Insulin sensitivity and metabolic flexibility decrease in response to bed rest, but the temporal and causal adaptations in human skeletal muscle metabolism are not fully defined. Here, we use an integrative approach to assess human skeletal muscle metabolism during bed rest and provide a multi-system analysis of how skeletal muscle and the circulatory system adapt to short- and long-term bed rest (German Clinical Trials: DRKS00015677). We uncover that intracellular glycogen accumulation after short-term bed rest accompanies a rapid reduction in systemic insulin sensitivity and less GLUT4 localization at the muscle cell membrane, preventing further intracellular glycogen deposition after long-term bed rest. We provide evidence of a temporal link between the accumulation of intracellular triglycerides, lipotoxic ceramides, and sphingomyelins and an altered skeletal muscle mitochondrial structure and function after long-term bed rest. An intracellular nutrient overload therefore represents a crucial determinant for rapid skeletal muscle insulin insensitivity and mitochondrial alterations after prolonged bed rest.
DOCUMENT
PURPOSE: The objectives of this review are to summarize the current practices and major recent advances in critical care nutrition and metabolism, review common beliefs that have been contradicted by recent trials, highlight key remaining areas of uncertainty, and suggest recommendations for the top 10 studies/trials to be done in the next 10 years.METHODS: Recent literature was reviewed and developments and knowledge gaps were summarized. The panel identified candidate topics for future trials in critical care nutrition and metabolism. Then, members of the panel rated each one of the topics using a grading system (0-4). Potential studies were ranked on the basis of average score.RESULTS: Recent randomized controlled trials (RCTs) have challenged several concepts, including the notion that energy expenditure must be met universally in all critically ill patients during the acute phase of critical illness, the routine monitoring of gastric residual volume, and the value of immune-modulating nutrition. The optimal protein dose combined with standardized active and passive mobilization during the acute phase and post-acute phase of critical illness were the top ranked studies for the next 10 years. Nutritional assessment, nutritional strategies in critically obese patients, and the effects of continuous versus intermittent enteral nutrition were also among the highest-ranking studies.CONCLUSIONS: Priorities for clinical research in the field of nutritional management of critically ill patients were suggested, with the prospect that different nutritional interventions targeted to the appropriate patient population will be examined for their effect on facilitating recovery and improving survival in adequately powered and properly designed studies, probably in conjunction with physical activity.
DOCUMENT
The results of this study indicate that whole body metabolic and cardiovascular responses to 140 min of either steady state or variable intensity exercise at the same average intensity are similar, despite differences in skeletal muscle carbohydrate metabolism and recruitment
DOCUMENT
Aanleiding: De belangstelling voor gezonde en veilige voeding is groot. Bij de gezondheidseffecten van voeding spelen de darmen een cruciale rol. Verschillende soorten bedrijven hebben behoefte aan natuurgetrouwe testmodellen om de effecten van voeding op de darmen te bestuderen. Ze zijn vooral op zoek naar modellen waarvan de uitkomsten direct vertaalbaar zijn naar het doelorganisme (de mens of bijvoorbeeld het varken) en die niet gebruikmaken van kostbare en maatschappelijke beladen dierproeven. Doelstelling Het project 2-REAL-GUTS heeft als doel om twee innovatieve dierproefvrije darmmodellen geschikt te maken voor onderzoek naar voedingsconcepten en -ingrediënten. De twee darmmodellen die worden toegepast zijn darmorganoïden, minidarmorgaantjes bestaande uit stamcellen, en darmexplants bestaande uit hele stukjes darm verkregen uit relevante organismen. Beide modellen hebben potentieel heel uitgebreide toepassingsmogelijkheden en hebben ook grote voordelen ten opzichte van de huidige veelgebruikte cellijnen, omdat ze meerdere in de darm aanwezige celtypen bevatten en uit verschillende specifieke darmregio's te verkrijgen zijn. Gezamenlijk gaan de partners werken aan: 1) het aanpassen van de kweekomstandigheden zodat darmmodellen geschikt worden om de vragen van partners te beantwoorden; 2) het vaststellen van de toepassingsmogelijkheden van de darmmodellen door verschillende stoffen en producten te testen. Beoogde resultaten Kennisconferenties, publicaties en exploitatie van de modellen zullen zorgen voor het verspreiden van de opgedane kennis. Omdat het project gebruikmaakt van moderne, op de toekomst gerichte laboratoriumtechnieken (kweekmethoden met stamcellen en vitaal weefsel, moleculaire analyses en microscopie), leent het zich uitstekend om geïmplementeerd te worden in het hbo-onderwijs. Als spin-off zal het project dan ook voorzien in een specifieke, voor Nederland unieke hbo-minor op het gebied van stamcel- en aanverwante technologie (zoals organ-on-a-chiptechnologie).
