신체 재활 및 아미노산 보충 중 근육 재성장

이 병진 연구 프로젝트의 목표는 슬관절 전치환술(TKA) 후 골격근 손실 및 재성장 조절과 관련된 주요 메커니즘을 식별하는 것입니다. 슬관절 전치환술은 근육량과 근력의 현저한 감소를 유도하며, 이는 기능 저하, 특히 기능적 독립성에 직접적인 원인이 됩니다. 이러한 근력 및 체적 및 일상 생활 활동(의자에서 일어나기, 계단 오르기 및 걷기)의 감소는 최대 2년 동안 지속될 수 있습니다.

위축은 근육 단백질 합성과 분해 사이의 불균형의 직접적인 결과입니다. 그러나 근육 손실로 이어지는 두 가지 매우 뚜렷한 메커니즘이 있습니다. 주로 스트레스 반응 또는 단백질 합성 감소(예: 고정화)로 인해 발생합니다. 심한 스트레스의 경우 근육 단백질 합성이 실제로 증가하지만 근육 손실을 충분히 방해하지는 못하며 영양과 같은 단백동화 자극은 근육 위축을 막을 수 없습니다. 반면, 비활동성으로 인한 단백질 합성 감소는 영양과 운동에 의해 촉진되어 위축을 줄이거나 예방할 수 있습니다. 현재 우리는 TKA 후 어떤 상태가 우세한지 알지 못합니다: 외과적 스트레스로 인한 이화작용 또는 움직이지 않음과 관련된 합성 감소. 알려지지 않은 것은 TKA 다음에 어떤 신호 경로가 우세한가입니다. 스트레스 유발 이화 작용 또는 부동성 관련 합성 저하. 우리의 목표는 재활 노력에 더 집중하기 위해 어떤 모델(스트레스 또는 비활성)이 TKA 후 급성 및 급속한 근육 손실을 설명하는지 결정하는 것입니다.

우리의 일반적인 가설은 TKA 수술 후 대퇴사두근 위축이 주로 비활동성으로 인한 것이며, 이는 물리 치료(PT)와 필수 아미노산(EAA) 보충으로 상쇄될 수 있습니다. 우리의 목표는 TKA로 인한 근육 손실의 기본 메커니즘을 설명하고 이 새로운 정보를 기반으로 TKA에서 정상적인 기능 회복을 가속화하기 위한 새로운 재활 전략을 찾는 것입니다.

따라서 우리의 계획은 다음과 같은 특정 가설을 노인들에게 테스트하는 것입니다.

1. TKA는 근육 단백질 합성을 감소시켜 급성 및 심각한 순 단백질 이화 작용을 유도합니다
2. TKA 유도 이화 작용은 EAA 섭취로 약화됩니다.
3. PT 후 EAA 보충은 근육 단백질 합성 및 mTOR 신호를 위약을 사용한 PT보다 더 큰 정도로 자극합니다.
4. TKA PT 재활 중 EAA 보충은 위약을 사용한 PT보다 근력, 근육량 및 기능적 결과를 더 크게 향상시킵니다.

특정 가설을 테스트하기 위해 다음과 같은 구체적인 목표를 다룰 것입니다.

1. TKA 수술이 근육 단백질 합성을 감소시키는지 및/또는 근육 단백질 분해를 증가시키는지 확인하기 위해
2. TKA 수술 후 EAA 섭취로 인해 근육 단백질 합성이 급격히 증가하는지 확인하기 위해
3. 근육 단백질 합성 및 mTOR 신호가 PT 재활에 의해 자극되고 EAA 보충에 의해 강화되는지 확인하기 위해
4. 6주 동안 전통적인 PT와 함께 TKA 동안 EAA 보충이 근력, 근육량 및 기능적 결과를 개선하는지 확인하기 위해 이 신청서는 R01 보조금 제출을 위한 예비 데이터를 제공하여 대퇴사두근 근력 및 기능의 성공적인 회복으로 이어지는 메커니즘을 추가로 결정합니다. TKA에 이어 필수 아미노산은 저렴하고 내약성이 우수하며 쉽게 소화되며 근육 단백질 합성 및 단백 동화 mTOR 신호 경로의 구성 요소를 독립적으로 자극하는 것으로 나타났습니다. 근력과 기능적 이동성을 증가시키려는 나의 목표는 National Center for Medical Rehabilitation Research Seven Priority Areas에 구체적으로 설명되어 있으며 NIH 로드맵 및 우선 순위와 일치하며 물리 치료 재활 중 근육 단백질 대사를 이해하는 데 도움이 될 것입니다. 세포 신호의 변화를 기능적 결과 측정(세포 → 시스템 → 기능)과 연결하는 메커니즘 중심의 변환 연구 설계를 채택함으로써 우리는 TKA 후 근육량 및 기능의 조절을 담당하는 주요 생리학적 사건을 포착할 것입니다.