Badanie różnic płciowych w reakcjach metabolicznych i mechanistycznych na zanik mięśni wywołany nieużywaniem

Pacjenci w trakcie rehabilitacji mogą przechodzić okresy przedłużonego unieruchomienia kończyny w odpowiedzi na uraz, operację lub chorobę. Z powodu nieużywania rozmiar i siła mięśni kontrolujących dotkniętą kończynę może znacznie się zmniejszyć, co skutkuje upośledzeniem fizycznym lub niższą jakością życia w fazie rekonwalescencji. Mierzona jako maksymalny skurcz izometryczny, siła mięśni w unieruchomionej kończynie spada w dramatycznym tempie, około 1,0-1,2%/dzień. Te spadki wielkości i siły mięśni mogą się różnić w zależności od płci – pozostaje to niejasne. Uważa się, że zanik mięśni jest spowodowany znacznym spadkiem syntezy białek mięśniowych (główny szlak odpowiedzialny za wzrost/hipertrofię mięśni). Istnieją również różne drogi rozpadu mięśni. Chcielibyśmy zbadać związane z płcią różnice w szybkości spadku syntezy białek mięśniowych i szlaku rozpadu mięśni pod kątem ich udziału w spadku wielkości i siły mięśni po okresie unieruchomienia.

Celem proponowanych badań jest określenie, czy istnieją różnice między kobietami i mężczyznami (tj. różnice płciowe) w metabolicznej i mechanistycznej regulacji zaniku mięśni wywołanego nieużywaniem in vivo u ludzi.

Podczas pierwszej wizyty uczestnik, przed rozpoczęciem badania (dzień 0), zostanie poinstruowany, aby wypełnić kwestionariusz dotyczący stanu zdrowia, przebadany pod kątem wszystkich cech antropometrycznych (wzrost, waga, wiek, płeć) i poddany skanowi DXA w celu wykrycia ciała szczegóły składu. Zostaną zapoznani ze wszystkimi procedurami badawczymi, w tym biopsjami mięśni, testami siłowymi, D2O, dietą i zapisem ćwiczeń. Zostaną również dopasowane do ortezy unieruchamiającej. Noga, która zostanie unieruchomiona, zostanie wybrana losowo u każdego uczestnika. Ta pierwsza wizyta potrwa około 2 godzin. Kiedy uczestnicy wrócą pierwszego dnia badania, najpierw wykonają u nich rezonans magnetyczny dolnej części ciała. Następnie uczestnicy wykonają testy wytrzymałościowe na jednej nodze na Biodexie. Następnie, w dniu 2, zostanie pobrana krew żylna i próbki śliny. Uczestnikom zostanie podana dawka nasycająca D2O (5 ml·kg masy ciała-1 z 70% D2O) i zapewnione zostaną dzienne dawki podtrzymujące 50 ml D2O, które będą przyjmowane każdego dnia przez cały czas trwania eksperymentu. Po powrocie na dzień 3 uczestnicy zostaną poddani pojedynczej biopsji mięśnia szkieletowego z mięśnia obszernego bocznego jednej nogi. W tym dniu uczestnicy ponownie pobiorą próbkę krwi i śliny. Przed opuszczeniem obiektu uczestnicy zostaną wyposażeni w ortezę kolana i kule. Uczestnicy zostaną również wyposażeni w monitor aktywności ActiGraph, który rejestruje aktywność fizyczną i wydatek energetyczny podczas unieruchomienia przez 7 dni. Ta trzecia wizyta potrwa około 3 godzin. Uczestnicy będą monitorować własne spożycie diety poprzez rejestrację diety, którą zostaną poinstruowani, aby przeprowadzać ją przez 2 dni powszednie (tj. poniedziałek – piątek) oraz jeden dzień weekendowy (tj. Sobota niedziela). Podczas 7-dniowego okresu unieruchomienia uczestnicy będą codziennie dostarczać próbkę śliny do pomiaru wzbogacenia 2H w wodzie ustrojowej. Próbki śliny powinny być pobierane rano zaraz po przebudzeniu uczestników i przed każdym posiłkiem. Uczestnicy powinni wypić 1 × 50 ml dawki podtrzymującej D2O dziennie bezpośrednio po pobraniu próbek śliny. W 8. dniu uczestnicy wrócą do ośrodka, aby przejść badania po unieruchomieniu, które będą obejmowały: badanie DXA, rezonans magnetyczny dolnej części ciała, dwie biopsje mięśni szkieletowych (po jednej w każdej nodze), próbkę krwi, próbkę śliny i pojedynczą -testy siły nóg na obu nogach. Ta ostatnia wizyta potrwa około 4 godzin.