Neuromuskulär plasticitet som svar på fetma: effekter av mekanisk överbelastning, metabola störningar och ålder (PLANEUROB)

De begränsade data som finns tillgängliga i litteraturen tyder på att insulinresistens, låggradig inflammation och muskellipidinfiltration kan negativt påverka vridmomentproduktionskapaciteten och främja neuromuskulär utmattning. Insulinresistens har alltså effekter på blodperfusion av aktiva muskler, via effekter på det autonoma nervsystemet (Petrofsky och al. 2009). Insulinresistens är också förknippat med en störning av Na+/K+-pumpaktivitet, excitations-kontraktionskoppling, intracellulär ATP-koncentration (Orlando m.fl. 2016) och mitokondriell funktion (Slattery m.fl. 2014). Alla dessa effekter förväntas öka utvecklingen av perifer trötthet hos överviktiga patienter med typ 2-diabetes och försämrad mitokondriell funktion förväntas resultera i försämrad återhämtningsförmåga efter träning. Inflammation kan också påverka vridmomentproduktionen. Vissa studier har visat ett negativt samband mellan produktion av muskelvridmoment och inflammatorisk status hos överviktiga ungdomar (Ruiz och al. 2008) och seniorer (Visser et al. 2002). Inflammation är associerad med minskad muskelmassa, vilket kan bero på hämning av proteinsyntesen (Guillet och al. 2012). Inflammation kan också ha negativa effekter på de nervösa faktorerna för vridmomentproduktion, via stimulering av afferens III och IV, som föreslagits hos den friska personen (Dousset och al. 2007). Detta har dock aldrig visats. Slutligen kan ödem associerat med den inflammatoriska reaktionen modifiera arkitekturen och muskeldimensionerna, vilket visas hos friska försökspersoner (Ishikawa och al. 2006) eller de som lider av inflammatoriska sjukdomar (Kaya och al. 2013). Hittills har konsekvenserna av låggradig inflammation, kombinerat eller inte med åldrande, på muskel- och nervfaktorerna för kraftproduktion hos överviktiga vuxna ännu inte karakteriserats experimentellt. Muskellipidinfiltration kan också ha negativa effekter på muskelproteinsyntesen (Tardif och al. 2014) och särskilt på styrkan. Detta har ofta rapporterats hos äldre personer som inte är överviktiga (Sipilä och Suominen 1994). Intressant nog rapporterade en annan studie en negativ korrelation mellan intramuskulärt lipidinnehåll och nivån av frivillig aktivering av quadriceps hos icke-överviktiga äldre personer (Yoshida och al. 2012), vilket kan förklara korrelationen som diskuterats ovan. Såvitt vi vet finns inga data tillgängliga för vuxna patienter med fetma. Det kan dock antas att lipidinfiltration skulle ha hämmande effekter på aktiveringsnivån av motorenheter och därför på kraftproduktionen. Det är också troligt att lipidinfiltration begränsar muskelarkitektoniska anpassningar till övervikt (kontraktila och fettvävnader som tävlar om att utvecklas i en begränsad muskelvolym). Matematisk modellering av effekterna av lipidinfiltration på muskelmekanik (Rahemi och al. 2015) tyder på att intramuskulära lipider skulle kunna störa kontraktil aktivitet genom att begränsa förkortningen av muskelfasciklar och tvärgående muskeldeformation under muskelkontraktion. Dessa teoretiska förutsägelser har dock ännu inte bekräftats av experimentella data.

Forskningsprojektet PLANEUROB är en fysiologisk observationsstudie som jämför respektive effekter av mekanisk överbelastning, metabola störningar och ålder på vridmomentproduktion, utmattning och funktionell kapacitet hos överviktiga personer. Försökspersonerna måste utföra ett utmattningsprotokoll, ett anpassat Margariatest och ett 6 minuters gångtest i en session. Blodprover, muskulär ultraljudsskanner och fysisk aktivitetsbedömning kommer också att göras.

Data kommer att analyseras med hjälp av programvaran LabChart 7.3 Pro (ADInstrument, New South Wales, Australien), ImageJ (NIH Image, Bethesda, Maryland, USA) och programvaran Statistica 8.0 (StatSoft, Inc.) och betydelsen kommer att accepteras vid en dubbelsidig alfanivå på p<0,05. Variablernas normalitet och homogenitet kommer att kontrolleras från ett Shapiro-Wilk-test respektive ett Barlett-test. Om normalitet och homogenitet hos variablerna verifieras kommer absoluta värden på variabler (Vridmoment, EMG, medelgrå, etc.) att jämföras med två faktorer (ålder x metabola störningar) variansanalyser (ANOVA) med upprepade mätningar. Om analyser visar en signifikant effekt av någon faktor eller interaktion mellan faktorer, kommer post-hoc Newman-Keuls tester att utföras för att fastställa skillnader mellan de olika tillstånden.