Esaminare le differenze basate sul sesso nelle risposte metaboliche e meccanicistiche all'atrofia muscolare indotta dal disuso

I pazienti in riabilitazione possono subire periodi di immobilizzazione prolungata degli arti in risposta a lesioni, interventi chirurgici o malattie. A causa del disuso, le dimensioni e la forza dei muscoli che controllano l'arto colpito possono diminuire in modo significativo, con conseguente compromissione fisica o minore qualità della vita durante la fase di recupero. Se misurata come contrazione isometrica massima, la forza muscolare nell'arto immobilizzato diminuisce a un ritmo drammatico, intorno all'1,0-1,2% al giorno. Queste diminuzioni delle dimensioni e della forza muscolare possono variare tra i sessi - questo rimane poco chiaro. Si ritiene che l'atrofia muscolare sia causata da un significativo declino della sintesi proteica muscolare (la via principale che attribuisce alla crescita/ipertrofia muscolare). Ci sono anche vari percorsi attraverso i quali il muscolo viene scomposto. Sono le differenze basate sul sesso in questo tasso di declino della sintesi proteica muscolare e il percorso attraverso il quale il muscolo viene scomposto che vorremmo indagare per il loro contributo alla dimensione muscolare e al declino della forza dopo un periodo di immobilizzazione.

Lo scopo della ricerca proposta è definire se vi siano differenze tra femmine e maschi (es. differenze basate sul sesso) nella regolazione metabolica e meccanicistica dell'atrofia muscolare indotta da disuso in vivo nell'uomo.

Alla prima visita del partecipante, prima dell'inizio dello studio (Giorno 0), verrà loro chiesto di compilare un questionario relativo alla salute, sottoposto a screening per tutte le caratteristiche antropometriche (altezza, peso, età, sesso) e sottoposto a una scansione DXA per il corpo dettagli della composizione Acquisiranno familiarità con tutte le procedure dello studio, comprese le biopsie muscolari, i test di forza, la D2O, la dieta e la registrazione degli esercizi. Saranno inoltre predisposti per il tutore di immobilizzazione. La gamba che verrà immobilizzata verrà randomizzata in ciascun partecipante. Questa prima visita durerà circa 2 ore. Quando i partecipanti torneranno il giorno 1 dello studio, prima eseguiranno una scansione MRI della parte inferiore del corpo. Successivamente, i partecipanti eseguiranno test di forza su una gamba sola sul Biodex. Successivamente, il giorno 2, verranno prelevati prelievi di sangue venoso e campioni di saliva. Ai partecipanti verrà somministrata la dose di carico di D2O (5 ml·kg di massa corporea-1 del 70% di D2O) e verranno fornite dosi giornaliere di mantenimento di 50 ml di D2O da continuare a prendere ogni giorno per tutta la durata dell'esperimento. Al ritorno per il giorno 3, i partecipanti subiranno una singola biopsia del muscolo scheletrico dal vasto laterale di una gamba. I partecipanti ripeteranno il loro campione di sangue e saliva in questo giorno. I partecipanti saranno quindi equipaggiati con la ginocchiera e le stampelle prima di lasciare la struttura. I partecipanti saranno inoltre dotati di un monitor di attività ActiGraph per registrare l'attività fisica e il dispendio energetico mentre sono immobilizzati per 7 giorni. Questa terza visita durerà circa 3 ore. I partecipanti monitoreranno il proprio apporto dietetico tramite la registrazione della dieta, che saranno istruiti a eseguire per 2 giorni feriali (ad es. dal lunedì al venerdì) e un giorno del fine settimana (es. Sabato domenica). Durante il periodo di immobilizzazione di 7 giorni, i partecipanti forniranno ogni giorno un campione di saliva per la misurazione dell'arricchimento di 2H nell'acqua corporea. I campioni di saliva dovrebbero essere prelevati al mattino subito dopo il risveglio dei partecipanti e prima di qualsiasi assunzione di cibo. I partecipanti devono bere la dose di mantenimento di 1 × 50 ml di D2O al giorno fornita subito dopo aver raccolto i campioni di saliva. Il giorno 8 i partecipanti torneranno alla struttura per sottoporsi a test post-immobilizzazione che includeranno: una scansione DXA, una risonanza magnetica della parte inferiore del corpo, due biopsie del muscolo scheletrico (una in ciascuna gamba), un campione di sangue, un campione di saliva e singolo -test di forza delle gambe su entrambe le gambe. Questa visita finale durerà circa 4 ore.