Кратковременное применение метформина молодыми, здоровыми взрослыми: влияние на способность к физической нагрузке

Метформин, мощный бигуанид, является наиболее часто назначаемым сахароснижающим препаратом для пациентов, у которых впервые диагностирован сахарный диабет 2 типа (СД2). Предполагается, что метформин полезен при различных состояниях, таких как старение, аутоиммунные заболевания и рак, однако в основном метформин используется для снижения уровня глюкозы в крови за счет снижения выработки глюкозы в печени (увеличение гликогенеза, снижение гликогенолиза и глюконеогенеза), снижения абсорбции глюкозы в печени. кишечнике и усиливает инсулиннезависимое поглощение глюкозы скелетными мышцами. В центре внимания данного исследования находится влияние метформина на скелетные мышцы.

Механизм улучшения усвоения глюкозы скелетными мышцами, опосредованного метформином, включает ингибирование комплекса 1 (НАДН:убихиноноксидоредуктаза) в митохондриальной цепи переноса электронов (ETC). Это приводит к снижению клеточного энергетического заряда, что характеризуется снижением концентрации АТФ и увеличением соотношения АДФ:АТФ и АМФ:АТФ. Этот энергетический дисбаланс инициирует фосфорилирование 5'-аденозинмонофосфат-активируемой протеинкиназы (AMPK), что, в свою очередь, индуцирует транслокацию транспортера глюкозы (GLUT4) к клеточной мембране и усиливает инсулин-независимое поглощение глюкозы волокнами скелетных мышц. Этот клеточный энергетический дисбаланс и последующий сигнальный каскад AMPK аналогичны стрессу, вызванному физическими упражнениями. Однако во время физических упражнений энергетический дисбаланс создается за счет увеличения использования АТФ в результате сокращения скелетных мышц, а не за счет неполного метаболизма глюкозы (меньшее количество АТФ на глюкозу) и повышенной зависимости от гликолиза.

Физические упражнения считаются золотым стандартом для улучшения кардиореспираторной работоспособности и периферической чувствительности к инсулину на протяжении всей жизни. Метформин также улучшает гликемический контроль и снижает сердечно-сосудистый риск. Хотя доказательства не являются окончательными, было показано, что метформин потенциально снижает способность к физической нагрузке у здоровых людей и людей с метаболическим синдромом. Важно отметить, что из-за повышенной зависимости от анаэробного метаболизма метформин может снижать порог лактата (LT) и точку поворота лактата (LTP), которые являются сильными предикторами восприятия усилий, субмаксимальной физической подготовки и выносливости. Учитывая, что кардиореспираторная работоспособность, сила, контроль уровня глюкозы и чувствительность к инсулину являются предикторами заболеваний, инвалидности и смертности от всех причин, важно определить влияние метформина на кардиореспираторную работоспособность и физическую функцию.

Хотя эти механизмы действия метформина в скелетных мышцах убедительны для регуляции уровня глюкозы, в литературе существуют значительные различия по влиянию метформина на толерантность к физической нагрузке, в основном из-за различий в дозировке (например, ~ 50-500 мг/кг) и вмешательствах в физической нагрузке. дизайн (например, острые или кратковременные или хронические упражнения и/или субмаксимальная или максимальная интенсивность упражнений). Недавний метаанализ показал, что, поскольку в предыдущих исследованиях преимущественно использовалась интенсивность упражнений значительно ниже VO2max, метформин, по-видимому, не влияет на максимальное поглощение кислорода у здоровых добровольцев; метформин может изменить работоспособность только при высоких или близких к максимальным нагрузках. Таким образом, данных о влиянии метформина на порог лактата, клиренс лактата в крови и усталость, вызванную физической нагрузкой, недостаточно.

Данные этого исследования дадут ценную информацию о влиянии метформина по сравнению с плацебо на способность к физической нагрузке при почти максимальной производительности у молодых, здоровых взрослых. Хотя в некоторых исследованиях изучалось влияние метформина на физическую работоспособность, это, как правило, исследования, в которых интенсивность упражнений была значительно ниже максимального усилия, у высококвалифицированных велосипедистов или в клинических группах (например, у людей с СД2). Важно отметить, что результаты этого исследования могут побудить здоровых людей скорректировать протоколы упражнений, чтобы приспособиться к снижению производительности, а также к увеличению воспринимаемой нагрузки, которая может сопровождать прием метформина. Более того, это исследование может заполнить пробел в литературе о несколько более длительном времени воздействия приема метформина на способность к физической нагрузке по сравнению с его приемом в остром виде, что может иметь более глубокое влияние на кардиореспираторную работоспособность и работоспособность с течением времени.