Μυϊκή Γήρανση και αντιστροφή της μέσω της Άσκησης

Το 1988, ο Irwin Rosenberg του Πανεπιστημίου Tufts εφάρμοσε τον όρο «σαρκοπενία» από τις ελληνικές ρίζες για να περιγράψει την έλλειψη μυικής μάζας που σχετίζεται με την ηλικία.

Μυϊκή Γήρανση

Η γήρανση των μυών πιθανότατα έχει διάφορους υποκείμενους παράγοντες, όπως μειωμένο αριθμό μυϊκών βλαστοκυττάρων, μιτοχονδριακή δυσλειτουργία, μείωση της ποιότητας και του κύκλου των πρωτεϊνών και ορμονική απορρύθμιση.

Η απώλεια μυϊκής μάζας συνδέεται με μυϊκή αδυναμία, η οποία μπορεί να κάνει καθημερινές δραστηριότητες, όπως το ανέβασμα σκαλιών ή ακόμη και το να σηκώνεται κάποιος από μια καρέκλα, δύσκολη για πολλούς .

Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε περεταίρω  αδράνεια, η οποία από μόνη της οδηγεί σε απώλεια ακόμα περισσότερης μυϊκής μάζας ,πρόκειται για φάυλο κύκλο ο οποίος όμως αντιστρέφεται με τη κατάλληλη αντιμετώπιση. Έτσι, οι ηλικιωμένοι μπορούν να εισέλθουν σε έναν φαύλο κύκλο ο οποίος τελικά θα οδηγήσει σε αυξημένο κίνδυνο πτώσεων, απώλεια της ανεξαρτησίας και ακόμη και πρόωρου θανάτου.

Τα καλά νέα είναι ότι η άσκηση μπορεί να αποτρέψει και ακόμη και να αντιστρέψει την απώλεια μυικής μάζας και την αδυναμία.

Πρόσφατες έρευνες έχουν δείξει ότι η σωματική δραστηριότητα μπορεί να προάγει τη μιτοχονδριακή υγεία, να αυξάνει τον κύκλο πρωτεϊνοσύνθεσης και να αποκαθιστά τα επίπεδα των σηματοδοτικών μορίων που εμπλέκονται στη μυϊκή λειτουργία.

Αλλά ενώ οι επιστήμονες γνωρίζουν πολλά για το τι πάει στραβά στη γήρανση, και γνωρίζουμε ότι η άσκηση μπορεί να επιβραδύνει το αναπόφευκτο, οι λεπτομέρειες αυτής της σχέσης μόλις αρχίζουν να έρχονται στο επίκεντρο.

Παρόλο που οι αιτίες της απώλειας μυών είναι πολυάριθμες και σύνθετες, υπάρχουν πλέον  άφθονα στοιχεία που δείχνουν ότι η άσκηση μπορεί να αποτρέψει ή να αναστρέψει πολλές από αυτές τις αλλαγές που σχετίζονται με την ηλικία, ενώ η αδράνεια θα επιταχύνει τη γήρανση των μυών. Νωρίτερα φέτος, οι Janet Lord του Πανεπιστημίου του Μπέρμιγχαμ και ο Steven Harridge στο King’s College του Λονδίνου εξέτασαν τους μυς  125 ανδρών και γυναικών ερασιτεχνών ποδηλατών και έδειξαν ότι  καθημερινή άσκηση μπορεί να επιβραδύνει τη γήρανση των. Το αναπάντεχο είναι ότι  το ανοσοποιητικό σύστημα δεν είχε ούτε αυτό καταπονηθεί.

Ο ρόλος της άσκησης στην υγεία των μυών

Η επιρροή της άσκησης στην υγεία των μυών πιθανώς δρα μέσω πολλών μηχανισμών, όπως εκείνοι που υποκρύπτουν την απώλεια μυών και την αδυναμία που σχετίζονται με την ηλικία. Για παράδειγμα, ο αριθμός δορυφορικών κυττάρων μπορεί να αυξηθεί με την άσκηση, ενώ οι ενεργά ηλικιωμένοι έχουν περισσότερα από αυτά τα κύτταρα από ό, τι τα πιο καθιστικά άτομα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο άσκηση πριν από τη χειρουργική επέμβαση ισχίου και γόνατος μπορεί να επιταχύνει την αποκατάσταση στους ηλικιωμένους.

Η φυσική δραστηριότητα επηρεάζει επίσης τα μιτοχόνδρια του μυός. Η έλλειψη άσκησης μειώνει την αποτελεσματικότητα και τον αριθμό των μιτοχονδρίων στους σκελετικούς μύες, ενώ η άσκηση προάγει την μιτοχονδριακή υγεία.

