Abstract

Scopul revizuirii

Acest articol de revizuire se concentrează asupra modificărilor care apar la nivelul mușchilor odată cu vârsta, în special pierderea involuntară a masei musculare, a forței și a funcției, numită sarcopenie. Se pune un accent deosebit pe modificările metabolice care caracterizează sarcopenia și pe cauzele potențial tratabile ale acestei afecțiuni, inclusiv modificările endocrine și nutriționale legate de vârstă și inactivitatea.

țesutul

Descoperiri recente

Datele recente raportate includ cele referitoare la rolul potențial al rezistenței la insulină în dezvoltarea sarcopeniei, rolul potențial al androgenilor și al hormonului de creștere în tratamentul acestei afecțiuni, utilitatea exercițiilor fizice, inclusiv rezistența și antrenamentul aerob, pentru a îmbunătăți creșterea și funcția musculară, și, în cele din urmă, posibila utilizare a manipulărilor nutriționale pentru îmbunătățirea masei musculare.

rezumat

Sarcopenia este probabil o afecțiune multifactorială care afectează funcția fizică și predispune la dizabilitate. Poate fi prevenit sau tratat cu intervenții asupra stilului de viață și tratament farmacologic. Cu toate acestea, au fost necesare alte investigații pe termen lung pentru a stabili ce tip și combinații de intervenții sunt cele mai eficiente în îmbunătățirea masei musculare și a funcției la persoanele în vârstă.

Introducere

Unul dintre cele mai izbitoare efecte ale vârstei este pierderea involuntară a masei musculare, a forței și a funcției, numită sarcopenie [1-3]. Masa musculară scade cu aproximativ 3-8% pe deceniu după vârsta de 30 de ani și această rată de scădere este chiar mai mare după vârsta de 60 de ani [4,5]. Această pierdere involuntară a masei musculare, a forței și a funcției este o cauză fundamentală a handicapului și contribuie la persoanele în vârstă. Acest lucru se datorează faptului că sarcopenia crește riscurile de căderi și vulnerabilitatea la rănire și, în consecință, poate duce la dependență funcțională și dizabilitate [6,7]. O scădere a masei musculare este, de asemenea, însoțită de o creștere progresivă a masei grase și, în consecință, de modificări ale compoziției corpului și este asociată cu o incidență crescută a rezistenței la insulină la vârstnici [1,4,5,8]. Mai mult, densitatea osoasă scade, rigiditatea articulațiilor crește și există o mică reducere a staturii (cifoză). Toate aceste modificări au implicații probabile pentru mai multe afecțiuni, inclusiv diabetul de tip 2, obezitatea, bolile de inimă și osteoporoza.

Cauzele potențiale ale sarcopeniei

Etiologia sarcopeniei nu este clar înțeleasă, dar au fost propuse mai multe mecanisme. La nivel celular, modificările specifice legate de vârstă includ o reducere a numărului de celule musculare, a timpului de contracție musculară și a forței de contracție, a volumului reticulului sarcoplasmatic și a capacității de pompare a calciului [2,9]. Spațiul sarcomerului se dezorganizează, nucleele musculare se centralizează de-a lungul fibrei musculare, membrana plasmatică a mușchilor devine mai puțin excitabilă și există o creștere semnificativă a acumulării de grăsime în interiorul și în jurul celulelor musculare. Modificările neuromusculare includ o scădere a ratei de tragere nervoasă către mușchi, numărul de neuroni motori și abilitățile regenerative ale țesutului nervos. Dimensiunea unității motorului crește, de asemenea, [2]. Mai mult, îmbătrânirea este asociată cu modificări ale numărului de celule satelite și recrutare, o indicație și o cauză potențială a creșterii musculare reduse [10-12].

Schimbările biochimice și metabolice apar și la nivelul mușchilor odată cu îmbătrânirea. Au fost raportate mutații de ștergere a ADN-ului mitocondrial ulterior deteriorării oxidative și a sintezei reduse de proteine ​​mitocondriale și sunt probabil legate de o reducere a activităților enzimelor glicolitice și oxidative, de creatina fosfat și de depozitele de ATP din celula musculară, de volumul mitocondrial și de o ușoară reducere a valorilor metabolice generale. rată (

10%) [13-16]. Aceste modificări metabolice ale mușchilor contribuie la capacitatea fizică generală a persoanelor în vârstă și sunt o componentă importantă a reducerii cu aproximativ 30% a capacității de a utiliza oxigen în timpul exercițiului (adică VO2max).

Studiile inițiale pe un număr mic de persoane în vârstă au sugerat, de asemenea, că îmbătrânirea este asociată cu o reducere a sintezei proteinelor musculare bazale, care ar fi putut fi responsabilă pentru reducerea progresivă a masei musculare [17-21]. Date mai recente obținute în cea mai mare cohortă de bărbați în vârstă sănătoși, totuși, nu au confirmat rapoartele anterioare și au ajuns la concluzia că diferențele în rotația bazică a proteinelor musculare între bărbații vârstnici și tineri nu pot explica pierderea musculară odată cu vârsta, sugerând că cercetările viitoare ar trebui să se concentreze asupra răspunsurilor la stimuli specifici, cum ar fi nutriția, exercițiile fizice sau bolile [22].

