Disfunzione del flusso sanguigno nutritivo come determinante della resistenza anabolica nelle persone anziane (Dunhill01)

Entro il 2020, il 20% della popolazione del Regno Unito avrà più di 65 anni. La massa muscolare è un forte predittore di invecchiamento sano e longevità. Il flusso sanguigno dell'arto basale diminuisce con l'avanzare dell'età; la ridotta perfusione degli arti può contribuire alla sarcopenia, l'indesiderata perdita di massa muscolare che accompagna l'avanzare dell'età. Il precedente lavoro dei ricercatori ha dimostrato che ci sono deficit nei meccanismi della sintesi proteica muscolare nelle persone anziane, ma perché questi esistono e come possono essere contrastati è ancora sconosciuto. Dopo un'alimentazione normale, l'aumentata disponibilità di aminoacidi (che stimola la sintesi proteica muscolare) e la disponibilità di insulina (che inibisce la disgregazione proteica muscolare) hanno effetti positivi nei muscoli delle persone anziane, ma non nella stessa misura che nei giovani; gli investigatori chiamano questa "resistenza anabolica". I ricercatori hanno recentemente dimostrato che il flusso sanguigno delle gambe negli anziani è inferiore rispetto ai giovani a riposo nello stato basale e anche a riposo fino a 2,5 ore dopo il cibo e/o cibo + esercizio. L'abbinamento del flusso sanguigno e del metabolismo è vantaggioso per il muscolo scheletrico, nel coniugare le richieste di ossigeno e nutrienti alla loro consegna; la ridotta perfusione degli arti nelle persone anziane può contribuire all'incapacità di mantenere la massa muscolare con l'invecchiamento. I ricercatori hanno recentemente dimostrato che l'allenamento di resistenza migliora notevolmente le risposte del flusso sanguigno delle gambe nelle persone anziane. Ritengono che uno dei principali vantaggi dell'esercizio di resistenza sia quello di aumentare la vasodilatazione dipendente dall'endotelio in risposta all'alimentazione e all'esercizio moderato, ma questo deve essere dimostrato. Si sta riconoscendo che non è solo il flusso sanguigno "di massa" degli arti che può essere importante nell'assorbimento dei nutrienti da parte dei muscoli, ma che il cosiddetto flusso sanguigno "nutritivo" è un fattore determinante importante. Lavori recenti suggeriscono che il flusso di massa degli arti non è solo suddiviso tra pelle, ossa e muscoli, ma anche all'interno del muscolo è suddiviso tra "nutritivo" e "non nutritivo". La via nutritiva ha un contatto intimo con le cellule muscolari mentre la via non nutritiva agisce come uno shunt vascolare e si pensa che avvenga, almeno in parte, attraverso i vasi che nutrono le cellule adipose e del tessuto connettivo. Il flusso nutritivo può essere la componente del flusso più suscettibile alla disfunzione5 (ad es. con diabete di tipo 2 e obesità) ma può anche essere la più suscettibile al miglioramento con l'esercizio abituale e possibilmente con il trattamento nutraceutico.

Gli investigatori verificheranno le ipotesi: (1) il flusso sanguigno nutritivo muscolare è un determinante dell'equilibrio proteico, con la vasodilatazione indotta farmacologicamente che stimola acutamente la sintesi muscolare e riduce la disgregazione, (2) il basso flusso nutritivo negli anziani contribuisce alla resistenza anabolica e può essere migliorato mediante allenamento di resistenza o potenziatori di flusso nutraceutici.

I ricercatori desiderano studiare 50 soggetti volontari sani (non pazienti NHS) come segue: uomini di 18-28 anni (10) e uomini di 65-75 anni (40) con indice di massa corporea comparabile (24-28 kg•m2), tutti sono sedentari e normalmente non intraprendono il consueto allenamento di resistenza. I ricercatori hanno dati che suggeriscono il dimorfismo sessuale delle risposte anaboliche all'alimentazione nei soggetti più anziani, quindi limiteranno gli studi ai soli uomini. Dopo aver ottenuto il consenso scritto, tutti i soggetti saranno sottoposti a visita medica, questionario di attività e scansione DEXA. Dieci uomini anziani saranno sottoposti a un singolo studio acuto. Inoltre gli investigatori studieranno 10 giovani nelle stesse condizioni. Altri dieci uomini anziani saranno sottoposti a uno studio acuto dopo 20 settimane di allenamento di resistenza di tutto il corpo supervisionato, come è pratica corrente in una palestra a Derby. Altri dieci uomini anziani saranno sottoposti a un unico studio acuto in cui vengono somministrati, oltre al protocollo di studio acuto standard, 3 bevande di cacao ad alto contenuto di flavanoli e 3 x 500 mg di vitamina C. Se si osserva un effetto acuto positivo delle bevande, il gli ultimi dieci uomini anziani saranno sottoposti a uno studio acuto dopo una settimana di ingestione di 3 cacao ad alto contenuto di flavanoli + 1000 mg di vitamina C al giorno. Per ottimizzare i dettagli delle condizioni di studio, gli investigatori studieranno anche fino a 10 volontari sani normali di età compresa tra 18 e 75 anni semplicemente con l'agente di contrasto CEUS e le infusioni di metacolina, senza alcun prelievo di sangue o biopsie.

I soggetti a digiuno durante la notte riceveranno infusioni endovenose (vena antecubitale) costanti innescate di amminoacidi marcati con isotopi stabili per la durata dello studio e campioni di sangue saranno prelevati da una cannula arteriosa e due cannule venose femorali a intervalli regolari per quantificare l'arricchimento del tracciante e misurare il glucosio assorbimento e insulina. Nella prima fase dello studio, il flusso sanguigno dell'arteria femorale dei soggetti sarà misurato a 50, 70, 90 e 110 min mediante Doppler Ultrasound (USS). Il flusso sanguigno nutritivo sarà misurato in un'area definita del quadricipite nella gamba di controllo mediante ecografia con mezzo di contrasto (CEUS) utilizzando il Phillips iU22 a 110 min. Ciò comporta una singola somministrazione endovenosa del mezzo di contrasto SonoVue®. A 120 minuti inizierà la seconda fase dello studio con un'infusione endovenosa di destrosio e aminoacidi misti (vena antecubitale) per il resto dello studio. Il cloruro di metacolina (Provocholine®; Methapharm Inc.) in NaCl (0,9%, preparato dalla farmacia QMC) sarà infuso (a 2-12 µg/min) in un'arteria femorale per raddoppiare il flusso dell'arteria femorale a 150 min. Il flusso dell'arteria femorale di massa sarà nuovamente misurato (ecografia Doppler), questa volta in entrambe le gambe a 170, 190, 210 e 230 min. Il flusso nutritivo sarà misurato per la seconda volta, in entrambe le gambe mediante CEUS a 230 min. Quattro biopsie muscolari (150-300 mg) di vasto laterale saranno prelevate secondo il protocollo e congelate in azoto liquido.

I punti finali saranno i. sintesi proteica muscolare, ii. scomposizione delle proteine ​​muscolari, iii. flusso sanguigno femorale di massa e iv. flusso sanguigno femorale nutritivo in soggetti di età diverse o che seguono esercizio fisico o intervento nutraceutico diverso. Un calcolo della potenza suggerisce che questo studio avrà bisogno di 10 soggetti per gruppo per rilevare (con α di 0,05 e β di 0,85) una differenza del 25% tra i gruppi nelle variabili biologiche, risultati che i ricercatori sono stati in grado di ottenere per lavori simili in passato.