272570
- La Morgia, C., Maresca, A., Caporali, L., Valentino, M.L., Carelli, V., 2020. Mitochondrial diseases in adults. Journal of Internal Medicine 287, 592-608. https://doi.org/10.1111/joim.13064
- Jeppesen, T.D., Schwartz, M., Olsen, D.B., Wibrand, F., Krag, T., Duno, M., Hauerslev, S., Vissing, J., 2006. Aerobic training is safe and improves exercise capacity in patients with mitochondrial myopathy. Brain 129, 3402-3412. https://doi.org/10.1093/brain/awl149
- Damas, F., Phillips, S.M., Libardi, C.A., Vechin, F.C., Lixandrão, M.E., Jannig, P.R., Costa, L.A.R., Bacurau, A. V., Snijders, T., Parise, G., Tricoli, V., Roschel, H., Ugrinowitsch, C., 2016. Resistance training-induced changes in integrated myofibrillar protein synthesis are related to hypertrophy only after attenuation of muscle damage. Journal of Physiology 594, 5209-5222. https://doi.org/10.1113/JP272472
- Cejudo, P., Bautista, J., Montemayor, T., Villagómez, R., Jiménez, L., Ortega, F., Campos, Y., Sánchez, H., Arenas, J., 2005. Exercise training in mitochondrial myopathy: A randomized controlled trial. Muscle Nerve 32, 342-350. https://doi.org/10.1002/mus.20368
- Booth, M., 2000. Assessment of Physical Activity: An International Perspective. Research Quarterly for Exercise and Sport 71, 114-120. https://doi.org/10.1080/02701367.2000.11082794
Opintojen ennätyspäivät
Opi tärkeimmät päivämäärät
Opiskelun aloitus (Todellinen)
Ensisijainen valmistuminen (Arvioitu)
Opintojen valmistuminen (Arvioitu)
Opintoihin ilmoittautumispäivät
Ensimmäinen lähetetty
Ensimmäinen toimitettu, joka täytti QC-kriteerit
Ensimmäinen Lähetetty (Todellinen)
Tutkimustietojen päivitykset
Viimeisin päivitys julkaistu (Todellinen)
Viimeisin lähetetty päivitys, joka täytti QC-kriteerit
Viimeksi vahvistettu
Lisää tietoa
Tähän tutkimukseen liittyvät termit
Avainsanat
Muita asiaankuuluvia MeSH-ehtoja
Muut tutkimustunnusnumerot
- H-25048935
Yksittäisten osallistujien tietojen suunnitelma (IPD)
Aiotko jakaa yksittäisten osallistujien tietoja (IPD)?
Lääke- ja laitetiedot, tutkimusasiakirjat
Tutkii yhdysvaltalaista FDA sääntelemää lääkevalmistetta
Tutkii yhdysvaltalaista FDA sääntelemää laitetuotetta
Nämä tiedot haettiin suoraan verkkosivustolta clinicaltrials.gov ilman muutoksia. Jos sinulla on pyyntöjä muuttaa, poistaa tai päivittää tutkimustietojasi, ota yhteyttä register@clinicaltrials.gov. Heti kun muutos on otettu käyttöön osoitteessa clinicaltrials.gov, se päivitetään automaattisesti myös verkkosivustollemme .