Интеллектуальная терапия или как "интеллект" борется со старением человека

10 крупнейших научно-исследовательских центров мира в области медицины поставили себе цель — найти способы борьбы с вечной проблемой человечества — СТАРЕНИЕМ.

1. Институт физической медицины и реабилитации, Вильгельминенспиталь, Вена, Австрия
2. Институт электростимуляции и физической реабилитации им. Людвига Больцмана, Вена, Австрия
3. DAHFMO-подразделение гистологии и медицинской эмбриологии, Институт Пастер Cenci-Bolognetti, IIM, Римский университет в Сапиенце, Рим, Италия
4. Лаборатория менологического перевода, факультет биомедицинских наук, Падуевский университет, Падуя, Италия
5. Научно-исследовательский центр, Институт исследований кинезиологии, Университет Приморска, Копер, Словения
6. Центр медицинской физики и биомедицинской инженерии Венского медицинского университета, Вена, Австрия
7. Факультет физического воспитания и спорта, Университет Коменского, Братислава, Словакия
8. Институт телемарафона Дульбекко в Венецианском институте молекулярной медицины, Падуя, Италия
9. CeSI-Центр исследований по проблемам старения и DNICS — кафедра неврологии, визуализации и клинических наук, Университет G. d’Annunzio из Кьети, Кьети, Италия
10. Центр жизни Нано науки Сапиенца, Рим, Италия

По данным американского центра контроля заболеваемости (Center for Disease Control and Prevention, CDC) саркопения признана одним из пяти основных факторов риска заболеваемости и смертности у лиц старше 65 лет.

Саркопения — признак старения человека. Это возрастное атрофическое дегенеративное изменение скелетной мускулатуры, приводящее к постепенной потере мышечной массы и силы. Тренировки и регулярные упражнения смягчают признаки саркопении. Однако патологические состояния организма пожилого человека ограничивают способность выполнять физические упражнения.

Альтернативным эффективным методом улучшения восстановления мышц является электрическая стимуляция. Электростимуляция используется в клинических условиях для реабилитационных целей, как альтернативный терапевтический подход для снижения нейромышечной инвалидности, а также для укрепления мышц и поддержания мышечной массы у пожилых людей. Кроме того, существуют исследования, показывающие, что пациенты с остеоартритом коленного сустава могут достичь необходимых результатов при использовании электростимуляции в качестве основного метода лечения или в качестве вспомогательной терапии. Электростимуляция непосредственно стимулирует скорость синтеза белка скелетных мышц. Основываясь на документально подтвержденном клиническом опыте использования электростимуляции для лечения скелетных мышц с постоянно нарушенной чувствительностью, в данном исследовании было подтверждено, что электростимуляция может быть предложена как эффективная терапия для реабилитации скелетных мышц сидячих пожилых людей. Кроме того, было продемонстрировано, что электростимуляция имитирует благоприятные эффекты физических упражнений в мышцах пожилых пациентов, а также был определен молекулярный механизм, лежащий в основе этих эффектов.

Методы исследования

В процессе исследования были испытаны 16 пожилых людей (восемь мужчин и восемь женщин) (73,1 ± 6,9 лет, 81,7 ± 14,7 кг, 170,3 ± 11,2 см). Все испытуемые были добровольцами, подписавшими информированное согласие. Они получили подробную информацию о функциональных протоколах испытаний, процедурах и мышечных биопсиях. Перед началом, исследование было одобрено Национальным Комитетом по Этике (EK08-102-0608). Все испытуемые были здоровы и заявляли, что не имеют каких-либо физических заболеваний. Им было дано указание поддерживать нормальную повседневную деятельность в течение исследования. Различные функциональные тесты, измерение силы и биопсия мышц выполнялись дважды, а именно за 1 неделю и через 1 неделю 9 недельных исследований электростимуляцией.

