Undersøkelse av kjønnsbaserte forskjeller i metabolske og mekaniske responser på muskelatrofi forårsaket av misbruk

Pasienter under rehabilitering kan gjennomgå perioder med langvarig immobilisering av lemmer som svar på skade, kirurgi eller sykdom. På grunn av manglende bruk kan størrelsen og styrken til musklene som kontrollerer det berørte lemmet reduseres betydelig, noe som resulterer i fysisk svekkelse eller lavere livskvalitet i restitusjonsfasen. Når det måles som maksimal isometrisk sammentrekning, avtar muskelstyrken i det immobiliserte lemmet dramatisk, rundt 1,0-1,2 %/dag. Disse reduksjonene i muskelstørrelse og styrke kan variere mellom kjønn - dette er fortsatt uklart. Muskelatrofi antas å være forårsaket av en betydelig nedgang i muskelproteinsyntese (hovedveien som tilskrives muskelvekst/hypertrofi). Det er også forskjellige veier som muskler brytes ned på. Det er de kjønnsbaserte forskjellene i reduksjonshastigheten for muskelproteinsyntese og måten muskelen brytes ned på som vi ønsker å undersøke for deres bidrag til muskelstørrelse og styrkenedgang etter en periode med immobilisering.

Hensikten med den foreslåtte forskningen er å definere om det er forskjeller mellom kvinner og menn (dvs. kjønnsbaserte forskjeller) i den metabolske og mekanistiske reguleringen av misbruk-indusert muskelatrofi in vivo hos mennesker.

Ved deltakerens første besøk, før studiestart (dag 0), vil de bli bedt om å fylle ut et helserelatert spørreskjema, screenet for alle antropometriske egenskaper (høyde, vekt, alder, kjønn) og gjennomgå en DXA-skanning for kropp komposisjonsdetaljer. De vil bli kjent med alle studieprosedyrer, inkludert muskelbiopsier, styrketester, D2O, kosthold og treningsregistrering. De vil også være montert for immobiliseringsbøylen. Benet som skal immobiliseres vil bli randomisert hos hver deltaker. Dette første besøket vil vare i ca. 2 timer. Når deltakerne kommer tilbake på dag 1 av studien, vil de først få utført en MR-skanning av underkroppen. Etter dette vil deltakerne utføre enkeltbens styrketester på Biodex. Deretter på dag 2 vil det bli tatt veneblod og spyttprøver. Deltakerne vil bli administrert sin belastningsdose av D2O (5mL·kg kroppsmasse-1 på 70% D2O) og gitt daglige vedlikeholdsdoser på 50mL D2O for å fortsette å ta hver dag under eksperimentets varighet. Ved retur for dag 3 vil deltakerne gjennomgå en enkelt skjelettmuskelbiopsi fra vastus lateralis på ett ben. Deltakerne vil gjenta blod- og spyttprøven denne dagen. Deltakerne vil deretter bli utstyrt med knestøtte og krykker før de forlater anlegget. Deltakerne vil også bli utstyrt med en ActiGraph aktivitetsmonitor for å registrere fysisk aktivitet og energiforbruk mens de er immobilisert i 7 dager. Dette tredje besøket vil vare i ca. 3 timer. Deltakerne vil overvåke sitt eget kostinntak via diettregistrering, som de vil bli bedt om å gjennomføre i 2 ukedager (dvs. mandag – fredag) og en helgedag (dvs. Lørdag Søndag). I løpet av den 7-dagers perioden med immobilisering, vil deltakerne gi en spyttprøve hver dag for måling av 2H-anrikning i kroppsvann. Spyttprøvene bør tas om morgenen rett etter at deltakerne våkner og før eventuelt matinntak. Deltakerne bør drikke vedlikeholdsdosen på 1 × 50 ml D2O per dag rett etter at de har tatt spyttprøvene. På dag 8 vil deltakerne returnere til anlegget for å gjennomgå post-immobiliseringstesting som vil inkludere: en DXA-skanning, en underkropps-MR, to skjelettmuskelbiopsier (en i hvert ben), en blodprøve, en spyttprøve og enkelt -beinstyrketester på begge bena. Dette siste besøket vil vare i ca. 4 timer.