Regolazione nutrizionale e contrattile della crescita muscolare

Il muscolo scheletrico comprende circa il 40% del proprio peso corporeo e contiene dal 50% al 75% circa di tutte le proteine ​​del corpo umano. Il turnover delle proteine ​​è un processo regolare nel corpo umano. Negli adulti sani, l'interazione tra la sintesi proteica muscolare e la disgregazione proteica muscolare non si traduce in una crescita netta o perdita di massa muscolare. Ma quando la bilancia si inclina verso la disgregazione delle proteine ​​muscolari, può verificarsi l'atrofia muscolare. Ciò può portare a conseguenze negative, perché non solo il muscolo svolge l'ovvio ruolo di convertire l'energia chimica in energia meccanica per muoversi e mantenere la postura, ma il muscolo è anche coinvolto nei seguenti ruoli meno evidenti: regolazione del metabolismo; rimozione di sostanze potenzialmente tossiche dalla circolazione sanguigna; produrre carburante per altri tessuti; immagazzinare energia e azoto, entrambi importanti per alimentare il cervello e il sistema immunitario; e facilitare la guarigione delle ferite durante malnutrizione, fame, lesioni e malattie. Pertanto, il muscolo è importante non solo per l'indipendenza fisica, ma anche per la mera sopravvivenza del corpo umano. Infatti, una perdita di appena il 30% delle proteine ​​del corpo provoca una respirazione e una circolazione compromesse e alla fine può portare alla morte. Lo scopo di questo studio è quello di esaminare i meccanismi fisiologici e cellulari che regolano la crescita del muscolo scheletrico. I risultati dello studio possono aiutare a sviluppare trattamenti futuri per mantenere e possibilmente aumentare la massa muscolare come un modo per migliorare la funzione, ridurre le complicanze della malattia e aumentare la sopravvivenza.

Questo studio registrerà partecipanti sani che verranno assegnati in modo casuale a uno dei numerosi bracci di trattamento all'interno di uno dei tre esperimenti separati. Nel complesso, i tre esperimenti esamineranno quanto segue: (1) se la via di segnalazione del bersaglio della rapamicina nei mammiferi (mTOR) - un gruppo di molecole che lavorano insieme per controllare una specifica funzione cellulare - è responsabile della stimolazione della sintesi proteica muscolare dopo la resistenza esercizio fisico e/o ingestione di un integratore di aminoacidi; (2) se limitare il flusso sanguigno con un bracciale per la pressione sanguigna durante l'esercizio di resistenza a bassa intensità porta alla fine alla sintesi proteica muscolare; e (3) se l'invecchiamento è associato a meccanismi fisiologici e cellulari ridotti correlati alla sintesi proteica muscolare e se tale riduzione può essere superata dall'ingestione post-esercizio di un integratore di aminoacidi o dalla restrizione del flusso sanguigno durante l'esercizio di resistenza a bassa intensità.

A seconda del braccio di trattamento assegnato ai partecipanti, possono ricevere un'integrazione di aminoacidi, il farmaco rapamicina, il farmaco nitroprussiato di sodio e/o il placebo. Possono anche sottoporsi a esercizi di resistenza ad alta intensità, esercizi di resistenza a bassa intensità o esercizi di resistenza a bassa intensità insieme a restrizione del flusso sanguigno. Tutti i partecipanti parteciperanno a una singola visita di studio di 8 ore e una visita di follow-up 1 settimana dopo. Durante la visita di studio, i partecipanti saranno sottoposti a quanto segue: misurazioni dei segni vitali, altezza e peso; prelievo di sangue e urine; una scansione di assorbimetria a raggi X a doppia energia (DEXA); e uno studio sull'infusione che includerà ulteriori prelievi di sangue, biopsie muscolari e interventi assegnati. La visita di follow-up includerà la valutazione di eventuali incisioni praticate durante lo studio sull'infusione.