Πέρυσι, η Κατερίνα Τεζέ στο εργαστήριο της Sandri στο Πανεπιστήμιο της Πάντοβα εντόπισε μια ισχυρή συσχέτιση μεταξύ της μείωσης των επιπέδων του OPA1, μιας πρωτεΐνης που συμμετέχει στη διαμόρφωση των μιτοχονδρίων και της μείωσης της μυϊκής μάζας και της δύναμης σε ηλικιωμένα άτομα, ενώ τα επίπεδα OPA1 διατηρούνται στους μύες των μεγάλων σε ηλικία αθλητών που ασκούνταν τακτικά όλη τους τη ζωή.

Η άσκηση μπορεί ακόμη και να ωθήσει τα μυϊκά κύτταρα να διατηρήσουν τα νεανικότερα επίπεδα των μεταγραφών γονιδίων και των πρωτεϊνών. Για παράδειγμα, ο Sreekumaran Nair από την κλινική Mayo στο Rochester της Μινεσότα και συνεργάτες του διαπίστωσε ότι η προπόνηση  διαλλειματικής άσκησης υψηλής έντασης αντιστρέφει πολλές διαδικασίες στη σύνθεση των μυών που σχετίζονται με την ηλικία, συμπεριλαμβανομένης της αποκατάστασης των επιπέδων των μιτοχονδριακών πρωτεϊνών.

Και ο Simon Melov στο Ινστιτούτο Έρευνας για τη Γήρανση του Buck και ο Mark Tarnopolsky του Πανεπιστημίου McMaster στον Καναδά και οι συνάδελφοί τους έχουν διαπιστώσει ότι ενώ υγιείς ηλικιωμένοι (μέσος όρος 70 ετών) είχαν προφίλ γονιδιακής έκφρασης που ήταν συνεπής με μιτοχονδριακή δυσλειτουργία πριν από μια αντίσταση πρόγραμμα άσκησης άσκησης, σε μόλις έξι μήνες αυτό το γενετικό αποτύπωμα είχε αντιστραφεί πλήρως σε επίπεδα έκφρασης συγκρίσιμα με αυτά που παρατηρήθηκαν σε νεαρά άτομα.

Οι διαφορετικοί τύποι άσκησης μπορούν να προκαλέσουν διαφορετικές μεν ,συγκεκριμένες δε  αντιδράσεις στο μυ. Για παράδειγμα, ενώ η ενδυνάμωση με αντιστάσεις είναι αποτελεσματική στο χτίσιμο μυϊκής μάζας , ασκήσεις διαλλειματικές  υψηλών εντάσεων είχαν μεγαλύτερη επίδραση σε κυτταρικό επίπεδο, στην καταπολέμηση της απώλειας και της αδυναμίας που σχετίζεται με την ηλικία, σύμφωνα με το έργο του Nair

Η άσκηση επηρεάζει την αυτοφαγία. Τον Δεκέμβριο του 2011, η Sandri και οι συνάδελφοί της ήταν οι πρώτοι που αναφέρουν σε ποντίκια ότι η δραστηριότητα αυτοφαγίας θα μπορούσε να ενισχυθεί από  σωματική άσκηση, στην περίπτωση αυτή, βάζοντας τα ποντικάκια να τρέχουν σε ένα διάδρομο.

Τον Ιανουάριο του 2012 η ομάδα της Beth Levine στο Πανεπιστήμιο του Ιατρικού Κέντρου του Southwestern στο Τέξας επιβεβαίωσε ότι η άσκηση αυξάνει γρήγορα την αυτοφαγική δραστηριότητα και ότι η αυτοφαγία είναι απαραίτητη για να αναδειχτούν τα  ωφέλιμα αποτελεσμάτα της άσκησης : οι φυσικά δραστήριοι  ποντικοί που δεν μπόρεσαν να αυξήσουν την αυτοφαγία δεν παρουσίασαν αύξηση μυϊκής μάζας, μιτοχονδριακού περιεχομένου ή ευαισθησίας στην ινσουλίνη μετά το τρέξιμο στο τροχο.

Επιπρόσθετα η άσκηση μπορεί  να αποκαταστήσει τα επίπεδα μυοκινών που μειώνονται με την ηλικία. Για παράδειγμα, όταν τα ηλικιωμένα άτομα ακολούθησαν ένα κανονικό πρόγραμμα φυσικής δραστηριότητας, υπήρξε μια άμεση συσχέτιση μεταξύ της βελτίωσης της σωματικής τους απόδοσης και της αύξησης του επιπέδου της κυκλοφορούσας μυοκίνης . Ομοίως, ο Ivan Bautmans από το Vrije Universiteit Brussel έδειξε ότι τα αυξημένα επίπεδα κυκλοφορίας φλεγμονοδών δεικτών συσχετίζεται με την κόπωση των μυών σε γηριατρικούς ασθενείς και ότι η προπόνηση αντιστάσεων μειώνει τις φλεγμονώδεις μυοκίνες σε νεαρούς ενήλικες.

