ヒトの筋タンパク質合成を刺激する術後の筋肉電気刺激 (PoEMS)

骨格筋の収縮は、神経系の調節と神経筋機能の調整に依存します。 筋肉の収縮に関連する最小の運動神経系は運動単位 (MU) であり、遠心性運動ニューロンとそれが神経支配するすべての筋線維で構成されます。 筋肉組織はまた、加齢に伴う筋肉量と筋力の徐々に低下したり、筋肉が使われなくなった後の萎縮など、外部刺激に応じて適応的な変化を起こします。 レジスタンス運動トレーニング (RET) などのさまざまな種類の随意運動は、筋タンパク質合成 (MPS) の増加を通じてそのような変化をある程度予防または軽減できることが、多くの研究で実証されています。

ただし、術後の床上安静などの特定の状況では、RET 介入は達成不可能な選択肢となります。 神経筋電気刺激 (NMES) を代用として適用できます。筋肉腹部に印加される電流によって、ターゲットの筋肉の不随意収縮を引き起こすように作用します。 NMES 刺激は集中治療環境で広くテストされていますが、結果にはばらつきのある有効性が示されています。これはおそらく、これらの患者の大部分が遭遇する多臓器不全とそれに関連する異化作用のある全身環境によるものと考えられます。

我々は最近、腹部手術後の患者において、1秒「オン」、1秒「オフ」の収縮パターンで30 Hzの周波数で実行される5日間のNMESが、筋肉量と機能の損失を軽減できることを示した。 ただし、この研究は以前の集中治療文献からプロトコールを「借用」したものであるため、収縮の頻度や収縮パターンに関しては最適ではない可能性があります。 以前の研究でこのプロトコルが患者に非常に忍容性が高かったことを考えると（つまり、毎日 30 分間の NMES に基づいて、この研究の患者は 45 ～ 240 分（平均 90）分は耐えられると述べています）、より高い頻度で行うことはもっともらしいです。 NMES (~100 Hz) により、より大きな力の生成を可能にすることは、実行可能であり、筋肉量と機能の損失のさらなる軽減につながる可能性があります。 RET 中に筋肉が負荷をかけられた状態にある時間は、MPS とその後の筋肉量の増加の重要な調節因子である可能性があることも実証されています。 したがって、NMES中の弛緩時間に比べて収縮を増加させる（たとえば、3秒オン、1秒オフ）ことは、頻度の増加が不可能または許容できない集団の筋肉量の損失を軽減するための別の実行可能かつおそらくより有益な戦略である可能性があります。

筋肉の維持は MPS と筋タンパク質の分解の間の動的平衡に基づいていることがわかっているため、MPS、関連する細胞シグナル伝達、および栄養素送達経路に対するさまざまな NMES プロトコルの影響を調査して、関連する臨床現場で最適な介入をテストできるようにする必要があります。廃用性萎縮を伴う。 これまでに、高齢者の筋代謝反応に対する NMES の異なる頻度や、異なる NMES 誘発収縮パターンの影響を比較した先行研究はありません。