În afară de modificările musculare specifice evidențiate mai sus, alte modificări legate de vârstă ale funcției endocrine sau ale capacității de reacție la stimulii hormonali, nutriției sau capacității de reacție la nutrienți și activitatea fizică pot fi responsabile pentru dezvoltarea și agravarea sarcopeniei [23-30]. Cel mai probabil, sarcopenia este o problemă multifactorială. Printre toate cauzele sale potențiale, cu toate acestea, o reducere a funcției endocrine, a activității fizice și a unei nutriții adecvate sunt tratabile cu intervenții comportamentale sau agenți farmacologici și, din acest motiv, va fi discutată în această revizuire.

Modificări endocrine relevante pentru sarcopenie

În timpul procesului de îmbătrânire se observă o varietate de modificări hormonale care pot contribui la pierderea musculară odată cu îmbătrânirea. Am selectat cele mai importante modificări în legătură cu efectul lor asupra mușchilor scheletici.

La femei, nivelurile de estradiol scad brusc în timpul menopauzei [31]. Sunt disponibile foarte puține informații cu privire la rolul menopauzei în sarcopenie. Se pare că masa musculară nu este afectată de scăderea estrogenilor. Studiile transversale care evaluează efectele vârstei asupra masei corporale slabe și a masei musculare apendiculare au arătat că rata scăderii masei musculare la femei nu crește după menopauză, sugerând un rol marginal, dacă există, al acestui eveniment în dezvoltarea sarcopeniei la femei [5]. Cu toate acestea, terapia de substituție hormonală poate crește semnificativ globulina de legare a hormonilor steroizi serici, ceea ce duce la o scădere semnificativă a nivelului seric de testosteron liber la femei [40]. Nivelurile scăzute de testosteron fără ser la femei sunt asociate cu o masă musculară mai mică. Prin urmare, terapia de substituție hormonală poate juca un rol în reducerea în continuare, mai degrabă decât creșterea, a masei musculare la femeile în vârstă.

Concentrațiile de dehidroepiandrosteron din sânge scad, de asemenea, treptat odată cu îmbătrânirea normală (adrenopauza) [31]. De fapt, nivelurile pot fi de până la cinci ori mai mici la bărbații foarte bătrâni în comparație cu bărbații mai tineri. Suplimentarea orală de dehidroepiandrosteron la persoanele în vârstă restabilește valorile la tinerețe, crește nivelul insulinei de factor de creștere I la bărbați și femei, crește estrogenii la bărbați și crește testosteronul la femei [47-50]. Cu toate acestea, nu au fost detectate modificări ale masei corporale slabe, iar nivelul colesterolului HDL a scăzut semnificativ [47,49]. Cu toate acestea, forța musculară a fost crescută la bărbații mai în vârstă (dar nu la femei) care au fost supuși suplimentării cu dehidroepiandrosteron într-un studiu special [48]. Recent, un studiu foarte amplu la persoanele în vârstă a arătat că terapia de substituție cu dehidroepiandrosteron nu are niciun efect asupra mărimii, forței sau funcției mușchilor [50]. Astfel, rămâne de demonstrat importanța adrenopauzei în dezvoltarea sarcopeniei.

Capacitatea țesutului muscular de a răspunde la insulină este un aspect important al sensibilității globale la insulină. Incidența rezistenței la insulină și a diabetului de tip 2 cresc odată cu îmbătrânirea și sarcopenia pot juca un rol important. Majoritatea studiilor au raportat că prevalența rezistenței la insulină și a intoleranței la glucoză este mai mare la persoanele în vârstă atunci când datele sunt raportate pe unitate de masă corporală, dar aceste diferențe dispar dacă datele sunt corectate de masa corporală slabă [51-55]. Acest lucru sugerează că modificările compoziției corpului pot determina creșterea rezistenței la insulină odată cu înaintarea în vârstă. Deși insulina este de obicei luată în considerare în contextul capacității sale de a crește absorbția glucozei în celule, există dovezi care arată că rezistența la insulină a metabolismului muscular și proteic al întregului corp la vârstnici poate fi un factor important al sarcopeniei [29,56]. De exemplu, atunci când glucoza este ingerată cu o masă obișnuită, creșterea ulterioară a concentrațiilor de insulină are un efect negativ asupra sintezei proteinelor musculare numai la persoanele în vârstă [29]. Aceasta implică faptul că, odată cu îmbătrânirea normală, capacitatea celulelor musculare de a răspunde corespunzător la insulina circulantă (prin creșterea sintezei proteinelor musculare) este afectată.

