高齢者における萎縮の予防と機能回復へのメカニズム的アプローチ

調査チームは、必須アミノ酸 (EAA) の補給が大腿四頭筋萎縮を軽減し、TKA 後の機能的可動性の回復を促進することを示す最近の研究を完了しました。 EAA の患者の場合、TKA の 6 週間後、大腿四頭筋の萎縮は、手術および非手術の大腿四頭筋でそれぞれ -6% および -3% にすぎなかったが、プラセボの患者ではそれぞれ -18% および -10% であり、3 倍であった。違い。 臨床的に重要なこととして、EAA の患者は筋力を維持することができ、TKA 後 6 週間でプラセボと比較して機能的可動性の回復が加速したことが示されました。 細胞レベルでのポジティブな変化は、筋肉の損失の減少と筋力の維持に関与している可能性が高く、機能的な可動性の回復の加速を説明しています. そのため、TKA の 1 週間前から 6 週間後まで 23 g の EAA を 1 日 2 回摂取すると、異化シグナル伝達 (FoxO3a) の不活性化、およびアナボリックおよび細胞活性のアップレギュレーションを介して、筋肉タンパク質合成の基礎速度が増加すると仮定します。保護タンパク質。 また、短期的な萎縮の予防と機能的可動性の回復の加速は、長期的 (TKA 後 6 か月および 1 年) の構造的および機能的適応につながり、EAA 補給と TKA 患者の生活の質の改善につながることを提案します。プラセボ。

この研究では、2群の並行デザインを使用して、TKA後の筋肉細胞の構造と機能に対するEAA補給の効果、および短期（TKA後6か月）および長期（TKA後1年）の生活の質を決定します。 TKA) 対プラセボ。 被験者は、オレゴン州ユージーンの整形外科およびスポーツ医学のスローカムセンターで一次TKAを有する80人の高齢の男性および女性です。 Slocum の研究スタッフは、包含/除外基準に基づいて、募集対象となる可能性のある被験者を事前に選別/特定します。 適格な患者は研究に参加するよう招待されます。 インフォームド コンセント手順の完了後、参加者には一意の患者識別番号が割り当てられ、EAA またはプラセボのいずれかに 1:1 の割り当て比率でランダムに割り当てられ、被験者および研究スタッフ/統計学者がデータを収集する際に治療条件が盲検化されます。 23 g のサプリメントの 1 日 2 回の摂取は、TKA の 7 日前に開始し、6 週間後に終了します。 EAA 被験者には EAA が投与され、プラセボ被験者には非必須アミノ酸であるアリニンが投与されます。 被験者は、日誌に補足プロトコルの順守を記録し、空のバイアルを返却します。 被験者は1年間追跡されます。

主要な研究課題は次のとおりです。(a) EAA は短期間 (TKA 後 6 週間) の両側筋萎縮を防ぎ、大腿四頭筋の強度を維持し、プラセボと比較して機能的可動性の回復を加速しますか? (b) アウトカム指標に短期的な性差はありますか? (c) EAA は長期 (TKA 後 6 ヶ月) の大腿四頭筋の筋力と機能的可動性をプラセボと比較して増加させますか? (d) EAA は長期的 (TKA 後 1 年) の機能的可動性と生活の質の尺度を改善しますか? プラセボ？ (e) 機能的可動性または生活の質の尺度に長期的な性差はありますか? 評価ポイントは、手術前の 6 週間、4 週間、および 1 週間、および TKA 後 1 週間、2 週間、6 週間、6 か月、および 1 年間です。 さまざまな評価ポイントで、人口統計学的、医学的（入院期間、止血帯の使用など）、生理学的（筋生検、MRI、DEXA、筋力、血液検査など）、薬理学的、機能的可動性、身体活動（加速度計）を収集します。 、心理測定（生活の質、退役軍人 RAND の 12 項目の健康調査 [VR-12] など）、食事摂取量（3 日間の日記）、理学療法、および知覚された痛みのデータ。 次の評価スケジュールに従います：TKA前の6か月以内（登録とスクリーニング）、TKA前の6週間（スクリーニング、調査、DEXAスキャン、MRI検査、身体活動および食事の記録）、4週間前TKA（採血、筋力および機能的可動性検査、筋肉および脂肪生検）; TKA前および入院中の1週間（身体活動および食事の記録）; TKA後1週間（身体活動と食事の記録）; TKA後2週間（採血、身体活動、食事の記録）; TKA後6週間（採血、MRI検査、筋力および機能的可動性検査、身体活動および食事の記録、筋肉および脂肪生検）; TKA後3か月（調査、筋力および機能的可動性テスト、身体活動および食事の記録）; TKA 後 6 か月 (調査、DEXA スキャン、MRI テスト、筋力および機能的可動性のテスト、身体活動と食事の記録、筋肉および脂肪生検)、および 1 年 (調査、DEXA スキャン、MRI テスト、強度および機能的可動性テスト、身体活動と食事の記録、筋肉と脂肪の生検）。

