Szwedzkie badanie podłużne dotyczące aktywności fizycznej i sprawności fizycznej (SPAF)

MATERIAŁY BADAWCZE: Badacze zakończyli gromadzenie najnowszych danych, przeprowadzonych w wieku 63 lat w latach 2021–2022, w ramach podłużnego badania kohortowego SPAF-1958 na ludziach. Na początku badania, w 1974 r., systematycznie wybierano sześć obszarów geograficznych w Szwecji. W każdym rejonie losowo wybrano jedną szkołę ponadgimnazjalną, z której do badania losowo wybrano 429 (224 chłopców i 205 dziewcząt) uczniów klas najniższych. Całą kohortę zaproszono na kwestionariusz i badania w wieku 16, 34, 52 i 63 lat. ZBIERANIE DANYCH: Kwestionariusz: Kwestionariusz zawierał pytania dotyczące czynników stylu życia, takich jak aktywność fizyczna, nawyki żywieniowe, palenie tytoniu, spożycie alkoholu.

Kwestionariusz zawierał także pytania dotyczące zdrowia, choroby, przyjmowanych leków i cech osobistych. Badanie wydolności fizycznej: We wszystkich zbiorach danych w wieku od 16 do 63 lat zastosowano pewne testy wydolności fizycznej, w tym wydolności tlenowej oraz siły statycznej i dynamicznej mięśni. Do badań w wieku 63 lat dodano specjalne testy oceniające funkcję mięśni w odniesieniu do osłabienia mięśni. Krew żylną pobierano do analizy standardowych zmiennych zdrowotnych, a także do rozszerzonego badania profilu endokrynnego i profilu komórek zapalnych. Za pomocą ultradźwięków oszacowano wielkość mięśni dwóch wybranych mięśni nogi. Skład ciała i wielkość mięśni określono u 60 osób za pomocą obrazowania MR całego ciała. Ocena stanu neurologicznego: Badania przewodnictwa nerwu ruchowego (NCS) wykonano na nerwie pośrodkowym i łokciowym prawym oraz obustronnie na nerwach piszczelowym i strzałkowym. Wykonano badanie NCS czuciowego prawego nerwu pośrodkowego, łokciowego i promieniowego powierzchownego oraz obustronnie nerwu strzałkowego łydkowego i powierzchownego. Rejestrowano prędkość przewodzenia motorycznego i czuciowego, potencjały czynnościowe mięśni bliższych i dalszych (CMAP) oraz potencjały czynnościowe nerwów czuciowych (SNAP). Do szacowania liczby jednostek silnikowych (MUNE) m. piszczelowy przedni (TA) i m. Badania dotyczące polityki odwodziciela krótkiego (ABP) przeprowadzono poprzez elektryczną stymulację odpowiednio nerwu pośrodkowego i strzałkowego. MUNE uzyskano dzieląc wielkość maksymalnego CMAP przez wielkość średniego potencjału pojedynczej jednostki motorycznej zarejestrowanego na powierzchni (S-MUP). MUNE=Maks. CMAP (powierzchnia) / Średni SMUP (powierzchnia). Aby zdefiniować neuropatię drobnych włókien, pobrano biopsję skóry w celu zmierzenia gęstości unerwienia naskórka z małych włókien. Próbki mięśni szkieletowych pobrano igłą biopsyjną Bergströma od m.in. Vastus lateralis i szybko zamrożono w izopentanie chłodzonym ciekłym azotem i przechowywano w temperaturze -80°C. Aby zmaksymalizować możliwość uwzględnienia dużej liczby połączeń przewodnictwa nerwowo-mięśniowego (płytek końcowych) w biopsji mięśnia, optymalne miejsce biopsji określono na podstawie lokalizacji maksymalnej odpowiedzi skurczowej na elektryczną stymulację nerwów. Ponadto igła została przekierowana po penetracji skóry, aby przeciąć włókna mięśniowe możliwie wzdłużnie. Podejście to wybrano w celu optymalizacji warunków analiz NMJ.

