Odżywcza i kurczliwa regulacja wzrostu mięśni

Mięśnie szkieletowe stanowią około 40% masy ciała człowieka i zawierają od 50% do 75% wszystkich białek w organizmie człowieka. Obrót białka jest regularnym procesem w organizmie człowieka. U zdrowych osób dorosłych wzajemne oddziaływanie między syntezą białek mięśniowych a rozpadem białek mięśniowych nie powoduje wzrostu netto ani utraty masy mięśniowej. Ale kiedy skala przechyla się w kierunku rozpadu białek mięśniowych, może wystąpić zanik mięśni. Może to skutkować negatywnymi konsekwencjami, ponieważ mięśnie nie tylko pełnią oczywistą rolę przekształcania energii chemicznej w energię mechaniczną do poruszania się i utrzymywania postawy, ale także pełnią mniej oczywiste role: regulowanie metabolizmu; usuwanie potencjalnie toksycznych substancji z krwioobiegu; wytwarzanie paliwa dla innych tkanek; magazynowanie energii i azotu, które są ważne dla zasilania mózgu i układu odpornościowego; oraz ułatwianie gojenia się ran podczas niedożywienia, głodu, urazów i chorób. Dlatego mięśnie są ważne nie tylko dla fizycznej niezależności, ale także dla zwykłego przetrwania ludzkiego ciała. W rzeczywistości utrata zaledwie 30% białek w organizmie powoduje upośledzenie oddychania i krążenia, co może ostatecznie doprowadzić do śmierci. Celem tego badania jest zbadanie fizjologicznych i komórkowych mechanizmów regulujących wzrost mięśni szkieletowych. Wyniki badania mogą pomóc w opracowaniu przyszłych metod leczenia utrzymujących i prawdopodobnie zwiększających masę mięśniową jako sposób na poprawę funkcji, zmniejszenie powikłań chorobowych i zwiększenie przeżycia.

Do tego badania zostaną włączeni zdrowi uczestnicy, którzy zostaną losowo przydzieleni do jednej z kilku grup terapeutycznych w ramach jednego z trzech oddzielnych eksperymentów. Ogólnie rzecz biorąc, w ramach trzech eksperymentów zbadane zostaną następujące kwestie: (1) czy szlak sygnałowy ssaczego celu rapamycyny (mTOR) – grupa cząsteczek, które współpracują ze sobą w celu kontrolowania określonej funkcji komórkowej – jest odpowiedzialny za stymulację syntezy białek mięśniowych po powstaniu oporności ćwiczenia i/lub przyjmowanie suplementu aminokwasowego; (2) czy ograniczenie przepływu krwi za pomocą mankietu do pomiaru ciśnienia krwi podczas ćwiczeń oporowych o niskiej intensywności ostatecznie prowadzi do syntezy białek mięśniowych; oraz (3) czy starzenie się jest związane ze zmniejszonymi mechanizmami fizjologicznymi i komórkowymi, które są związane z syntezą białek mięśniowych i czy takie zmniejszenie można przezwyciężyć poprzez spożycie suplementu aminokwasowego po wysiłku lub ograniczenie przepływu krwi podczas ćwiczeń oporowych o niskiej intensywności.

W zależności od tego, do której grupy leczenia zostaną przydzieleni uczestnicy, mogą otrzymać suplementację aminokwasów, lek rapamycynę, lek nitroprusydek sodu i/lub placebo. Mogą również przechodzić ćwiczenia oporowe o wysokiej intensywności, ćwiczenia oporowe o niskiej intensywności lub ćwiczenia oporowe o niskiej intensywności wraz z ograniczeniem przepływu krwi. Wszyscy uczestnicy wezmą udział w jednej 8-godzinnej wizycie studyjnej i wizycie kontrolnej tydzień później. Podczas wizyty studyjnej uczestnicy zostaną poddani: pomiarom parametrów życiowych, wzrostu i masy ciała; pobieranie krwi i moczu; skan absorpcjometrii rentgenowskiej o podwójnej energii (DEXA); oraz badanie infuzji, które obejmie dodatkowe pobieranie krwi, biopsje mięśni i przypisane interwencje. Wizyta kontrolna będzie obejmować ocenę wszelkich nacięć wykonanych podczas badania infuzyjnego.