Mechanismen van insulineresistentie in skeletspieren bij oudere volwassenen

Het onderzoeksteam zal jongere en oudere (N=8; 18-35 jaar en 60-85 jaar) mannelijke en vrouwelijke volwassenen rekruteren in de omgeving van Salt Lake City.

Het onderzoeksteam zal dan afzonderlijke bezoeken plannen voor kracht, kracht en fysiek functioneren en de afzonderlijke bezoeken voor vetvrije massa en OGTT-metingen (zie onderstaande beschrijving).

1. Vetvrije massa, orale glucosetolerantietest, kracht-, kracht-, inspanningstesten en fysieke functiemetingen. Lean mass assessment via dual-energy X-ray absorptiometry (DXA), ultrageluid en perifere kwantitatieve computertomografie (pQCT) zal worden beoordeeld in het centrum voor klinische en translationele wetenschappen (CCTS), terwijl de knie-extensor isometrische sterkte-, kracht- en fysieke functietesten zal worden uitgevoerd in het Skeletal Muscle Exercise Research Facility (SMERF) laboratorium (520 Wakara Way). Deze eindpunten zullen worden beschouwd als secundaire doelstellingen om relaties met insulinegevoeligheid en spiercelsignaleringsgebeurtenissen te bepalen. Deze tests vinden plaats binnen een week voor het verminderde activiteitsexperiment en worden herhaald na voltooiing van de verminderde activiteitsperiode en na inspanningstraining. Voor de beoordeling van de vetvrije massa worden proefpersonen 's ochtends getest na een nacht vasten voorafgaand aan de DXA-scan. De isometrische kracht zal worden beoordeeld in beide benen met een maximale vrijwillige isometrische contractie-inspanning (in een kniehoek van 600) ontwikkeld door de knie-extensoren (quadriceps) en plantair/dorsaalflexoren op een dynamometer. Voor het testen van de extensie van de onderste extremiteit zal een Nottingham power rig worden gebruikt. De volgende reeks functionele prestatietests zal worden gebruikt: trapstijg-/daaltijd, zes minuten loopafstand, 50 voet looptijd en de getimede up and go-test. Alle tests zijn tests die we vaak en veilig uitvoeren bij oudere personen.

   Het maximale zuurstofverbruik (inspanningstesten) wordt gemeten door een metabolische kar tijdens een graduele maximale inspanningstest op een stationaire fietsergometer. Deze test wordt uitgevoerd in het CCTS onder direct toezicht van een inspanningsfysioloog.

2. Lichamelijke Activiteit Monitoring, Dieet Record. De proefpersonen zullen worden uitgerust met een enkel Step Activity Monitor om hun dagelijkse niveau van fysieke activiteit te bepalen gedurende een periode van 7 dagen voorafgaand aan het onderzoek naar verminderde fysieke activiteit. Bovendien zal er vóór deze periode een dagelijks driedaags dieetverslag worden bijgehouden. De deelnemer krijgt goede instructies van een lid van het onderzoeksteam over het uitvoeren van deze rapportage en het dragen van de enkelactiviteitsmonitor.

3. Insulineklemonderzoek, metabolisme en spierbiopten. Op een andere dag zullen de deelnemers 's morgens vasten op dag 1 bij het CCTS aankomen en zal er een euglycemische-hyperinsulinemische klemstudie worden uitgevoerd zoals we eerder hebben gedaan. De arts van het onderzoeksteam zal toezicht houden op de klemprocedure, aangezien hij zeer ervaren is in het gebruik van deze methode.

   De stofwisselingssnelheid wordt 30 minuten voor aanvang van de insuline-infusie en 30 minuten aan het einde van de insuline-infusieperiode bepaald. Metabolische snelheid zal worden bepaald met behulp van een indirecte calorimeter die is ondergebracht bij de CCTS. Hiervoor wordt de deelnemer voorzien van een luifelkap. De deelnemer ademt gedurende 30 minuten normaal tijdens de procedure. De kap wordt verwijderd, waarna de eerste spierbiopsie zal plaatsvinden.

   Er wordt een vastus lateralis-spierbiopsie genomen vóór en 3 uur na de klem, gecombineerd met periodieke bloedafname voor het meten van nuchtere en insuline-gestimuleerde insuline, glucose, eindpunten voor spiercelsignalering en specifieke ceramidesoorten. Biopsies zullen plaatsvinden op tegenovergestelde benen. Spierbiopten werden uitgevoerd door getrainde CCTS-verpleegkundigen, zoals we routinematig hebben gedaan in onze bedruststudies bij oudere volwassenen. Spiermonsters worden vervolgens snel ingevroren in vloeibare stikstof en opgeslagen voor latere analyse. Na het klemexperiment beginnen de proefpersonen met het onderzoek naar verminderde lichamelijke inactiviteit, dat bij de deelnemer thuis zal plaatsvinden.

   Op dag 14 keert de deelnemer weer terug naar het CCTS na een nacht vasten en wordt het insulineklemonderzoek herhaald om vergelijkingen te maken met het pre-insulineklemonderzoek (dag 1).

4. Experiment met verminderde lichamelijke inactiviteit. Na voltooiing van het eerste insulineklemexperiment (dag 1), zullen de proefpersonen 14 dagen lang thuis 14 dagen minder lichamelijk actief zijn, zoals eerder is gebeurd. Het doel is dat de deelnemer niet meer dan ~ 2000 stappen per dag volhoudt, zoals bepaald door een monitor die de proefpersoon kan zien en opnemen. De onderzoekers zullen de deelnemer informeren dat hun normale dieet hetzelfde moet blijven. Zoals hierboven vermeld, komt de deelnemer op dag 7 terug voor een DXA-scan, OGTT's en dijspierbiopten. Ook hierboven vermeld, zal op dag 14, na een nacht vasten, een tweede insulineklemonderzoek in combinatie met spierbiopten worden uitgevoerd, zoals hierboven beschreven in de CCTS. Vetvrije massa, kracht, kracht en fysieke functiemetingen zullen op een latere dag na het onderzoek naar verminderde activiteit opnieuw worden beoordeeld.