Mekanismer för insulinresistens i skelettmuskler hos äldre vuxna

Utredarteamet kommer att rekrytera yngre och äldre (N=8; 18-35 år och 60-85 år) manliga och kvinnliga vuxna rekryterade i Salt Lake City-området.

Utredarteamet kommer sedan att schemalägga separata besök för styrka, kraft och fysisk funktion och de separata besöken för mätningar av mager massa och OGTT (se beskrivning nedan).

1. Mager massa, oralt glukostoleranstest, styrka, kraft, träningstestning och fysiska funktionsmätningar. Bedömning av mager massa via dual-energy röntgenabsorptiometri (DXA), ultraljud och perifer kvantitativ datortomografi (pQCT) kommer att bedömas i centrum för kliniska och translationella vetenskaper (CCTS) medan knäextensor isometrisk styrka, kraft och fysisk funktionstestning kommer att genomföras i laboratoriet för forskningsanläggningen för skelettmuskelövningar (SMERF) (520 Wakara Way). Dessa effektmått kommer att betraktas som sekundära mål för att fastställa samband med insulinkänslighet och muskelcellssignaleringshändelser. Dessa tester kommer att ske inom en vecka före experimentet med reducerad aktivitet och kommer att upprepas efter avslutad period med reducerad aktivitet och efter träningsträning. För bedömning av mager massa kommer försökspersonerna att testas på morgonen efter en fasta över natten före DXA-skanningen. Isometrisk styrka kommer att bedömas i båda benen med en maximal frivillig isometrisk kontraktionsansträngning (i en knävinkel på 600) utvecklad av knäextensorerna (quadriceps) och plantar/dorsiflexormusklerna på en dynamometer. För krafttestning av nedre extremiteter kommer en Nottingham kraftrigg att användas. Följande batteri av funktionella prestandatester kommer att användas: Uppstigning/nedstigningstid för trappa, sex minuters promenadavstånd, 50 fots gångtid och testet för att gå upp och gå. Alla tester är tester som vi ofta och säkert utför på äldre individer.

   Maximal syreförbrukning (träningstestning) kommer att mätas av en metabol vagn under ett graderat maximalt träningstest på en stationär cykelergometer. Detta test kommer att utföras i CCTS under direkt övervakning av en träningsfysiolog.

2. Övervakning av fysisk aktivitet, kostjournal. Försökspersonerna kommer att utrustas med en fotledsstegsaktivitetsmonitor för att fastställa deras dagliga nivå av fysisk aktivitet under 7 dagars perioden före studien med reducerad fysisk aktivitet. Dessutom kommer en 3-dagars daglig kostjournal att självrapporteras före denna period. Deltagaren kommer att bli ordentligt instruerad av en forskargruppsmedlem om hur man utför denna rapportering och hur man bär fotledsaktivitetsmonitorn.

3. Studie av insulinklämma, metabolisk hastighet och muskelbiopsier. På en separat dag kommer deltagarna att anlända till CCTS fasta på morgonen på dag 1 och en euglykemisk-hyperinsulinemisk klämmastudie kommer att utföras som vi har gjort tidigare. Forskargruppens läkare kommer att övervaka klämproceduren eftersom han har mycket erfarenhet av att använda denna metod.

   Metabolisk hastighet kommer att bestämmas 30 minuter innan insulininfusionen påbörjas och 30 minuter i slutet av insulininfusionsperioden. Metabolisk hastighet kommer att bestämmas med hjälp av en indirekt kalorimeter inrymd på CCTS. För att göra det kommer deltagaren att förses med en kapellhuva. Deltagaren andas normalt i 30 minuter under proceduren. Baldakinen kommer att tas bort sedan kommer den första muskelbiopsin att ske.

   En vastus lateralis muskelbiopsi kommer att tas före och 3 timmar efter klämman i kombination med periodisk blodprovstagning för mätning av fastande och insulinstimulerat insulin, glukos, muskelcellssignaleringsändpunkter och specifika ceramidarter. Biopsier kommer att ske på motsatta ben. Muskelbiopsier utfördes av utbildade CCTS-sköterskor som vi har gjort rutinmässigt i våra sänglägesstudier på äldre vuxna. Muskelprover kommer sedan att blixtfrysta i flytande kväve och lagras för senare analys. Efter klämexperimentet kommer försökspersonerna att påbörja den reducerade fysiska inaktivitetsstudien som kommer att äga rum i deltagarens hem.

   På dag 14 kommer deltagaren igen att återvända till CCTS efter en fasta över natten och insulinklämmastudien kommer att upprepas för att göra jämförelser med pre-insulinklämstudien (dag 1).

4. Experiment med reducerad fysisk inaktivitet. Efter att det första experimentet med insulinklämma har slutförts (dag 1) kommer försökspersonerna att hålla sig till 14 dagars minskad fysisk aktivitet i sitt hem, vilket har gjorts tidigare. Målet kommer att vara att deltagaren inte ska bibehålla mer än ~2000 steg/dag som bestäms av en monitor som försökspersonen kommer att kunna se och spela in. Utredarna kommer att informera deltagaren om att deras normala kost bör förbli densamma. Som nämnts ovan kommer deltagaren på dag 7 att återvända för en DXA-skanning, OGTT och lårmuskelbiopsier. Också nämnt ovan, på dag 14, efter en fasta över natten, kommer en andra insulinklämmastudie tillsammans med muskelbiopsier att utföras enligt beskrivningen ovan i CCTS. Mätningar av mager massa, styrka, kraft och fysisk funktion kommer att omvärderas en senare dag efter studien med reducerad aktivitet.