Wielowymiarowe modelowanie predykcyjne w celu zrozumienia mechanizmów heterogeniczności reakcji na wysiłek u starszych osób dorosłych (M3AX)

Uważa się, że pogorszenie funkcji związanych ze starzeniem się jest spowodowane charakterystycznymi procesami biologicznymi1, które ostatecznie objawiają się upośledzeniami fizycznymi, psychicznymi i metabolicznymi – pogarszającymi zdrowie i jakość życia (QoL). Ćwiczenia to wielopotencjalna metoda leczenia, która może złagodzić większość cech charakterystycznych starzenia, ale istnieją znaczne różnice w indywidualnej reakcji na ćwiczenia. Ta międzyosobnicza heterogeniczność reakcji (IRH) została po raz pierwszy zidentyfikowana i szczegółowo zbadana przez Boucharda i współpracowników w kontekście treningu wytrzymałościowego (ET). Następnie badacze zademonstrowali IRH w treningu oporowym (RT) i zbadali potencjalne mechanizmy IRH. Następnie badacze przeprowadzili wiele badań z udziałem starszych osób dorosłych, w których oceniano dostosowanie dawki, żywienie uzupełniające lub leki w celu zmniejszenia odsetka słabych odpowiedzi. Jak podsumowano podczas warsztatów przeprowadzonych przez Krajowe Instytuty ds. Starzenia się (NIA) na temat IRH w zakresie rozmieszczania wniosków o składanie wniosków (RFA), pozostaje wiele luk w wiedzy. Badacze stworzyli interdyscyplinarny zespół, który ma zająć się głównym celem RFA, „lepszym zrozumieniem czynników leżących u podstaw zmienności reakcji na trening fizyczny u osób starszych”. Chociaż wytyczne dotyczące zdrowia i usług społecznych (HHS) określają łączenie ET i RT w celu maksymalizacji korzyści zdrowotnych u starzejących się dorosłych, zakrojone na szeroką skalę badania wysiłkowe badające IRH (tj. HERITAGE, MoTrPAC) ograniczyły uczestników do jednego trybu ćwiczeń. Na potrzeby tego projektu badacze proponują innowacyjną, ale logiczną strategię wykorzystania połączonej technologii ET i RT. Niska wydolność krążeniowo-oddechowa (CRF, VO2max) i niska funkcjonalna jakość mięśni (fMQ; siła/masa mięśniowa) to wielosystemowe przejawy pogorszenia się komórkowych cech charakterystycznych starzenia. Co ważne, zarówno CRF, jak i fMQ można modyfikować za pomocą ET i RT. Zatem założeniem projektowym badaczy jest to, że łączona ET + RT jest doskonałą strategią wyjaśniania czynników leżących u podstaw IRH, ponieważ wytycza drogę do zrozumienia i łagodzenia IRH w procesie starzenia, z bezpośrednim przełożeniem na oparte na najlepszych dowodach zalecenia dotyczące zdrowia publicznego.

Nie ustalono jeszcze, w jaki sposób cechy starzenia wpływają na reakcję na ćwiczenia. Na przykład energia mitochondriów mięśni i proteostaza są ze sobą nierozerwalnie powiązane, a słaba odpowiedź może być spowodowana brakiem zasobów energetycznych do utrzymania proteostazy przez cały program ćwiczeń. Podobnie starzenie się zakłóca zegar dobowy, prowadząc do stanu zapalnego i zakłócania sygnalizacji komórkowej, co może również przyczyniać się do IRH.

Chociaż źródła IRH stanowią konstelację czynników modyfikowalnych i niemodyfikowalnych, badacze przetestują hipotezę, że czynniki kluczowe dla samego starzenia się – cechy charakterystyczne starzenia, takie jak proteostaza, energetyka mitochondrialna i zapalenie, a także ogólnoustrojowy i specyficzny dla mięśni zegar dobowy funkcja i wynik – są głównymi czynnikami wpływającymi na wielowymiarowy obwód, który określa, czy dana osoba osiąga minimalną klinicznie istotną różnicę (MCID) w CRF i/lub fMQ dzięki treningowi wysiłkowemu. Badacze sprawdzą także hipotezę, że zmiana dawki ćwiczeń w połączeniu z zaleceniami dotyczącymi stylu życia będzie sprzyjać osiągnięciu MCID wśród osób starszych, które początkowo nie reagują. Biorąc pod uwagę CRF i fMQ jako główne wyniki kliniczne, badacze wykorzystają dwufazowe, sekwencyjne, losowe badanie z wieloma przypisaniami (SMART), obejmujące łączną ET + RT z fenotypowaniem klinicznym oraz analizami molekularnymi i komórkowymi krwi/mięśni.