Activitate fizică și sarcopenie

Un alt factor important al sarcopeniei este inactivitatea. Deși este dificil să se determine în mod cauzal importanța relativă a unui stil de viață sedentar în dezvoltarea sarcopeniei, este foarte bine cunoscut faptul că inactivitatea musculară pe termen scurt reduce sever masa musculară și forța chiar și la persoanele tinere. Exemple tipice sunt repausul la pat și greutatea [57,58]. Se recunoaște, de asemenea, că aceste modificări musculare pot fi contracarate prin exerciții, de obicei exerciții de rezistență [59]. Mai mulți autori au raportat că exercițiul de rezistență acută crește sinteza proteinelor musculare miofibrilare atât la adulții tineri, cât și la cei mai în vârstă [20,21]. S-a demonstrat, de asemenea, că antrenamentul de rezistență progresivă induce hipertrofie musculară și crește rezistența la adulții vârstnici și slabi fizic [12,19,60-66]. În ciuda eficacității clare în creșterea masei musculare, a forței și a funcției, cu toate acestea, antrenamentul pentru exerciții de rezistență poate fi o intervenție dificilă de implementat la persoanele în vârstă care locuiesc în comunitate datorită necesității echipamentului specific și a supravegherii, posibilitatea ca acesta să nu fie indicat în anumite afecțiuni întâlnite frecvent la pacienții vârstnici (de exemplu, hipertensiune arterială, accident vascular cerebral) și faptul că ridicarea în greutate poate să nu fie o activitate atrăgătoare pentru bătrânii sedentari.

Astfel, atât rezistența, cât și exercițiile aerobe pot fi foarte utile pentru a contracara sarcopenia și modificările metabolice asociate ale mușchiului.

Nutriție și sarcopenie

Malnutriția duce la irosirea mușchilor. S-a demonstrat că îmbătrânirea este asociată cu o reducere progresivă a aportului de alimente, care predispune la malnutriție energetic-proteică [30]. Mai mult, persoanele în vârstă își pot reduce în mod voluntar aportul de proteine ​​pentru a se conforma dietelor reduse de grăsimi și colesterol. Studii recente [77] sugerează că necesarul de proteine ​​al persoanelor în vârstă poate fi mai mare (

Aminoacizii neesențiali cuprind o parte semnificativă din proteinele dietetice, inclusiv proteinele de înaltă calitate (de exemplu, zerul, oul) care sunt utilizate în mod obișnuit pentru a completa dietele sărace în proteine. Deoarece aminoacizii neesențiali nu par a fi necesari pentru stimularea acută a anabolismului proteinelor musculare la persoanele în vârstă, proteinele de înaltă calitate pot fi încă inadecvate pentru un tratament prelungit eficient al dozei sarcopeniei, dată fiind cantitatea excesivă de calorii pe care le furnizează în forma aminoacizilor neesențiali. Astfel, eliminarea oricărei surse de energie care nu stimulează anabolismul proteinelor, inclusiv aminoacizii neesențiali și carbohidrații, nu ar trebui să scadă efectul anabolic pe termen lung al suplimentului esențial de aminoacizi pentru vârstnici, în timp ce scade semnificativ conținutul său caloric total. Cu toate acestea, nu există date privind eficacitatea suplimentării prelungite cu un amestec extrem de eficient de aminoacizi esențiali asupra creșterii musculare la vârstnici. Prin urmare, sunt necesare studii clinice randomizate pe termen lung pentru a evalua în mod clar dacă suplimentele nutriționale extrem de eficiente pot îmbunătăți în mod eficient masa musculară la persoanele în vârstă sarcopenice.

Concluzie

Sarcopenia este un proces multifactorial. O reducere a funcției endocrine, a activității fizice și a unei alimentații inadecvate joacă un rol important în reducerea masei musculare odată cu îmbătrânirea normală. Terapia de substituție cu testosteron ar putea fi o intervenție utilă la bărbații vârstnici hipogonadali pentru creșterea masei musculare și a forței, deși în prezent nu este recomandată. Terapia de substituție hormonală pentru menopauză, adrenopauză sau somatopauză pare să aibă un efect marginal sau deloc pozitiv asupra masei și forței musculare. Antrenamentul fizic și alimentația adecvată pot avea efecte dramatice asupra masei musculare și a forței. Un program de intervenție optim poate include un program de antrenament care include atât rezistență, cât și exerciții aerobice, cu aport adecvat de calorii și proteine ​​totale. Acest lucru nu numai că ar îmbunătăți masa și forța musculară, dar ar reduce și rezistența la insulină, care este mai răspândită la vârstnici. Furnizarea unui supliment nutrițional numai de aminoacizi sau proteine ​​ar putea fi, de asemenea, benefică pentru a promova creșterea musculară prin stimularea sintezei proteinelor musculare și creșterea aportului caloric zilnic total, dar sunt necesare investigații suplimentare.

Din fericire, mușchiul în vârstă este încă foarte plastic și poate răspunde la stimulii anabolici prin creșterea masei și a forței sale. Aceste cunoștințe sunt vitale pentru proiectarea intervențiilor pentru inversarea sau atenuarea pierderii masei musculare odată cu îmbătrânirea și pentru îmbunătățirea abilităților funcționale la vârstnici.

Mulțumiri

Această lucrare a fost finanțată parțial de către Institutul Național pentru Îmbătrânire/subvenția NIH # AG18311.