Роль дієтичного білка та м’язової форми у довголітті та старінні
Барбара Штрассер
1 Відділ медичної біохімії, Біоцентр, Медичний університет Інсбрук, Австрія
Костянтинос Волакліс
2 Департамент профілактики та спортивної медицини, ТУМ, Мюнхен, Німеччина
Дітмар Фукс
3 Відділ біологічної хімії, Біоцентр, Медичний університет Інсбрук, Австрія
Мартін Бурчер
4 Департамент спортивних наук, медична секція, Університет Інсбрука, Австрія
Анотація
Загальновідомо, що люди будь-якого віку отримують користь від регулярних фізичних навантажень, що знижує ризик ішемічної хвороби серця, гіпертонії, деяких видів раку, діабету 2 типу та багатьох інших хронічних захворювань. Справді, низький рівень кардіореспіраторної підготовленості сьогодні прийнятий як потужний предиктор смертності як у здорових, так і у хворих осіб [1-3]. М’язова сила є важливою складовою фізичної підготовки, яка має незалежну роль у профілактиці багатьох хронічних захворювань. Кілька епідеміологічних досліджень показали, що м'язова слабкість у людей середнього та старшого віку сильно пов'язана з функціональними обмеженнями та фізичною вадою [4-6]. Крім того, епідеміологічні або короткотермінові дослідження вказують на потенційний сприятливий ефект збільшення споживання білка у літніх людей. Отже, основною метою даної роботи є надати огляд ролі фізичних вправ у здоров’ї м’язів у літньому віці та окреслити клінічні докази споживання білка з їжею для підтримки здорового старіння.
М’язова сила та довголіття
Біологія старіння м’язів
Скелетні м'язи людини неминуче зазнають значних змін зі старінням, що характеризується зниженням м'язової маси та сили приблизно на 1% на рік у віці приблизно 40 років [39]. Зрештою, втрата м’язів суттєво сприятиме слабкості, нерухомості та втраті незалежності. Однак ступінь втрати м’язів сильно відрізняється між людьми через різницю як у процесі старіння, так і в рівні фізичної активності. Зміни в архітектурі м’язів і типі волокна, в механічних властивостях сухожиль і судинному контролі м’яза, що скорочується, є найбільш відомими характеристиками, пов’язаними із зменшенням маси та функціонуванням старіючих скелетних м’язів [40-42].
Вікові зміни в м’язовій архітектурі
Виразні зміни в архітектурі м'язів відбуваються під час старіння внаслідок неактивності (зникнення атрофії) та внаслідок процесу старіння (стареча саркопенія) [42]. У той час як атрофія, що не використовується, характеризується лише зменшенням розміру волокна, саркопенія демонструє як зменшений розмір волокна, так і зменшену кількість волокон. Крім того, довжина пучки та кут виведення пенії зменшуються із старінням [43]. Спостереження, що фізіологічна площа поперечного перерізу (м’язовий об’єм, поділений на довжину пучків), зменшується при відсутності використання та старіння, також вказує на більш виражену втрату саркомерів паралельно, ніж саркомерів послідовно (довжина пучка) [42].
Вікові зміни у складі типу волокна
Зменшення м’язового об’єму у людей похилого віку є наслідком зменшення рухових одиниць та м’язових волокон. Тоді як розмір м’язових волокон типу 1 майже підтримується, розмір волокна типу 2 зменшується [44]. Проте втрата клітковини залишається основною причиною зниження м’язової маси та сили зі старінням. Волокна типу 2, схоже, особливо схильні до посилення денервації із збільшенням віку [45]. Однак втрата клітковини принаймні частково запобігається тому, що рухові нейрони типу 1 утворюють зв’язки з денервованими волокнами типу 2. Як наслідок, рухові нейрони 1 типу збільшуються за рахунок волокон 2 типу [45]. Розвантаження (припинення використання) м’язів провокує повільний і швидкий перехід, що вказується підвищенням ізоформ важкої ланцюга міозину (MHC), а також ізоформ швидкого міозину легкого ланцюга (MLC) [46]. На відміну від невикористання, старіння саме по собі призводить до швидкого до повільного переходу, частково пояснюється денервацією волокон типу 2 та глікацією MHC [47].
Запропоновані механізми
Фізіологічна реакція на фізичне навантаження
Вікове зниження анаеробного порогу (VO2AT) у гірських бігунів та сидячих суб’єктів (А) та пікової потужності у важкоатлетів та сидячих контрольних суб’єктів (В); (змінено із посилань 58, 59).
Тип вправ на опір
Вид вправ на витривалість
Дієтичний білок, м’язи та здорове старіння
Анаболічна стійкість MPS при старінні - важливість фізичних вправ
Клінічні переваги білкових добавок
Атрофія м’язів є невдалим наслідком старіння та багатьох захворювань і може порушити фізичну функцію та погіршити життєво важливі обмінні процеси [89]. Втручання при саркопенії включають фізичні вправи та харчування [90, 91], оскільки обидва вони позитивно впливають на анаболізм білка, але також посилюють інші аспекти, що сприяють самопочуттю у людей похилого віку, такі як фізична функція, якість життя та анти- запальний стан [92]. Тренування на опір призводить до справжнього збільшення сухої маси тіла та сили м’язів у здорових людей похилого віку, і тому вважається найкращим методом вправ для лікування саркопенії [93]. Нарощування доказів підтверджує збільшення споживання м’язового білка за допомогою втручання поживних речовин у поєднанні з відповідними скорочувальними маніпуляціями [94]. Важливим для людей похилого віку є те, що підняття ваги з низьким навантаженням ефективно стимулює показники MPS до рівня, порівнянного з традиційними високими навантаженнями, крім інших переваг, таких як покращена аеробна здатність [95].
Старіючий м’яз також є значущим предиктором падінь та переломів, пов’язаних із втратою незалежності в літньому віці [107, 108]. Таким чином, анаболічні втручання проти саркопенії є особливо актуальними в цій когорті, оскільки вони частіше зустрічаються у літніх пацієнтів із переломами стегна [109]. Хоча недоїдання енергії білка передбачає поганий результат у пацієнтів із переломами стегна, збільшення споживання енергії та білка сприятливо впливає на післяопераційний перебіг у людей похилого віку з переломами стегна [110]. Підводячи підсумок, клініцисти не повинні випускати з уваги переваги поєднаних фізичних вправ та прийому білка. Стимуляція м’язів необхідна для запобігання втрати м’язів, підтримання нормальної роботи м’язів та зменшення запалення у госпіталізованих пацієнтів; це вирішальні способи послабити розвиток інфекції та смертність. Крім того, існує очевидна потреба в харчуванні білка, що перевищує поточну RDA, у людей старшого віку, особливо в періоди, коли опорно-рухова маса порушена, наприклад, іммобілізація, при цьому експерти рекомендують від 1,2 до 2,0 г/кг маси тіла на день [111].