Rolul proteinei dietetice și al fitnessului muscular asupra longevității și îmbătrânirii
Barbara Strasser
1 Divizia de Biochimie Medicală, Biocentru, Universitatea de Medicină din Innsbruck, Austria
Konstantinos Volaklis
2 Departamentul de Prevenire și Medicină Sportivă, UTM, München, Germania
Dietmar Fuchs
3 Divizia de Chimie Biologică, Biocentru, Universitatea de Medicină din Innsbruck, Austria
Martin Burtscher
4 Departamentul Științe Sportive, Secția Medicală, Universitatea Innsbruck, Austria
Abstract
Este bine cunoscut faptul că persoanele de toate vârstele beneficiază de activitate fizică regulată, ceea ce reduce riscul de boli coronariene, hipertensiune, anumite tipuri de cancer, diabet de tip 2 și multe alte boli cronice. Într-adevăr, un nivel scăzut de fitness cardiorespirator este acceptat în zilele noastre ca un predictor puternic al mortalității la persoanele sănătoase și bolnave [1-3]. Forța musculară este o componentă importantă a aptitudinii fizice cu un rol independent în prevenirea multor boli cronice. Mai multe studii epidemiologice au arătat că slăbiciunea musculară la persoanele de vârstă mijlocie și în vârstă este puternic legată de limitările funcționale și dizabilitatea fizică [4-6]. Mai mult, studiile epidemiologice sau pe termen scurt indică un potențial efect benefic al creșterii aportului de proteine la adulții vârstnici. Astfel, scopul principal al prezentei lucrări este de a oferi o imagine de ansamblu asupra rolului exercițiului fizic în sănătatea musculară la bătrânețe și de a evidenția dovezile clinice ale aportului de proteine dietetice pentru a sprijini îmbătrânirea sănătoasă.
Forța musculară și longevitatea
Biologia îmbătrânirii musculare
Mușchii scheletici umani suferă în mod inevitabil modificări remarcabile odată cu îmbătrânirea, caracterizată printr-o scădere a masei musculare și a forței de aproximativ 1% pe an de la vârsta de aproximativ 40 de ani [39]. În cele din urmă, risipa musculară va contribui semnificativ la fragilitate, imobilitate și pierderea independenței. Cu toate acestea, gradul de pierdere a mușchilor diferă foarte mult între indivizi datorită diferențelor în procesul de îmbătrânire în sine, precum și în ceea ce privește nivelurile de activitate fizică. Modificările în arhitectura musculară și compoziția tipului de fibre, în proprietățile mecanice ale tendonului și controlul vascular al mușchiului contractant sunt cele mai proeminente caracteristici asociate cu scăderea masei și funcționarea mușchilor scheletici în vârstă [40-42].
Modificări legate de vârstă în arhitectura musculară
Modificări distincte ale arhitecturii musculare apar în timpul îmbătrânirii care rezultă din inactivitate (atrofie de dezactivare) și care provin din procesul de îmbătrânire (sarcopenie senilă) [42]. În timp ce atrofia inutilizării se caracterizează doar printr-o reducere a dimensiunii fibrelor, sarcopenia prezintă atât o dimensiune redusă a fibrelor, cât și un număr redus de fibre. În plus, lungimea fasciculului și unghiul de penație scad odată cu îmbătrânirea [43]. Observația conform căreia secțiunea transversală fiziologică (volumul muscular împărțit la lungimea fasciculului) scade odată cu uzarea și îmbătrânirea indică, de asemenea, o pierdere mai accentuată de sarcomeri în paralel decât sarcomerele în serie (lungimea fasciculului) [42].