В данном исследовании все пациенты подвергались регулярной нейромышечной электрической стимуляции (ЭС) (нарастающим током) в течение 9 недель; в первые 3 недели ее периодичность составляла 2 раза в неделю, далее в последующие 6 недель периодичность составляла 3 раза в неделю — в общей сложности было проведено 24 процедуры (каждая процедура включала 3 ЭС по 10 минут каждая). ЭС проводилась с помощью двухканального стимулятора, изготовленного по индивидуальному заказу для каждого отдельного пользователя, с питанием от аккумуляторной батареи, процедура выполнялась в домашних условиях самими пациентами после предоставления им подробного инструктажа. Пациенты прикладывали на переднюю поверхность левого и правого бедра с обеих сторон два проводящих резиновых электрода (размерами 9 см x 14 см и площадью поверхности 126 см²), которые контактировали с кожей посредством влажной губки. Электродные пары для левого и правого бедра подсоединялись к двум каналам стимулятора. Это давало возможность выполнять независимую активацию мышц левого и правого бедра, стимуляция которых осуществлялась независимо друг от друга. Каждая повторная стимуляция (ЭС вызывала сокращение мышц) выполнялась электрическим импульсом в 3,5 с (частотой 60 Гц) (прямоугольная, двухфазная, с интервалом в 0,6 мс). Последовательные сокращения одного бедра разделялись интервалом в 4,5 с. В данном исследовании применялись устройства для стимуляции постоянного напряжения. Пациентам было дано указание увеличивать интенсивность стимуляции до достижения максимального уровня сенсорной толерантности. С помощью этой интенсивности все испытуемые достигли полного разгибания ног в коленном суставе. В каждой процедуре устройством для стимуляции регистрировались подаваемая сила тока и напряжение. Среднее значение силы тока для стимуляции составляло 128 ± 16 мА, а напряжение 39 ± 14 В.

Результаты

1. В исследовании с применением ЭС наблюдалось улучшение (сокращение) времени TUGT-теста (-16,4% ± 6,1 [ДИ], p < 0,0005) и увеличение показателя ККОФХ (+11,2 ± 6,8 [ДИ], p < 0,005) (таблица 1), в результате чего у пожилых людей, включенных в данное исследование, отмечалась более выраженная мобильность. TUG-тест («time up and go test») — тест на измерение времени, в течение которого человек поднимается со стула, проходит 3 метра, разворачивается, затем возвращается назад к стулу и садится, а ККОФХ — краткий комплекс оценки физических характеристик, который объединяет результаты скорости ходьбы, постановки стула и выполнения теста на равновесие. В результате воздействия ЭС достоверно улучшался максимальный изометрический вращающий момент в коленном суставе, который представляет собой важный фактор для ходьбы и физической нагрузки и ключевой фактор в борьбе с саркопенией. Значительное улучшение тестов прохождения 10-ти метров, а также ходьбы с быстрой скоростью (+5,3% ± 4,6 [ДИ], p < 0,05 и +4,9% ± 3,7 [ДИ], p <0,05 соответственно) поддерживает данные функциональные изменения и является хорошим показателем профилактики неустойчивости и падения.

2. Выраженное уменьшение времени теста подъема по лестнице (-21,1% ± 10,8 [ДИ], p < 0,05) у наших пациентов, получавших ЭС, указывают на бо́льшую производительность и безопасность, т. е. больший объем элементарных действий по самообслуживанию.

3. В ходе исследования также был сделан вывод, что электростимуляция поддерживает мышечную массу и улучшает активацию миосателлитоцитов, способствуя мышечной адаптации. Решающую роль в мышечном гомеостазе и регенерации миофибрилл играют миосателлитоциты, которые также могут активироваться различными стимулами, включая физические упражнения. С целью проверки того, приводит ли ЭС к аналогичному ответу, который наблюдается при выполнении физических упражнений, было проанализирована экспрессия соответствующих молекулярных маркеров активированных и задействованных миосателлитоцитов, таких как N-CAM, Pax7 и миогенин. Иммунофлуоресцентный анализ показал, что ЭС индуцирует значительное увеличение доли N-CAM и Pax7, а также значительное увеличение экспрессии миогенина, анализ которого выполнялся с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) с обратной транскрипцией. Анализ ПЦР в режиме реального времени выявил выраженную стимуляцию miR-206 и увеличение экспрессии miR-1 в мышцах, подвергшихся воздействию ЭС, по сравнению с мышцами перед проведением такой стимуляции (контрольные мышцы).