Krótkoterminowe stosowanie metforminy u młodych, zdrowych dorosłych: wpływ na wydolność wysiłkową

Metformina, silny biguanid, jest najczęściej przepisywanym lekiem hipoglikemizującym pacjentom z nowo zdiagnozowaną cukrzycą typu 2 (T2DM). Metformina ma rzekomo zastosowanie w leczeniu różnych schorzeń, takich jak starzenie się, choroby autoimmunologiczne i nowotwory, jednak głównym zastosowaniem metforminy jest zmniejszenie stężenia glukozy we krwi poprzez zmniejszone wytwarzanie glukozy w wątrobie (zwiększona glikogeneza, zmniejszona glikogenoliza i glukoneogeneza), zmniejszone wchłanianie glukozy w jelita i zwiększony, niezależny od insuliny wychwyt glukozy przez mięśnie szkieletowe. Celem tego badania jest wpływ metforminy na mięśnie szkieletowe.

Mechanizm poprawy wychwytu glukozy przez mięśnie szkieletowe za pośrednictwem metforminy polega na hamowaniu kompleksu 1 (NADH:oksydoreduktaza ubichinonu) w mitochondrialnym łańcuchu transportu elektronów (ETC). Prowadzi to do zmniejszonego ładunku energii komórkowej, charakteryzującego się zmniejszonym stężeniem ATP i zwiększonymi stosunkami ADP:ATP i AMP:ATP. Ten brak równowagi energetycznej inicjuje fosforylację 5' kinazy białkowej aktywowanej monofosforanem adenozyny (AMPK), co z kolei indukuje translokację transportera glukozy (GLUT4) do błony komórkowej i reguluje w górę niezależny od insuliny wychwyt glukozy przez włókna mięśni szkieletowych. Ta nierównowaga energii komórkowej i wynikająca z niej kaskada sygnalizacyjna AMPK są podobne do stresu wywołanego wysiłkiem fizycznym. Jednak podczas ćwiczeń brak równowagi energetycznej powstaje w wyniku zwiększonego wykorzystania ATP w wyniku skurczu mięśni szkieletowych, a nie niepełnego metabolizmu glukozy (mniej ATP na glukozę) i zwiększonego uzależnienia od glikolizy.

Trening wysiłkowy jest uważany za złoty standard w podejściu do poprawy wydolności krążeniowo-oddechowej i obwodowej wrażliwości na insulinę w ciągu całego życia. Metformina poprawia także kontrolę glikemii i zmniejsza ryzyko chorób sercowo-naczyniowych. Chociaż dowody nie są jednoznaczne, wykazano, że metformina potencjalnie zmniejsza wydolność wysiłkową u zdrowych osób i osób z zespołem metabolicznym. Co ważne, ze względu na zwiększone uzależnienie od metabolizmu beztlenowego metformina może obniżać próg mleczanowy (LT) i punkt zwrotny mleczanowy (LTP), które są silnymi predyktorami postrzegania wysiłku, submaksymalnej sprawności i wydolności wytrzymałościowej. Biorąc pod uwagę, że wydolność krążeniowo-oddechowa, siła, kontrola glukozy i wrażliwość na insulinę są czynnikami predykcyjnymi chorób, niepełnosprawności i śmiertelności z dowolnej przyczyny, ważne jest określenie wpływu metforminy na wydolność krążeniowo-oddechową i funkcjonowanie fizyczne.

Chociaż te mechanizmy działania metforminy w mięśniach szkieletowych są istotne dla regulacji poziomu glukozy, w literaturze istnieją znaczne różnice w zakresie wpływu metforminy na wydolność wysiłkową, głównie ze względu na różnice w dawkowaniu (np. ~50-500 mg/kg) i interwencjach fizycznych projekt (np. ćwiczenia ostre i krótkotrwałe lub przewlekłe i/lub submaksymalna i maksymalna intensywność ćwiczeń). Niedawna metaanaliza wykazała, że ​​ponieważ w poprzednich badaniach stosowano głównie intensywność ćwiczeń znacznie poniżej VO2max, wydaje się, że metformina nie wpływa na maksymalny pobór tlenu u zdrowych ochotników; metformina może zmieniać wydolność wysiłkową jedynie przy wysokim lub prawie maksymalnym natężeniu pracy. W związku z tym brakuje danych dotyczących wpływu metforminy na próg mleczanowy, klirens mleczanu we krwi i zmęczenie wywołane wysiłkiem fizycznym.

Dane z tego badania dostarczą cennych informacji na temat wpływu metforminy w porównaniu z placebo na wydolność wysiłkową przy niemal maksymalnym tempie pracy u młodych, zdrowych dorosłych. Chociaż w niektórych badaniach sprawdzano wpływ metforminy na wyniki ćwiczeń, są to zazwyczaj badania, w których intensywność ćwiczeń była znacznie niższa od maksymalnego wysiłku, u dobrze wytrenowanych rowerzystów lub w populacjach klinicznych (np. osób z T2DM). Co ważne, wyniki tego badania mogą skłonić zdrowe osoby do dostosowania protokołów ćwiczeń w celu uwzględnienia spadku wydajności wraz ze zwiększonym odczuwanym wysiłkiem, który może towarzyszyć spożywaniu metforminy. Co więcej, badanie to może wypełnić lukę w literaturze dotyczącą nieco dłuższego horyzontu czasowego dotyczącego wpływu spożycia metforminy na wydolność wysiłkową w porównaniu z jej ostrym spożyciem, co z czasem może mieć głębszy wpływ na wydolność i wydolność krążeniowo-oddechową.