Нарушение питательного кровотока как детерминант анаболической резистентности у пожилых людей (Dunhill01)

К 2020 году 20% населения Великобритании будет старше 65 лет. Мышечная масса является сильным предиктором здорового старения и долголетия. Базальный кровоток в конечностях уменьшается с возрастом; снижение перфузии конечностей может способствовать саркопении, нежелательной потере мышечной массы, сопровождающей старение. Предыдущая работа исследователей показала, что у пожилых людей существуют нарушения в механизмах синтеза мышечного белка, но почему они существуют и как с ними можно бороться, до сих пор неизвестно. После нормального питания повышенная доступность аминокислот (стимулирующая синтез мышечного белка) и доступность инсулина (ингибирующая расщепление мышечного белка) действительно оказывают хорошее влияние на мышцы пожилых людей, но не в такой степени, как у молодых; исследователи называют это «анаболическим сопротивлением». Исследователи недавно показали, что кровоток в ногах у пожилых людей ниже, чем у молодых, в покое в исходном состоянии, а также в покое до 2,5 часов после еды и/или еда+физическая нагрузка. Согласование кровотока и метаболизма выгодно для скелетных мышц, поскольку они сочетают потребность в кислороде и питательных веществах с их доставкой; снижение перфузии конечностей у пожилых людей может способствовать неспособности поддерживать мышечную массу с возрастом. Исследователи недавно показали, что тренировки с отягощениями заметно улучшают реакцию кровотока в ногах у пожилых людей. Они считают, что основным преимуществом упражнений с отягощениями является увеличение эндотелийзависимой вазодилатации в ответ на прием пищи и умеренные физические нагрузки, но это необходимо доказать. Становится очевидным, что не только «объемный» кровоток в конечностях может быть важен для усвоения мышцами питательных веществ, но и то, что так называемый «питательный» кровоток является важным определяющим фактором. Недавняя работа предполагает, что основной поток конечностей не только разделен между кожей, костями и мышцами, но даже внутри мышц разделен на «питательные» и «непитательные». Питательный путь имеет тесный контакт с мышечными клетками, в то время как непитательный путь действует как сосудистый шунт и считается, по крайней мере частично, через сосуды, которые питают клетки жира и соединительной ткани. Питательный поток может быть компонентом потока, который наиболее подвержен дисфункции5 (например, при диабете 2 типа и ожирении), но также может быть наиболее восприимчив к улучшению с помощью привычных упражнений и, возможно, нутрицевтического лечения.

Исследователи проверят следующие гипотезы: (1) питательный кровоток в мышцах является определяющим фактором белкового баланса, а фармакологически индуцированная вазодилатация резко стимулирует синтез мышц и снижает разрушение, (2) низкий питательный кровоток у пожилых людей способствует анаболической резистентности и может быть улучшен. тренировками с отягощениями или нутрицевтическими усилителями потока.

Исследователи хотят изучить 50 здоровых добровольцев (не пациентов NHS) следующим образом: мужчины в возрасте 18-28 лет (10) и мужчины в возрасте 65-75 лет (40) с сопоставимым индексом массы тела (24-28 кг•м2), все из которых ведут малоподвижный образ жизни и обычно не проводят обычных тренировок с отягощениями. У исследователей есть данные, свидетельствующие о половом диморфизме анаболических реакций на прием пищи у пожилых людей, поэтому исследования будут ограничены только мужчинами. После получения письменного согласия все испытуемые пройдут медицинский осмотр, опросник активности и сканирование DEXA. Десять пожилых мужчин пройдут одно острое исследование. Кроме того, исследователи изучат 10 молодых людей в тех же условиях. Еще десять пожилых мужчин пройдут интенсивное исследование после 20 недель контролируемых тренировок с отягощениями всего тела, как это сейчас практикуется в тренажерном зале в Дерби. Еще 10 мужчин пожилого возраста будут подвергнуты однократному неотложному исследованию, в ходе которого им в дополнение к стандартному протоколу неотложного исследования дадут 3 порции какао с высоким содержанием флаванолов и 3 порции по 500 мг витамина С. Если наблюдается положительный острый эффект напитков, последние десять пожилых мужчин пройдут острое исследование после недели употребления 3 продуктов какао с высоким содержанием флаванола + 1000 мг витамина С в день. Чтобы оптимизировать детали условий исследования, исследователи также изучат до 10 нормальных здоровых добровольцев в возрасте 18-75 лет просто с контрастным веществом CEUS и инфузиями метахолина, без каких-либо заборов крови или биопсии.

Субъекты, которые не принимали пищу в течение ночи, будут получать подготовленные постоянные внутривенные (переднелоктевые вены) вливания аминокислот, меченных стабильными изотопами, на время исследования, а образцы крови будут браться из артериальной канюли и двух бедренных венозных канюль через регулярные интервалы времени для количественного определения обогащения индикаторами и измерения уровня глюкозы. поглощения и инсулина. На первом этапе исследования объемный кровоток в бедренной артерии субъектов будет измеряться через 50, 70, 90 и 110 минут с помощью ультразвуковой допплерографии (USS). Питательный кровоток будет измеряться в определенной области четырехглавой мышцы контрольной ноги с помощью ультразвука с контрастным усилением (CEUS) с использованием Phillips iU22 через 110 минут. Это предполагает однократное внутривенное введение контрастного вещества SonoVue®. Через 120 минут вторая фаза исследования начнется с внутривенного вливания декстрозы и смешанной аминокислоты (антекубитальная вена) до конца исследования. Хлорид метахолина (Provocholine®; Metapharm Inc.) в NaCl (0,9%, приготовленный аптекой QMC) будет вводиться (со скоростью 2-12 мкг/мин) в одну бедренную артерию для удвоения кровотока в бедренной артерии через 150 мин. Объемный кровоток в бедренной артерии будет снова измерен (ультразвуковая допплерография), на этот раз в обеих ногах на 170, 190, 210 и 230 мин. Нутритивный поток будет измерен во второй раз в обеих ногах с помощью CEUS на 230 мин. Четыре биоптата мышц (150-300 мг) латеральной широкой мышцы бедра будут взяты в соответствии с протоколом и быстро заморожены в жидком азоте.

Конечными точками будут i. синтез мышечного белка, ii. расщепление мышечного белка, iii. объемный бедренный кровоток и iv. питательный бедренный кровоток у субъектов разного возраста или после различных упражнений или нутрицевтических вмешательств. Расчет мощности предполагает, что в этом исследовании потребуется 10 субъектов в группе, чтобы обнаружить (с α 0,05 и β 0,85) 25%-ную разницу между группами в биологических переменных, результаты, которые исследователи смогли достичь для аналогичной работы в прошлом.