Tip 3 Hastalarının Kas Hücrelerinde Enerji Sorunları

Egzersize dayalı bir çalışma, sağlıklı insanlara kıyasla spinal müsküler atrofi (SMA) hastalarının ayak kas hücrelerinde daha zayıf oksijen güncellemesi ve daha fazla yorgunluğun belirgin olduğunu göstermiş ve bu durum da hücre enerji üretimindeki sorunların bu hastalıkta rol oynadığını düşündürmüştür. Bilim insanları, egzersiz sırasında kas hücrelerinin oksijen alımıyla ilgili mekanizmaların daha iyi anlaşılmasının yeni tedavi hedeflerine yol açabileceğini belirtmişlerdir. Annals of Clinical and Translational Neurology'de SMA’da azalan kas oksijen alımı ve yorgunluk çalışması yayınlanmıştır. SMA, beyinde ve omurilikte istemli hareketi kontrol eden özel sinir hücreleri olan motor nöronların kaybından kaynaklanan ilerleyen kas zayıflığı ile karakterize bir hastalık olarak tanımlanmaktadır. SMA hastalarından izole edilen kas dokusunu, hücrenin güç merkezleri olarak bilinen tükenmiş ve bozulmuş mitokondri göstermiştir.

Araştırmalar, daha hafif SMA tiplerine sahip kişilerin, egzersiz yeteneklerinde yalnızca mütevazı gelişmelerle fiziksel kondisyon programlarına azalmış tepkiler gösterdiğini bildirmiştir. Uzmanlar daha kısa ve daha yoğun koşullandırma programlarının, benzer gelişmelere ve ciddi yorgunluğa yol açtığını belirtmişlerdir. SMA tip 3 belirtileri genellikle çocuk yürümeyi veya ayakta durmayı öğrendikten sonra ortaya çıkmakla birlikte bu hastalar genellikle yeteneklerini yaşlandıkça kaybetmektedirler. Aerobik kapasite ve kas fonksiyonunun daha ayrıntılı değerlendirilmesine izin veren bu hasta popülasyonunda egzersiz çalışmasının, hastalığın daha şiddetli formlarının anlaşılmasına yardımcı olacağı belirtilmiştir.

Ulusal Sağlık Enstitüleri ve Müsküler Distrofi Derneği ile çalışan Columbia Üniversitesi Irving Tıp Merkezi'ndeki araştırmacılar, tip 3 hastada egzersiz sırasında kas oksijen alımı ve yorgunluğu ve vücut kompozisyonu ile ilişkisi üzerine bir çalışma başlattıklarını (NCT02895789) bildirilmiştir. Çalışmaya çoğu erkek ortalama yaşı 32.7 olan toplam 19 ayaktan SMA dahil edilmiş olmakla birlikte semptom başlangıcındaki medyan yaşının 7 ve medyan hastalık sürelerinin neredeyse 23 yıl olduğu bildirilmiştir. Ayrıca hastaların çoğunun, %13 veya %68,4'ünün, her tür SMA için hastalık değiştirici bir tedavi olan Spinraza (nusinersen) ile tedavi edildiği belirtilmiştir. Karşılaştırma için 16 sağlıklı çocuk ve benzer yaştaki yetişkinlerden oluşan bir kontrol grubu değerlendirilmiştir. Katılımcılara, sabit bir ayak yerleşimi sağlamak için pedallı ayakkabılar ve kayışlarla sabit bir bisiklet kullanarak kardiyopulmoner egzersiz testi (CPET) uygulanmıştır. Çalışmada oksijen alımı ve ilgili değişkenler ölçülmüş ve pik oksijen alımı (VO2-tepe), toplam vücut kütlesi ve toplam vücut ağırlığı ile vücut yağ ağırlığı arasındaki fark olan yağsız vücut kütlesine göre ifade edilmiştir. Ekip ayrıca en yüksek iş yükünü (W-tepe) değerlendirdiklerini bildirmiştir.

Artan Yorgunluğun Altında Yatan Hücresel Mekanizmalarını Anlamak

Çalışmada 30 dakikalık bir dinlenme periyodundan sonra döngüde 10 dakikalık bir submaksimal egzersiz testi yapılmış ve burada iş yükü kardiyopulmoner egzersiz testinde elde edilen tepe iş yükünün %40'ına ayarlanmıştır. Uyluğa takılan bir yama yoluyla yakın kızılötesi spektroskopisinin de, kaslardaki oksijen doygunluğunu ölçtüğü bildirilmiştir. Submaksimal egzersiz testi sırasındaki yorgunluk, ilk dakikadan 10. dakikaya kadar iş yükündeki değişim yüzdesi olarak hesaplanmıştır (Yorgunluk-SME). Analizde, kontrollerle karşılaştırıldığında, SMA hastalarının toplam vücut kütlesine ve ayrıca yağsız vücut kütlesine göre önemli ölçüde daha düşük oksijen alım zirvesine sahip olduğu bulunmuştur. Araştırmacılar, bu bulgunun muhtemelen yetersiz fiziksel aktivite ve anormal kas oksijen alımı nedeniyle kondisyon kaybının bir kombinasyonunu yansıttığını belirtmişlerdir.

SMA hastalarında ayrıca kardiyopulmoner egzersiz testi sırasında daha düşük bir iş yükü zirvesi ve oksijensiz hemoglobinde "dinlenme" ile "maksimum çaba" dönemleri arasında daha az değişiklik olduğu gözlemlenmiştir. Araştırmacılar ayrıca buradaki bulguların, SMA hastalarının, sağlıklı insanlara kıyasla egzersizin erken dönemlerinde anaerobik metabolik yollara daha fazla güvenebileceğini ifade etmişlerdir. Submaksimal egzersiz sırasında, oksijeni giderilmiş hemoglobindeki değişikliğin ve altı dakikada yürünen mesafe de SMA'nın sağlıklı kontrollere göre önemli ölçüde daha kötü olduğu gözlemlenmiştir. Son olarak araştırmacılar SMA'da egzersiz sırasında azalan kas oksijen alımının ve artan yorgunluğun altında yatan hücre altı mekanizmaları anlamanın, terapötik müdahale için ek hücresel hedefleri ortaya çıkarabileceğini sözlerine eklemişlerdir.