ANALIZY MIĘŚNI SZKIELETOWYCH: Gromadzenie danych po 63 latach zostanie uzupełnione analizą morfologiczną i immunologiczno-enzymatyczną 120 biopsji mięśni. Zakłócenie integralności aksonów i jednostek motorycznych może inicjować i napędzać zanik i upośledzenie czynnościowe mięśni szkieletowych podczas starzenia. Aby przetestować naszą hipotezę o neurogennym wpływie na utratę siły mięśni, badacze zbadają i porównają biopsje mięśni szkieletowych w wieku 27 i 63 lat u tych samych osób. Ta część analiz skupi się na przemianach typów włókien (podtypów miozyny), zmianie wielkości włókien i skupianiu się typów włókien wraz z wiekiem (oznaka odnerwienia, po którym następuje ponowne unerwienie). W przypadku biopsji wykonanych w wieku 63 lat, po kriosekcji, skrawki mięśni zostaną wybarwione przy użyciu histochemii enzymatycznej, barwienia histologicznego i immunohistochemii, a następnie obrazowane za pomocą mikroskopu konfokalnego. Od 27. roku życia dostępna jest pocięta i zabarwiona tkanka mięśniowa z podgrupy kohorty w celu porównania z charakterystyką mięśnia w wieku 63 lat. Próbki te należy poddać digitalizacji w naszym laboratorium do mikroskopii i analiz obrazowych przed analizą skupień włókien. Ponadto biopsje mięśni pobrane w wieku 63 lat zostaną przeanalizowane pod kątem NMJ poprzez barwienie pod kątem acetylocholiny (presynaptycznej), CHARN (receptorów postsynaptycznych), końcowych komórek Schwanna i równoległego unerwienia autonomicznego (noradrenaliny). Badacze wykorzystają panel przeciwciał obejmujący markery zaangażowania aksonalnych i końcowych komórek Schwanna w ponowne unerwienie. Krio-sekcja oraz udoskonalenie/walidacja protokołów znakowania zostaną przeprowadzone przez HR we współpracy z BU, TG i MW. Dział HR pracuje w grupie na pełen etat i specjalizuje się w tych metodach. Ponadto badacze ubiegają się o dofinansowanie na 1 miesiąc dla asystenta badawczego w celu digitalizacji i analizy składu włókien mięśniowych od 27 roku życia. ANALIZA OBRAZÓW REZONANSU MAGNETYCZNEGO Pacjenci zostali zeskanowani kamerą Siemens o mocy 1,5 Tesli w Szpitalu Uniwersyteckim Karolinska w Huddinge. Badacze zastosowali zmodyfikowaną 2-punktową sekwencję tłuszczu i wody Dixona, która skanuje całe ciało w ciągu 6 minut. Automatyczna analiza obrazu zostanie przeprowadzona przy użyciu oprogramowania do segmentacji AMRA™ (Advanced MR Analytics AB, Linköping, Szwecja). Dostarczone dane obejmują tkankę tłuszczową i mięśniową całego ciała (od szyi do kolan), objętość mięśni i naciek tłuszczu mięśniowego w przednich i tylnych mięśniach ud, podskórną tkankę tłuszczową w jamie brzusznej i zawartość tłuszczu w wątrobie. Zaletą wyników techniki MRI jest nie tylko bardzo wysoka powtarzalność, ale także fakt, że można ją dostosować do wielkości ciała za pomocą specyficznych dla mięśni z-score dla objętości i nacieku tłuszczu. Stanowiło to poważny problem w przeszłości, ponieważ zasadniczo niskie osoby znacznie łatwiej było klasyfikować jako sarkopenię, podczas gdy osoby z nadwagą/otyłością rzadko były klasyfikowane jako osoby posiadające zbyt małą masę mięśniową. Standaryzowany wynik z-score został obliczony dla różnych grup wiekowych na podstawie skanów ponad 10 000 osób w brytyjskim Biobanku. Zarówno wartość objętości mięśni, jak i naciek tłuszczu w mięśniach były powiązane z funkcją fizyczną, przy czym najsilniejsza wartość predykcyjna była, gdy mała objętość mięśni była połączona z dużym naciekiem tłuszczu, czyli niekorzystnym składem mięśni.