Maksymalizacja mechanizmów przerostu mięśni w celu zwalczania sarkopenii u osób starszych

Trening oporowy okazał się najbardziej obiecujący spośród interwencji mających na celu zwalczanie starzejącego się zaniku mięśni, ponieważ zwiększa siłę, moc i funkcje ruchowe, ale wywołuje różne stopnie hipertrofii mięśni szkieletowych, jak wykazaliśmy w początkowym 5-letnim okresie finansowania tej nagrody (2001 r. -2006). W następnym 5-letnim okresie finansowania (2007-2012) rozwinęliśmy wcześniejsze prace, stosując podejście dawka-odpowiedź u osób starszych, aby ostatecznie zoptymalizować leczenie zaniku mięśni związanego z wiekiem. Przetestowaliśmy cztery długoterminowe recepty na trening oporowy u starszych (60-75 lat) kobiet i mężczyzn, aby określić, która recepta maksymalizuje mechanizmy napędzające odrastanie mięśni (synteza białek i dodawanie jąder mionuklearnych). Jedną z innowacji w tym projekcie było zastosowanie 4-tygodniowego programu przedtreningowego w celu osiągnięcia plateau we wczesnych adaptacjach niezwiązanych z masą mięśniową, ustanawiając w ten sposób prawdziwą linię bazową, od której zarówno mechanizmy mierzalnego przerostu mięśni, jak i funkcjonalne konsekwencje przerost można było badać w ściśle zintegrowany sposób bez uprzedzeń w kolejnym okresie eksperymentalnym. Losowy projekt został wykorzystany do przetestowania nadrzędnej hipotezy, że nowy program mieszanego treningu siłowego i siłowego zoptymalizuje środowisko anaboliczne w celu promowania hipertrofii mięśni i znacznego wzrostu wydajności. Hipoteza ta została przetestowana w trzech konkretnych celach.

Cel szczegółowy 1. Określiliśmy wpływ manipulowania intensywnością, regeneracją i trybem skurczu na tempo hipertrofii mięśni i poprawę zależną od masy mięśniowej w testach wydajności mięśni in vivo wśród starszych kobiet i mężczyzn. W skrócie, cztery modele treningowe to: (1) tradycyjny trening koncentryczno-ekscentryczny z wysokim oporem (H) 3 dni/tydzień (HHH3); (2) trening koncentryczno-ekscentryczny z wysokim oporem 2 dni/tydz. (HH2); (3) 3 dni w tygodniu model mieszany składający się z treningu koncentryczno-ekscentrycznego z dużym obciążeniem 2 dni w tygodniu oddzielone 1 serią treningu koncentrycznego o niskim oporze i dużej prędkości (L) (HLH3); oraz (4) model mieszany 2 dni w tygodniu składający się z treningu koncentryczno-ekscentrycznego z dużym oporem 1 dzień w tygodniu i treningu koncentrycznego z niskim oporem i dużą szybkością 1 dzień w tygodniu (HL2). W przypadku Celu 1 postawiliśmy hipotezę, że program HLH3 okaże się ogólnie optymalny dla połączonego przyrostu masy mięśniowej, siły, mocy i odporności na zmęczenie zarówno u kobiet, jak i mężczyzn, podczas gdy HL2 będzie najmniej skutecznym programem ze względu na niewystarczające tygodniowe obciążenie.

Cel szczegółowy 2. Przerost włókien mięśniowych wymaga syntezy białek mięśniowych netto, a zaawansowana ekspansja włókien jest ułatwiona przez dodanie jąder. Przeprowadzamy wszechstronną ocenę: (1) kluczowych etapów regulacyjnych w maszynerii syntezy/degradacji białek; oraz (2) dodawanie jąder mionuklearnych i aktywacja komórek satelitarnych/regulacja cyklu komórkowego. Ilościowe zależności między reakcjami metabolicznymi/molekularnymi a wielkością hipertrofii mięśni u osób starszych pozwolą nam zidentyfikować podstawowe czynniki, które reagują inaczej na te cztery modele treningu oporowego, potencjalnie w sposób specyficzny dla płci, ujawniając w ten sposób ważne procesy, które napędzają adaptację hipertrofii . Postawiliśmy hipotezę, że na syntezę białek mięśniowych i dodawanie jąder mionuklearnych, wraz z kluczowymi leżącymi u podstaw procesami regulacyjnymi, najbardziej korzystny wpływ będzie miał cykl regeneracji między pracą a obciążeniem o wysokiej oporności 2 dni/tydzień (modele HLH3 i HH2), optymalizując w ten sposób środowisko anaboliczne dla hipertrofii mięśniowej zarówno u starszych kobiet, jak iu mężczyzn.

Cel szczegółowy 3. Aby przełożyć wyniki w ramach celu 1 na klinicznie istotne wyniki, określiliśmy stopień, w jakim nietradycyjne programy treningu oporowego prowadzą do poprawy funkcji ruchowych i trudności w ćwiczeniach z obciążeniem. Postawiliśmy hipotezę, że mniej stresujący tygodniowy schemat treningowy składający się z mniejszej liczby skurczów o wysokiej oporności (HLH3) i/lub mniejszej liczby sesji treningowych (HH2) przy jednoczesnym osiągnięciu znacznego przerostu będzie promował taką samą lub lepszą poprawę funkcji ruchowych i trudności w ćwiczeniach z obciążeniem niż tradycyjnie przepisany program HHH3.