Stężenia mleczanu we krwi zi bez ćwiczeń u pacjentów z chorobą Parkinsona i stwardnieniem rozsianym (PDMSLac)

Pacjenci ze zdiagnozowaną chorobą Parkinsona (PD) i stwardnieniem rozsianym (MS) często doświadczają zwiększonego osłabienia mięśni i zmęczenia; Upośledzenie to nasila się wraz z początkiem wysiłku fizycznego i zmniejsza się wraz z odpoczynkiem lub snem. Co ważne, u około 1/3 pacjentów z PD zmęczenie jest uważane za osłabiające, a co więcej, istnieją niejednoznaczne dowody sugerujące, że leki przeciw PD i przeciw stwardnieniu rozsianemu zmniejszają zmęczenie. Dokładne mechanizmy i patogeneza zmęczenia specyficznego dla zaburzenia w PD i SM pozostają nieuchwytne.

Choroba Parkinsona dotyczy zarówno obwodowych, jak i ośrodkowych układów cholinergicznych, jednak wykazano, że obwodowe neurony cholinergiczne w połączeniu nerwowo-mięśniowym działają normalnie. Mimo to na rekrutację niezbędnych jednostek motorycznych może mieć duży wpływ neuropatia obwodowa, powszechna zarówno w chP, jak i stwardnieniu rozsianym. Po powtarzającej się stymulacji nerwów w chP i stwardnieniu rozsianym istnieją spójne dowody na zmniejszenie liczby funkcjonujących jednostek motorycznych i zmniejszenie odpowiedzi mięśni. To sprzyja postępującemu zmęczeniu wraz ze spadkiem amplitudy ruchu. Dlatego rekrutacja jednostek motorycznych może być główną przyczyną szybkiego zmęczenia w powtarzających się ruchach u pacjentów z PD i SM, mimo że obwodowe połączenia nerwowo-mięśniowe nie wydają się być dotknięte. Oprócz niewydolności mięśni szkieletowych, tempo pracy i wydajność oddychania za pomocą mięśni oddechowych jest znacznie niższa w populacji z chorobą Parkinsona podczas powtarzalnej stymulacji, stosowanej do symulacji powtarzających się skurczów wywołanych wysiłkiem fizycznym. Niewydolność oddechowa w SM obejmuje między innymi zmniejszoną wymuszoną pojemność życiową, hipoksemię i osłabienie mięśni oddechowych.

Oprócz możliwych neurologicznych mechanizmów zmęczenia związanego z chP i stwardnieniem rozsianym, sztywność definiowana jako mimowolny stan ciągłego napięcia mięśni w chP oraz spastyczność i sztywność w stwardnieniu rozsianym mogą również mieć głęboki wpływ na wyniki zmęczenia. Do skutecznego skurczu mięśnia wymagana jest odpowiednia długość mięśnia. Sztywność prawdopodobnie zmienia długość mięśnia w spoczynku, a zatem przyczynia się do nieefektywnego skurczu mięśnia podczas aktywności. Oprócz nieefektywnego skurczu mięśni, zwiększony ciągły aktywny skurcz lub napięcie mięśni powoduje wzrost spoczynkowego wydatku energetycznego w porównaniu ze zdrowymi osobami, nawet u leczonych farmakologicznie pacjentów z PD. Co ciekawe, spoczynkowy wydatek energetyczny u pacjentów ze stwardnieniem rozsianym okazał się porównywalny ze zdrowymi kontrolami dobranymi pod względem wieku; jednakże należy zauważyć, że ci pacjenci z SM pozostawali leczeni lekami podczas badania. Ponadto sztywność i spastyczność, często występujące odpowiednio w chP i stwardnieniu rozsianym, mogą powodować różne poziomy spoczynkowego wydatku energetycznego; jednak żadne dotychczasowe badania nie zbadały tych różnic. W sumie, jeśli w spoczynku zużywa się więcej energii, hipotetycznie pacjenci z chP i stwardnieniem rozsianym będą mieli niewystarczające zapasy energii, aby ćwiczyć z pełną wydajnością. Może to nasilać wczesny początek gromadzenia się kwasu mlekowego i wodoru w aktywnych mięśniach, obniżać pH aktywnych mięśni i przyczyniać się do wczesnego zmęczenia podczas wykonywania powtarzalnych zadań.

Podobno połączenie wczesnego początku zmęczenia mięśni szkieletowych i oddechowych, oprócz sztywności mięśni, stworzyłoby środowisko podobne do tych, jakie występują podczas ćwiczeń o wysokiej intensywności, nawet przy niskiej intensywności lub odpoczynku. Wynikającym z tego rezultatem może być prawdopodobnie nagromadzenie kwasu mlekowego i jonów wodorowych, co powoduje, że środowisko mięśni staje się bardzo kwaśne. Jednak zmiany w poziomach spoczynkowego i powysiłkowego poziomu mleczanu we krwi nie zostały wyjaśnione. Dlatego planujemy mierzyć spoczynkowy wydatek energetyczny za pomocą maski wentylacyjnej na twarz i klipsa na nos. Mleczan krwi zostanie pobrany w spoczynku, po symulowanym wysiłku fizycznym o wysokiej intensywności i dziesięć minut po odpoczynku (kiedy mleczan znacznie wzrośnie). Ćwiczenie będzie polegało na wykonaniu 5 serii statycznych, płytkich przysiadów pod kątem 120 stopni przez 1 minutę, z 1 minutą odpoczynku między każdym przysiadem. Stwierdzono, że utrzymujący się skurcz izometryczny na poziomie 2/3 maksymalnej dobrowolnej siły skurczu przez 2 do 3 minut blokuje miejscowy przepływ krwi na tyle, że miejscowe zapasy tlenu ulegają wyczerpaniu. Mleczan w mięśniach jest również zwiększany 12-krotnie po zmęczeniu izometrycznymi chwytami, takimi jak przysiady. To samo środowisko gromadzenia się kwasu mlekowego można symulować za pomocą okluzji krążenia oraz 60-sekundowych izometrycznych skurczów mięśnia czworogłowego. Przysiady izometryczne zostaną wykorzystane do zaobserwowania różnic w odpowiedzi krwi w PD w porównaniu z osobami zdrowymi.

Dlatego celem tego badania jest analiza różnic w spoczynkowym wydatku energetycznym i wywołanej wysiłkiem fizycznym produkcji mleczanu w PD i SM w porównaniu ze zdrowymi, dobranymi pod względem wieku kontrolami.