Investigating if an arm lift procedure is capable of highlighting aging-related differences in microvascular function, using Near-infrared Spectroscopy

Abstract

Sarkopeni utgjør seriøse konsekvenser for de påvirkede individene. Nåværende metoder for diagnostisering av sarkopeni er tungvint og krever avansert utstyr og kyndig personell, og ingen metode for tidlig oppdagelse av syndromet eksisterer. Utvikling av en slik tidlig deteksjonsmetode vil være høyst nyttig. Mikrovaskulær funksjon er en essensiell komponent I muskelaldring, og nær-infrarød spektroskopi (NIRS) er en veletablert metode for å evaluere mikrovaskulær funksjon i kombinasjon med en arteriell okklusjon. Å undersøke om en metode som unngår bruken av en arteriell okklusjon er i stand til å fremheve aldrings-relaterte forskjeller i mikrovaskulær funksjon kan ha implikasjoner for utviklingen av en lettvint tidlig deteksjonsmetode av sarkopeni. Dermed er hensikten med denne studien å bruke NIRS til å undersøke om en armløfts prosedyre (ALP) er i stand til å fremheve aldringsrelaterte forskjeller i mikrovaskulær funksjon, uten bruk av en arteriell okklusjon. 25 friske frivillige (menn=14, kvinner=11) deltok i prosjektet, og 24 av deltakerne var inkludert i den endelige dataanalysen. Det var en gruppe yngre deltakere (n=13, alder 27±7 år) og en gruppe eldre deltakere (n=12, alder 65±4 år). Total hemoglobin konsentrasjon ble monitorert i høyre m. Flexor digitorum superficialis ved hjelp av en bærbar NIRS enhet i tre forskjellige elevasjoner: på høyde med hjertet, 30° ovenfor- og 30° nedenfor hjertets nivå, for totalt 7 intervaller. Aldringsrelaterte forskjeller i resultat mellom gruppene i de 4 første intervallene ble undersøkt ved hjelp av en generell lineær modell (GLM-RM). GLM-RM testen viste ingen signifikante forskjeller mellom gruppene (F=0.376, p=0.546). [Gj.snitt (SD)] respons til den første opp- og ned posisjonen respektivt; -1.13 (2.6) μM and 4.59 (4.33) μM for de yngre, og -5.58 (11.56) μM and 7.77 (9.1) μM for de eldre deltakerne. Gruppen av eldre deltakere hadde et uforventet lavt pulstrykk (Gj.snitt 1.51 mmHg lavere), i tillegg til utmerkede verdier for maksimalt oksygenopptak. Dette reflekterer at den eldre gruppen hadde utmerket kardiorespiratorisk form. Ettersom kardiorespiratorisk form er en viktig variabel for nedgangen i mikrovaskulær funksjon assosiert med aldring, kan dette være med på å forklare mangelen på statistisk signifikante funn i denne studien. For å konkludere, ALP i kombinasjon med NIRS var ikke i stand til å fremheve aldringsrelaterte forskjeller i mikrovaskulær funksjon uten bruk av en arteriell okklusjon. Basert på et mangfold svakheter i studien kan ikke en definitiv konklusjon om at ALP ikke holder noen fremtidig relevans for utviklingen av en lettvint tidlig deteksjonsmetode av sarkopeni trekkes.

Sarcopenia pose serious detrimental consequences for the individuals affected. Current methods of diagnosis are cumbersome and require advanced equipment and personnel, and currently no method of early detection is available. Thus, developing an easy-to-apply, early detection method of sarcopenia is greatly beneficial. Microvascular function is an essential component in muscle aging, and near-infrared spectroscopy (NIRS) is a well-established tool for assessing microvascular function with the use of an arterial occlusion. Investigating whether a simpler method of application can assess microvascular function without the use of an occlusion could hold future implications for the development of an easy-to-apply, early detection method of sarcopenia. The purpose of the present study was to utilize NIRS to investigate if an arm lift procedure (ALP) was capable of detecting aging-related differences in microvascular function without the use of an arterial occlusion. 25 healthy volunteers (M=14, F=11) participated in the study and 24 participants were included in the final data analysis. One group of young participants (n=13, age 27+7 yr), and one group of older participants (n=12, age 65+4 yr). Total hemoglobin concentration was monitored in the right m. flexor digitorum superficialis using a portable NIRS device at three different elevations: at the level of the heart, 30° below- and 30° above the level of the heart, for a total of 7 intervals. Aging-related differences in the results of the first 4 intervals were investigated using a general linear model repeated measures (GLM-RM). The GLM-RM showed no significant difference between groups (F=0.376, p=0.546). [Mean (SD)] response to the first up- and down positions respectively; -1.13 (2.6) μM and 4.59 (4.33) μM for the young participants, and -5.58 (11.56) μM and 7.77 (9.1) μM for the older participants. The older group of participants had an unexpectedly low pulse pressure (Mean:1.51 mmHg lower), and great values of maximal oxygen consumption (Mean±SD; 41.7±7.63 ml/kg/min), reflecting that the older group had great cardiovascular fitness. As cardiorespiratory fitness is an important variable for the decline in microvascular function associated with age, this could contribute to explain the lack of significant findings in this study. In conclusion, the ALP in combination with NIRS failed to highlight aging-related differences in microvascular function without the use of an arterial occlusion. Based on a multitude of weaknesses in the study a definitive conclusion that the ALP holds no future relevance for the development of an easy-to-apply, early detection method of sarcopenia could not be drawn.