Neuromusculaire plasticiteit als reactie op obesitas: effecten van mechanische overbelasting, stofwisselingsstoornissen en leeftijd (PLANEUROB)

De beperkte gegevens die beschikbaar zijn in de literatuur suggereren dat insulineresistentie, lichte ontsteking en infiltratie van spierlipiden een negatieve invloed kunnen hebben op het vermogen om koppel te produceren en neuromusculaire vermoeidheid kunnen bevorderen. Insulineresistentie heeft dus effecten op de bloeddoorstroming van actieve spieren, via effecten op het autonome zenuwstelsel (Petfsky et al. 2009). Insulineresistentie wordt ook in verband gebracht met een verstoring van de Na+/K+ pompactiviteit, excitatie-contractiekoppeling, intracellulaire ATP-concentratie (Orlando en al. 2016) en mitochondriale functie (Slattery en al. 2014). Van al deze effecten wordt verwacht dat ze de ontwikkeling van perifere vermoeidheid bij zwaarlijvige patiënten met diabetes type 2 verhogen en dat een verminderde mitochondriale functie naar verwachting zal resulteren in een verminderd herstelvermogen na inspanning. Ontsteking kan ook de koppelproductie beïnvloeden. Sommige onderzoeken hebben een negatieve correlatie aangetoond tussen de productie van spierkracht en de ontstekingsstatus bij obese adolescenten (Ruiz et al. 2008) en senioren (Visser et al. 2002). Ontsteking gaat gepaard met verminderde spiermassa, wat het gevolg kan zijn van remming van de eiwitsynthese (Guillet et al. 2012). Ontsteking kan ook negatieve effecten hebben op de nerveuze factoren van koppelproductie, via de stimulatie van aandoeningen III en IV, zoals gesuggereerd bij de gezonde proefpersoon (Dousset en al. 2007). Dit is echter nooit aangetoond. Ten slotte zou oedeem geassocieerd met de ontstekingsreactie de architectuur en spierdimensies kunnen wijzigen, zoals aangetoond bij gezonde proefpersonen (Ishikawa et al. 2006) of mensen die lijden aan ontstekingsziekten (Kaya et al. 2013). Tot op heden moeten de gevolgen van laaggradige ontsteking, al dan niet gecombineerd met veroudering, op de spier- en zenuwfactoren van krachtproductie bij obese volwassenen nog experimenteel worden gekarakteriseerd. Infiltratie van spierlipiden kan ook negatieve effecten hebben op de spiereiwitsynthese (Tardif en al. 2014) en vooral op kracht. Dit is vaak gemeld bij niet-zwaarlijvige ouderen (Sipilä en Suominen 1994). Interessant genoeg rapporteerde een andere studie een negatieve correlatie tussen het intramusculaire lipidengehalte en het niveau van vrijwillige activering van de quadriceps bij niet-zwaarlijvige ouderen (Yoshida et al. 2012), wat de hierboven besproken correlatie zou kunnen verklaren. Voor zover wij weten, zijn er geen gegevens beschikbaar voor volwassen zwaarlijvige patiënten. Er kan echter worden aangenomen dat de infiltratie van lipiden remmende effecten zou hebben op het activeringsniveau van motorische eenheden, en dus op de productie van kracht. Het is ook waarschijnlijk dat de infiltratie van lipiden de aanpassing van de spierarchitectuur aan overgewicht beperkt (samentrekkende en vetweefsels die strijden om zich te ontwikkelen in een beperkt spiervolume). Wiskundige modellering van de effecten van lipide-infiltratie op spiermechanica (Rahemi en al. 2015) suggereert dat intramusculaire lipiden contractiele activiteit zouden kunnen verstoren door de verkorting van spierbundels en transversale spiervervorming tijdens spiercontractie te beperken. Deze theoretische voorspellingen moeten echter nog worden bevestigd door experimentele gegevens.

Het PLANEUROB-onderzoeksproject is een fysiologische observationele studie waarin de respectievelijke effecten van mechanische overbelasting, stofwisselingsstoornissen en leeftijd op de productie van koppel, vermoeidheid en functionele capaciteit bij zwaarlijvige mensen worden vergeleken. De proefpersonen zullen in één sessie een vermoeidheidsprotocol, een aangepaste Margaria-test en een looptest van 6 minuten moeten uitvoeren. Bloedmonsters, musculaire echografie en beoordeling van fysieke activiteit zullen ook worden bereikt.

De gegevens worden geanalyseerd met behulp van LabChart 7.3 Pro-software (ADInstrument, New South Wales, Australië), ImageJ (NIH Image, Bethesda, Maryland, VS) en Statistica 8.0-software (StatSoft, Inc.) en significantie wordt tweezijdig geaccepteerd alfaniveau van p<.05. De normaliteit en homogeniteit van de variabelen worden gecontroleerd met respectievelijk een Shapiro-Wilk-test en een Barlett-test. Als de normaliteit en homogeniteit van de variabelen zijn geverifieerd, zullen absolute waarden van variabelen (koppel, EMG, gemiddelde grijswaarde, enz.) worden vergeleken met behulp van twee factoren (leeftijd x stofwisselingsstoornissen) variantieanalyses (ANOVA) met herhaalde metingen. Als analyses een significant effect van een factor of interactie van factoren aan het licht brengen, zullen post-hoc Newman-Keuls-testen worden uitgevoerd om verschillen tussen de verschillende omstandigheden te bepalen.