Organs-on-chips (OoCs) worden steeds belangrijker voor geneesmiddelonderzoek. Het kweken van miniatuurorganen in microfluïdische chips creëert een systeem waarmee geneesmiddelonderzoekers efficiënt geneesmiddelen kunnen testen. OoCs kunnen in de toekomst een belangrijk instrument voor personalized medicine worden: door het kweken van patiëntmateriaal in OoCs kan dan worden bepaald welke interventies voor specifieke patiënten werken en veilig zijn. In de huidige praktijk worden cellulaire veranderingen in OoCs na blootstelling aan een geneesmiddel doorgaans gevolgd met visualisatietechnieken, waarmee alleen effecten van geneesmiddelen kunnen worden waargenomen. Voor bepaling van de voor geneesmiddelonderzoek cruciale parameters absorptie, distributie, metabolisme en excretie (ADME) is het noodzakelijk om de concentraties van geneesmiddelen en hun relevante metabolieten te meten. Het doel van AC/OC is dit mogelijk te maken door het ontwikkelen van analytisch-chemische technieken, gebaseerd op vloeistofchromatografie gekoppeld met massaspectrometrie (LC-MS). Hiermee kunnen ontwikkelaars van OoCs (de eindgebruikers van AC/OC) de voordelen van hun producten voor geneesmiddelonderzoek beter onderbouwen. Dit project bouwt voort op twee KIEM-projecten, waarin enkele veelbelovende analytisch-chemische technieken succesvol zijn verkend. In AC/OC zullen wij: 1. analytisch-chemische methodes ontwikkelen die geschikt zijn om een breed scala aan geneesmiddelen en metabolieten te bepalen in meerdere types OoCs; 2. deze methodes verbeteren, zodat de analyse geautomatiseerd, sneller en gevoeliger wordt; 3. de potentie van deze methodes voor geneesmiddelonderzoek met OoCs demonsteren door ze toe te passen op enkele praktijkvraagstukken. Het OoC-veld ontwikkelt zich razendsnel en Nederland (georganiseerd binnen OoC-consortium hDMT) speelt daarin een belangrijke rol. AC/OC verbindt kennis en expertise op het gebied van analytische chemie, OoCs, celkweek en geneesmiddelonderzoek. Hierdoor kan AC/OC een bijdrage leveren aan sneller en betrouwbaarder geneesmiddelonderzoek. Met de ontwikkeling van een minor ‘OoC-Technology’, waarin we de onderzoeksresultaten vertalen naar onderwijs, spelen we in op de behoefte aan professionals met kennis, ervaring en belangstelling op het gebied van OoCs.
Lichamelijke activiteiten waarbij het skelet wordt belast, zoals wandelen of hardlopen, hebben een positief effect op de botgezondheid. Activiteiten waarbij niet of nauwelijks belasting van het skelet plaatsvindt, zoals fietsen of zwemmen, worden vaker in verband gebracht met een verminderde botgezondheid. Dit is met name een probleem voor (prof-)wielrenners, waarbij lange dagen op de fiets worden doorgebracht. Alarmerend is het feit dat de meerderheid van de profwielrenners te maken heeft met broze botten (osteopenie of osteoporose). Broze botten verhogen het risico op botbreuken. Dat is niet alleen zorgwekkend tijdens de actieve wielercarrière, maar vooral ook daarna. Een lage botdichtheid op jonge leeftijd verhoogt de kans op osteoporose en botbreuken in het latere leven. De vraag vanuit de beroepspraktijk is hoe de botgezondheid van (jonge) wielrenners verbeterd kan worden. Ondanks dat verschillende bewegings- en voedingsinterventies effectief zijn bevonden bij ouderen, is het niet bekend of zulke interventies ook effectief kunnen zijn voor (jonge) wielrenners. Bovendien moet een interventie inpasbaar zijn in het dagelijkse leven van (prof-)wielrenners en niet interfereren met de reguliere trainingsarbeid. Een veelbelovende strategie die aan deze eisen voldoet zijn korte dagelijkse springsessies gecombineerd met collageensuppletie. In dit innovatief pilotonderzoek zullen we testen of deze strategie daadwerkelijk een positief effect heeft op het botmetabolisme. Vervolgens kan de strategie geïmplementeerd worden binnen het profwielrennen, waarbij ook de botgezondheid op langere termijn onderzocht kan worden. Het project wordt uitgevoerd door de Hogeschool van Arnhem en Nijmegen, in samenwerking met wierlerteams Jumbo-Visma en Parkhotel Valkenburg (profploegen), KNWU (wielerunie), Niche4Health (collageensupplementen), en Universiteit Maastricht (wetenschappelijke input en bloedanalyse).
