身体的リハビリテーションおよびアミノ酸補給中の筋肉の再成長

このトランスレーショナル リサーチ プロジェクトの目標は、人工膝関節全置換術 (TKA) 後の骨格筋の喪失と再成長の調節に関与する重要なメカニズムを特定することです。 人工膝関節全置換術は、機能の低下、特に機能的自立の直接的な原因である筋肉量と筋力の大幅な低下を引き起こします。 このような筋力と筋量の低下、および日常生活動作 (椅子から立ち上がる、階段を上る、歩く) は、最大 2 年間持続する可能性があります。

萎縮は、筋肉タンパク質の合成と分解の間の不均衡の直接的な結果です. しかし、筋肉の減少につながる 2 つのまったく異なるメカニズムがあります。 主にストレス反応、またはタンパク質合成の減少（固定化など）に起因します。 重度のストレスの場合、筋肉タンパク質の合成は実際には増加しますが、筋肉の損失を十分に妨げることはなく、栄養などの同化刺激は筋萎縮に対抗することはできません. 一方、不活動によるタンパク質合成の減少は、栄養と運動によって刺激され、それによって萎縮を軽減または予防します. 現在、TKA後にどの状態が優勢であるかはわかっていません。外科的ストレスによる異化作用または不動に関連した合成の低下です。 知られていないのは、TKAに続いてどのシグナル伝達経路が優勢であるかです。ストレス誘発性の異化作用または不動に関連する合成の低下。 私たちの目標は、どのモデル (ストレスまたは不活動) が TKA 後の急性および急速な筋肉喪失の原因であるかを判断し、リハビリテーションの取り組みに集中することです。

私たちの一般的な仮説は、TKA 手術後の大腿四頭筋の萎縮は、主に不活動によるものであり、理学療法 (PT) と必須アミノ酸 (EAA) 補給によって打ち消すことができるというものです. 私たちの目標は、TKA による筋肉喪失の根底にある基本的なメカニズムを解明し、この新しい情報に基づいて、TKA からの正常な機能の回復を促進するための新しいリハビリ戦略を見つけることです。

したがって、私たちの計画は、次の特定の仮説を高齢者でテストすることです。

1. TKAは、筋肉タンパク質合成を減少させることにより、急性および重度の正味タンパク質異化作用を誘発します
2. TKA誘発異化作用はEAAの摂取により減弱する
3. PT 後の EAA 補給は、プラセボを使用した PT よりも大幅に筋タンパク質合成と mTOR シグナル伝達を刺激します。
4. TKA PT リハビリ中の EAA 補給は、プラセボを使用した PT よりも筋力、筋肉量、および機能的転帰を大幅に改善します。

特定の仮説をテストするために、次の特定の目的に取り組みます。

1. TKA手術が筋タンパク質合成を減少させるか、および/または筋タンパク質分解を増加させるかを決定する
2. TKA手術後のEAAの摂取により、筋タンパク質合成が急激に増加するかどうかを判断する
3. 筋肉タンパク質合成とmTORシグナル伝達がPTリハビリテーションによって刺激され、EAA補給によって強化されるかどうかを判断する
4. 6 週間の従来の PT による TKA 中の EAA 補給が筋力、筋肉量、および機能的転帰を改善するかどうかを判断するため この申請は、大腿四頭筋の筋力と機能の正常な回復につながるメカニズムをさらに判断するための R01 助成金の提出のための予備データを提供しますTKAに続きます。 必須アミノ酸は安価で、忍容性が高く、消化しやすく、筋肉タンパク質の合成とアナボリック mTOR シグナル伝達経路の構成要素を独立して刺激することが示されています。 筋力と機能的可動性を高めるという私の目標は、国立医療リハビリテーション研究センターの7つ​​の優先分野で具体的に概説されており、NIHのロードマップと優先事項に沿っており、理学療法のリハビリ中の筋肉タンパク質代謝を理解するのに役立ちます. 細胞シグナル伝達の変化を機能的結果測定 (細胞 → システム → 機能) と結び付けるメカニズム駆動型のトランスレーショナル リサーチ デザインを採用することにより、TKA 後の筋肉量と機能の調節に関与する重要な生理学的イベントを捉えます。