Modificări legate de vârstă în compoziția tipului de fibre
Reducerea volumului muscular la vârstnici rezultă din reducerea unităților motorii și a fibrelor musculare. În timp ce dimensiunea fibrelor musculare de tip 1 este aproape menținută, dimensiunea fibrelor de tip 2 scade [44]. Cu toate acestea, pierderea fibrelor rămâne principalul motiv pentru reducerea masei musculare și a forței odată cu îmbătrânirea. Fibrele de tip 2 par să fie deosebit de predispuse la creșterea denervării odată cu înaintarea în vârstă [45]. Cu toate acestea, pierderea de fibre este cel puțin parțial prevenită, deoarece neuronii motori de tip 1 formează conexiuni cu fibrele denervate de tip 2. În consecință, neuronii motori de tip 1 se măresc în detrimentul fibrelor de tip 2 [45]. Descărcarea musculară (dezafectare) provoacă o tranziție lentă până la rapidă, indicată de creșterea izoformelor cu lanț greu de miozină rapidă (MHC), precum și de izoformele cu lanț ușor de miozină rapidă (MLC) [46]. Spre deosebire de neutilizare, îmbătrânirea în sine are ca rezultat o tranziție rapidă-lentă, explicată parțial prin denervarea fibrelor de tip 2 și glicarea MHC [47].
Mecanisme propuse
Răspunsul fiziologic la antrenamentul de efort
Scăderea legată de vârstă a pragului anaerob (VO2AT) la alergătorii de munte și subiecții sedentari (A) și puterea maximă la ridicătorii de greutate și subiecții de control sedentar (B); (modificat de la ref. 58, 59).
Tipul de rezistență al exercițiului
Tipul de rezistență al exercițiului
Proteine alimentare, mușchi și îmbătrânire sănătoasă
Rezistența anabolică a MPS la îmbătrânire - importanța exercițiului
Beneficiile clinice ale suplimentării cu proteine
Atrofia musculară este un efect nefericit al îmbătrânirii și al multor boli și poate compromite funcția fizică și afecta procesele metabolice vitale [89]. Intervențiile pentru sarcopenie includ exercițiile fizice și nutriția [90, 91], deoarece ambele au un impact pozitiv asupra anabolismului proteinelor, dar îmbunătățesc și alte aspecte care contribuie la bunăstarea la adulții sarcopenici în vârstă, cum ar fi funcția fizică, calitatea vieții și anti- stare inflamatorie [92]. Antrenamentul de rezistență duce la o creștere reală a masei corporale slabe și a forței musculare la adulții în vârstă sănătoși și, prin urmare, este considerat a fi cea mai bună metodă de exercițiu pentru tratamentul sarcopeniei [93]. Dovezi în creștere susțin creșterea absorbției proteinelor musculare prin intervenții nutritive, împreună cu o manipulare contracțională adecvată [94]. De importanță pentru adulții mai în vârstă, ridicarea greutății reduse stimulează efectiv ratele MPS la un nivel comparabil cu sarcinile tradiționale mari, pe lângă alte beneficii, cum ar fi capacitatea aerobă îmbunătățită [95].
Mușchiul îmbătrânit este, de asemenea, un predictor semnificativ al căderilor și fracturilor asociate cu o pierdere a independenței la bătrânețe [107, 108]. Astfel, intervențiile anabolice împotriva sarcopeniei sunt deosebit de relevante în această cohortă, deoarece este mai răspândită la pacienții vârstnici cu fractură de șold [109]. Deși subnutriția energetică a proteinelor prezice un rezultat slab la pacienții cu fractură de șold, creșterea consumului de energie și proteine are un efect favorabil asupra evoluției postoperatorii la persoanele în vârstă cu fracturi de șold [110]. Pe scurt, clinicienii nu ar trebui să treacă cu vederea beneficiul exercițiului combinat și al ingestiei de proteine. Stimularea musculară este esențială pentru a preveni risipa musculară, pentru a menține funcția musculară normală și pentru a reduce inflamația la pacienții spitalizați; acestea sunt modalități cruciale de atenuare a dezvoltării infecției și a mortalității. În plus, există o nevoie clară de aport de proteine dietetice peste actualul ADR la persoanele în vârstă, în special în perioadele în care masa musculo-scheletică este compromisă, cum ar fi imobilizarea, experții recomandând între 1,2 și 2,0 g/kg de masă corporală pe zi [111]. .