Plasticità neuromuscolare in risposta all'obesità: effetti del sovraccarico meccanico, dei disturbi metabolici e dell'età (PLANEUROB)

I dati limitati disponibili in letteratura suggeriscono che l'insulino-resistenza, l'infiammazione di basso grado e l'infiltrazione lipidica muscolare possono avere un impatto negativo sulla capacità di produzione della coppia e promuovere l'affaticamento neuromuscolare. La resistenza all'insulina ha quindi effetti sulla perfusione sanguigna dei muscoli attivi, attraverso effetti sul sistema nervoso autonomo (Petrofsky e al. 2009). La resistenza all'insulina è anche associata a un'interruzione dell'attività della pompa Na+/K+, dell'accoppiamento eccitazione-contrazione, della concentrazione intracellulare di ATP (Orlando e al. 2016) e della funzione mitocondriale (Slattery e al. 2014). Si prevede che tutti questi effetti aumentino lo sviluppo dell'affaticamento periferico nei pazienti obesi con diabete di tipo 2 e si prevede che una ridotta funzione mitocondriale comporti una ridotta capacità di recupero post-esercizio. L'infiammazione può anche influenzare la produzione di coppia. Alcuni studi hanno mostrato una correlazione negativa tra la produzione di coppia muscolare e lo stato infiammatorio negli adolescenti obesi (Ruiz e al. 2008) e negli anziani (Visser e al. 2002). L'infiammazione è associata a una riduzione della massa muscolare, che può derivare dall'inibizione della sintesi proteica (Guillet e al. 2012). L'infiammazione potrebbe anche avere effetti negativi sui fattori nervosi della produzione di coppia, attraverso la stimolazione delle afferenze III e IV, come suggerito nel soggetto sano (Dousset e al. 2007). Tuttavia, questo non è mai stato dimostrato. Infine, l'edema associato alla reazione infiammatoria potrebbe modificare l'architettura e le dimensioni muscolari, come dimostrato in soggetti sani (Ishikawa e al. 2006) o affetti da malattie infiammatorie (Kaya e al. 2013). Ad oggi, le conseguenze dell'infiammazione di basso grado, combinata o meno con l'invecchiamento, sui fattori muscolari e nervosi della produzione di forza negli adulti obesi devono ancora essere caratterizzate sperimentalmente. L'infiltrazione lipidica muscolare può anche avere effetti negativi sulla sintesi proteica muscolare (Tardif e al. 2014) e soprattutto sulla forza. Ciò è stato frequentemente riportato in persone anziane non obese (Sipilä e Suominen 1994). È interessante notare che un altro studio ha riportato una correlazione negativa tra il contenuto lipidico intramuscolare e il livello di attivazione volontaria del quadricipite negli anziani non obesi (Yoshida e al. 2012), che potrebbe spiegare la correlazione discussa sopra. A nostra conoscenza, non sono disponibili dati per i pazienti obesi adulti. Tuttavia si può ipotizzare che l'infiltrazione lipidica avrebbe effetti inibitori sul livello di attivazione delle unità motorie, e quindi sulla produzione di forza. È anche probabile che l'infiltrazione lipidica limiti gli adattamenti dell'architettura muscolare al sovrappeso (i tessuti contrattili e adiposi competono per svilupparsi in un volume muscolare ristretto). La modellazione matematica degli effetti dell'infiltrazione lipidica sulla meccanica muscolare (Rahemi e al. 2015) suggerisce che i lipidi intramuscolari potrebbero interrompere l'attività contrattile limitando l'accorciamento dei fasci muscolari e la deformazione muscolare trasversale durante la contrazione muscolare. Tuttavia, queste previsioni teoriche devono ancora essere confermate da dati sperimentali.

Il progetto di ricerca PLANEUROB è uno studio osservazionale fisiologico che mette a confronto i rispettivi effetti del sovraccarico meccanico, dei disordini metabolici e dell'età sulla produzione di coppia, sull'affaticabilità e sulla capacità funzionale nelle persone obese. I soggetti dovranno eseguire un protocollo di fatica, un test Margaria adattato e un test di camminata di 6 minuti in una sessione. Saranno realizzati anche prelievi di sangue, ecografia muscolare e valutazione dell'attività fisica.

I dati saranno analizzati utilizzando il software LabChart 7.3 Pro (ADInstrument, New South Wales, Australia), ImageJ (NIH Image, Bethesda, Maryland, USA) e il software Statistica 8.0 (StatSoft, Inc.) e la significatività sarà accettata su due lati livello alfa di p<.05. La normalità e l'omogeneità delle variabili saranno controllate rispettivamente da un test di Shapiro-Wilk e da un test di Barlett. Se la normalità e l'omogeneità delle variabili sono verificate, i valori assoluti delle variabili (Torque, EMG, mean gray, ecc.) saranno confrontati utilizzando due fattori (età x disturbi metabolici) analisi della varianza (ANOVA) con misure ripetute. Se le analisi rivelano un effetto significativo di qualsiasi fattore o interazione di fattori, verranno eseguiti post-hoc test Newman-Keuls per determinare le differenze tra le diverse condizioni.