データは、調査、電子カルテ、医療および機能テスト、スタッフ レポートなど、さまざまなソースから収集されます。 データは、パスワードで保護されたスプレッドシートとファイアウォールの内側に保存されたデータベースに入力され、二重に検証されます。 キャプチャされた電子医療記録データは、安全なデータ転送と、オレゴン大学 IRB によって承認された HIPAA 準拠のプロトコルを使用します。 スタッフ レポートは、プロジェクト データ マネージャーに直接転送されます。 すべての個人データは、名前ではなく番号で識別されます。 プロジェクト結果の中間報告は、Data and Safety Monitoring Board に対して行われます。

検出力分析では、80 人の被験者のサンプル サイズで、主要な結果に対する予想される効果を検出するのに十分であることが示されました。上りテスト、階段昇降テスト、6 分間歩行テスト。 パイロット データのベースラインから 6 週間までのパーセント変化に基づく、これらのアウトカム全体の平均効果サイズは d = 1.01 であり、大きな効果を反映しています。 サンプルサイズが 30/グループの場合、この研究は 85% の検出力で d > .79 の ES を検出でき、最小検出可能 ES は r = .50 の事前検定共変量で 0.68 または 0.52 に低下します。 または.75。 消耗を減らし、すべての評価ポイントですべての参加者のデータを取得するためにあらゆる努力が払われます。 ただし、消耗が予想されます。 この研究では、条件ごとに 30 人の被験者で予想される生理学的および機能的効果を検出する力があるため、可能性のある消耗を考慮して、合計 80 人の被験者 (条件ごとに 40 人) を登録します。

EAA 介入は、筋肉の損失を軽減し、機能的転帰を改善し、生活の質を向上させるように設計されています。 データ分析は、短期的、長期的な結果、および時間の経過に伴う変化に焦点を当てます。 予備分析では、記述統計を使用してデータの性質を理解し、使用する統計テストにデータ分布が適切であることを確認します。 必要に応じて、カイ二乗検定と分散分析を実施して、人口統計、病歴、従属変数の最近のレベルに関する継続参加者と脱落者の同等性を評価します。

ランダム係数分析 (RCA) を実施して、経時的な筋肉と機能的可動性、および年齢、性別、身体活動、食事摂取量などの結果に影響を与える可能性のある共変量をモデル化します。 RCA は、サブジェクト内にネストされた評価から軌跡をモデル化します。状態のテストは、時間因子と治療状態の間の交互作用によって表されます。 RCA は、従来の反復測定 ANOVA に関連する多くの落とし穴を回避します。これは、データの個人内依存性または自己相関を調整し、非線形成長をモデル化でき、評価間の固定間隔を必要とせず、経時的な欠損値に対応します。 時間の経過とともに利用可能なデータを使用することにより、RCA は欠落データの影響を制限し、バイアスを減らし、電力を増加させます。 予備データに基づいて、すべてのデータ ポイントの 92% 以上を収集できると見積もっています。

期待される研究成果は次のとおりです。

1. この研究が成功裏に完了すれば、予備データが示唆するように、EAA が筋萎縮を両側で予防することが実証されると期待しています。 今日まで、EAAが萎縮を予防できるかどうかはわかっていません。
2. 私たちは、萎縮予防が筋力の向上と機能的可動性の回復の加速につながることを示すことを期待しています. 私たちの予備データは、EAAによって強度が6週間増加することを示唆しているため、EAAが中枢活性化障害にプラスの効果をもたらす可能性があることをさらに示すことを期待しています. 今日まで、TKA 後の筋肉の保存が筋力を高め、機能的可動性の回復を促進するかどうかはわかっていません。
3. 我々は、EAA が、手術および非手術の大腿四頭筋の外側広筋において、筋細胞サイズ (CSA) を両側で増加させることを文書化することを期待しています。 萎縮の予防と機能的可動性の早期回復が、筋細胞構造の積極的な増加を刺激するかどうかはわかっていません.
4. EAAがミトコンドリアの質量を両側で増加させ、安静時のミトコンドリアの呼吸を増加させることを実証する予定です。 非手術 (対照脚) と手術脚からサンプリングすることにより、EAA が時間の経過と共にミトコンドリア機能を正常化することを示すことが期待されます (TKA 後 6 か月および/または 1 年)。 機能的可動性の早期獲得が筋細胞機能にプラスの影響を与えるかどうかはわかっていません。
5. 生活の質 (VR-12 などの機器で測定) が EAA によって大幅に向上することが期待されます。 上記のプラスの効果が、長期的 (6 か月および 1 年) の QOL にどの程度影響するかは不明です。

上記のそれぞれが刺激し、変革をもたらすことを期待しています。 EAA サプリメントは安価 (患者 1 人あたり 800 ドルまたは 1 日あたり 16 ドル) であり、忍容性が高く、すぐに実行できます。