Upad živčno-mišičnega sistema po gibalni neaktivnosti: primerjava mlajših in starejših odraslih

Gibalna neaktivnost (GN) je neodvisen in danes že 2. dejavnik tveganja umrljivosti, saj povzroča > 5 milijonov smrti na leto. Lahko se šteje za pandemijo, ker zmanjša toleranco za vadbo in dramatično poveča tveganje za bolezni. Glavne spremembe so na ravni mišic (izguba mase in moči), živčnega sistema (motnje centralne in periferne motorične kontrole) in presnove (motnje oksidativnega metabolizma in inzulinske rezistence). Večina študij se je osredotočala samo na mišice, na mlade preiskovance in nekaj študij tudi na starostnike. Nekaj študij je obravnavalo interakcije med mišicami in živčno kontrolo prek senzomotoričnih zank in živčno-mišičnih stičišč (ŽMS), ki vodijo do intolerance do vadbe in presnovnih motenj. GN prizadene vse starostne skupine in malo je znanega o učinkih GN na funkcijo odraslih srednjih let (55-65). Poleg tega je nedavni izbruh COVID-19 sprožil GN pri milijonih ljudi, vseh starosti, po vsem svetu, in poudaril njegove škodljive posledice. Projektne dejavnosti se bodo osredotočile na živčno mišično in presnovno poslabšanje med GN in okrevanjem po tem. Učinke GN bomo preučevali z uporabo visoko nadzorovanega ležanja v postelji (BR), ki velja za zlati standard za preučevanje učinkov GN, pri 10 mlajših (18-30 let) in 10 starejših (55-65 let) odraslih moških po 21 in 10 dnevih ležanja, v tem vrstnem redu. Poleg tega bo 20 mlajših in 20 starejših odraslih preiskovancev (obeh spolov) opravilo dva kroga 15-dnevnega zmanjševanja korakov (SR), na 3500 oziroma 1500 dnevnih korakov, da bi določili minimalne dnevne korake, potrebne za vzdrževanje živčno-mišičnega zdravja. V študijah BR in SR bodo preiskovanci opravili tudi 21-dnevno rehabilitacijo. Ker je kratkotrajna (7-15 dni) GN pogosta, pri ležečih bolnikih po poškodbi ali operaciji in pri kritično bolnih bolnikih, je raziskovanje možnih determinant nesorazmernega zmanjšanja mišične funkcije v primerjavi z zmanjšanjem velikosti mišic in strukture zelo pomembna. Čeprav je GN glavni namen projekta, bomo enako pomembno preučevali tudi rehabilitacijo. Obravnavali bomo 3 cilje z 10 medsebojno povezanih nalog pri odraslih mladih in srednjih let med in po modelih GN, ležanja v postelji (BR) in zmanjševanja korakov (SR). Cilj 1: opredeliti okvaro živčno-mišičnega nadzora Naloga 1: volumen mišic, arhitektura, krčljivost, moč in moč Naloga 2: velikost mišičnih vlaken, sila, napetost, hitrost, zunajcelična matrika, citoskeleton in MHC sestava Naloga 3: supraspinalna in hrbtenična ekscitabilnost Naloga 4: vzorci živčno-mišične aktivacije in spinalni vzorci Naloga 5: obnašanje motorične enote in funkcija ŽMS Cilj 2: opredeliti spremembe ŽMS in njihovo funkcionalno vlogo Naloga 6: ugotoviti pojav in obseg spremembe ŽMS Naloga 7: definirati razmerje med spremembami ŽMS in celovitostjo mišične strukture in funkcije Cilj 3: opredeliti presnovno okvaro: presnovo energije in glukoze Naloga 8: definirati presnovno okvaro na ravni mišic in celotnega telesa Naloga 9: preučiti odpornost proti insulinu in vlogo reaktivnih kisikovih vrst Naloga 10: opredeliti minimalno raven aktivnosti, ki je potrebna za preprečevanje živčno-mišičnih in presnovnih sprememb Prednosti projekta temeljijo na: (i) znanstveni skupini, ki pokriva širok spekter strokovnega znanja o živčno-mišičnem sistemu, od molekularnih do integrativnih in kliničnih raziskav; (ii) analizo dveh starostnih skupin; (iii) osredotočenost na GN in rehabilitacijo; (iv) širok nabor hkratnih in vivo in molekularnih analiz na istih preiskovancih; (v) analizo zgodnjega začetka in časovnega poteka sprememb; (vi) uporaba človeških modelov velikega pomena za javno zdravje (npr. BR, SR). Etična vprašanja so zelo pomembna in bodo obravnavana prioritetno: rehabilitacija po GN; invazivni postopki in zdravstveni nadzor v bolnišnici; preprečevanje večjega poslabšanja in bolj zanesljivo okrevanje pri starejših odraslih s krajšim BR in dvakrat daljšo rehabilitacijo v primerjavi s trajanjem BR.