Нервно-мышечная пластичность в ответ на ожирение: влияние механической перегрузки, метаболических нарушений и возраста (PLANEUROB)

Имеющиеся в литературе ограниченные данные свидетельствуют о том, что резистентность к инсулину, слабовыраженное воспаление и липидная инфильтрация мышц могут отрицательно влиять на способность производить крутящий момент и способствовать нервно-мышечной утомляемости. Таким образом, резистентность к инсулину влияет на перфузию крови в активных мышцах посредством воздействия на вегетативную нервную систему (Petrofsky and al. 2009). Инсулинорезистентность также связана с нарушением насосной активности Na+/K+, сопряжения возбуждения и сокращения, внутриклеточной концентрации АТФ (Orlando and al. 2016) и функции митохондрий (Slattery and al. 2014). Ожидается, что все эти эффекты будут усиливать развитие периферической усталости у пациентов с ожирением и диабетом 2 типа, а нарушение функции митохондрий, как ожидается, приведет к нарушению способности к восстановлению после тренировки. Воспаление также может повлиять на производство крутящего момента. Некоторые исследования показали отрицательную корреляцию между производством мышечного крутящего момента и воспалительным статусом у подростков с ожирением (Ruiz и др., 2008) и пожилых людей (Visser и др., 2002). Воспаление связано со снижением мышечной массы, что может быть результатом ингибирования синтеза белка (Guillet and al. 2012). Воспаление также может оказывать негативное влияние на нервные факторы производства крутящего момента посредством стимуляции афферентных связей III и IV, как предполагается у здорового человека (Dousset and al. 2007). Однако это никогда не демонстрировалось. Наконец, отек, связанный с воспалительной реакцией, может изменить архитектуру и размеры мышц, как показано у здоровых людей (Ishikawa and al. 2006) или у лиц, страдающих воспалительными заболеваниями (Kaya and al. 2013). На сегодняшний день последствия вялотекущих воспалений, сочетающихся или не сопровождающихся старением, на мышечные и нервные факторы производства силы у взрослых с ожирением еще предстоит охарактеризовать экспериментально. Липидная инфильтрация мышц также может оказывать негативное влияние на синтез мышечного белка (Tardif and al. 2014) и особенно на силу. Об этом часто сообщалось у пожилых людей, не страдающих ожирением (Sipilä and Suominen, 1994). Интересно, что в другом исследовании сообщалось об отрицательной корреляции между внутримышечным содержанием липидов и уровнем произвольной активации четырехглавой мышцы у пожилых людей без ожирения (Yoshida and al. 2012), что может объяснить обсуждавшуюся выше корреляцию. Насколько нам известно, нет данных для взрослых пациентов с ожирением. Однако можно предположить, что липидная инфильтрация будет оказывать ингибирующее действие на уровень активации двигательных единиц и, следовательно, на производство силы. Также вероятно, что инфильтрация липидов ограничивает архитектурную адаптацию мышц к избыточному весу (сократительные и жировые ткани конкурируют за развитие в ограниченном объеме мышц). Математическое моделирование влияния инфильтрации липидов на мышечную механику (Rahemi and al. 2015) предполагает, что внутримышечные липиды могут нарушать сократительную активность, ограничивая укорочение мышечных пучков и поперечную деформацию мышц во время сокращения мышц. Однако эти теоретические предсказания еще не подтверждены экспериментальными данными.

Исследовательский проект PLANEUROB представляет собой физиологическое обсервационное исследование, сравнивающее соответствующие эффекты механической перегрузки, метаболических нарушений и возраста на производство крутящего момента, утомляемость и функциональную способность у людей с ожирением. Субъекты должны будут выполнить протокол усталости, адаптированный тест Маргариа и 6-минутный тест ходьбы за один сеанс. Также будут получены образцы крови, ультразвуковой сканер мышц и оценка физической активности.

Данные будут проанализированы с использованием программного обеспечения LabChart 7.3 Pro (ADInstrument, Новый Южный Уэльс, Австралия), ImageJ (NIH Image, Bethesda, Мэриленд, США) и программного обеспечения Statistica 8.0 (StatSoft, Inc.), и значимость будет принята на двусторонней основе. альфа-уровень p<0,05. Нормальность и однородность переменных будут проверяться соответственно с помощью теста Шапиро-Уилка и теста Барлетта. Если нормальность и однородность переменных подтверждены, абсолютные значения переменных (крутящий момент, ЭМГ, среднее значение серого и т. д.) будут сравниваться с использованием двухфакторного (возраст x метаболические нарушения) дисперсионного анализа (ANOVA) с повторными измерениями. Если анализ выявит значительное влияние какого-либо фактора или взаимодействия факторов, будут проведены постфактум тесты Ньюмена-Кеулса для определения различий между различными состояниями.