Με αυτούς τους μηχανισμούς, η άσκηση μπορεί να βελτιώσει τη συνολική δύναμη στους ηλικιωμένους, και συγκεκριμένα, το μεταβολικό σθένος των σκελετικών μυών. Όντας ο πιο άφθονος ιστός στο μέσο ανθρώπινο σώμα, που αντιπροσωπεύει το 30% έως 40% της συνολικής του μάζας, ο μυς δεν είναι μόνο κρίσιμος για τη μετακίνηση και την αναπνοή, αλλά και για την ομοιόσταση γλυκόζης, λιπιδίων και αμινοξέων.

Η απώλεια μυϊκής μάζας και δύναμης που σχετίζονται με την ηλικία συμβάλλει έτσι στη γενική μεταβολική δυσλειτουργία που παρατηρείται συνήθως στους ηλικιωμένους ασθενείς. Σε ηλικιωμένες γυναίκες, μια ώρα γρήγορου περπατήματος παρήγαγε αυξημένη ευαισθησία στην ινσουλίνη την επόμενη ημέρα.Επομένως, δεν είναι ποτέ αργά για να ασκηθείτε για να προσπαθήσετε να καταπολεμήσετε τις συνέπειες της γήρανσης των μυών.

Μια λεπτομερής κατανόηση των μοριακών και κυτταρικών οδών που εμπλέκονται στη γήρανση των μυών θα μπορούσε να ανοίξει το δρόμο για την ανάπτυξη θεραπευτικών παρεμβάσεων για την ενίσχυση της πρωτεϊνικής σύνθεσης και την αύξηση της μυϊκής μάζας.

Προς το παρόν, η τακτική άσκηση σε συνδυασμό με την καλή διατροφή εξακολουθεί να είναι ο αποτελεσματικότερος τρόπος για την καταπολέμηση της σαρκοπενίας και, ενδεχομένως, της γήρανσης συνολικά.

Εκτός από την περιγραφή των υποκείμενων αιτιών της γήρανσης των μυών, η μελλοντική έρευνα θα πρέπει να επιδιώξει να καθορίσει τη βέλτιστη σωματική άσκηση και τα προγράμματα διατροφής για την καταπολέμηση της απώλειας και αδυναμίας των μυών που σχετίζονται με την ηλικία. Δεν μπορεί να αυξήσει σημαντικά τη διάρκεια ζωής του ανθρώπου, αλλά σίγουρα θα βοηθήσει τους ανθρώπους να φτάσουν στο τέλος της διάρκειας ζωής τους σε υγιέστερη κατάσταση.

Ακολούθησε το fmh.gr στο Twitter, στο Facebook στο Υoutube και στο Instagram

Μήλα Αλεξάνδρα

Απόφοιτη  ΑΠΘ.
Τμήμα  Επιστήμης Φυσικής Αγωγής &Αθλητισμού
Master στην Ιατρική Σχολή
Τμήμα  Μοριακής και Εφαρμοσμένης Φυσιολογίας/Θεραπευτική Άσκηση
the3FTrainingPoint 

Βιβλιογραφία :

1961. Mauro, “Satellite cell of skeletal muscle fibers,” J Biophys Biochem Cytol, 9:493–95, 1961.

B.M. Carlson, J.A. Faulkner, “Muscle transplantation between young and old rats: Age of host determines recovery,” Am J Physiol, 256:C1262–66, 1989.

2015. Bigot et al., “Age-associated methylation suppresses SPRY1, leading to a failure of re-quiescence and loss of the reserve stem cell pool in elderly muscle,” Cell Rep, 13:1172–82, 2015.
2016. Liu et al., “Loss of adult skeletal muscle stem cells drives age-related neuromuscular junction degeneration,” eLife, 6:e26464, 2017.
2017. Ibebunjo et al., “Genomic and proteomic profiling reveals reduced mitochondrial function and disruption of the neuromuscular junction driving rat sarcopenia,” Mol Cell Biol, 33:194–212, 2013.
2018. Pannérec et al., “A robust neuromuscular system protects rat and human skeletal muscle from sarcopenia,” Aging, 8:712–28, 2016.
2019. Masiero et al., “Autophagy is required to maintain muscle mass,” Cell Metab, 10:507–15, 2009.
2020. Besse-Patin et al., “Effect of endurance training on skeletal muscle myokine expression in obese men: identification of apelin as a novel myokine,” Int J Obes, 38:707–13, 2014.

N.A. Duggal et al., “Major features of immunesenescence, including reduced thymic output, are ameliorated by high levels of physical activity in adulthood,” Aging Cell, 17:e12750, 2018.

89. Tezze et al., “Age-associated loss of OPA1 in muscle impacts muscle mass, metabolic homeostasis, systemic inflammation, and epithelial senescence,” Cell Metab, 25:1374–89.e6, 2017.
90. Sreekumar et al., “Gene expression profile in skeletal muscle of type 2 diabetes and the effect of insulin treatment,” Diabetes, 51:1913–20, 2002.
91. Melov et al., “Resistance exercise reverses aging in human skeletal muscle,” PLOS ONE, 2:e465, 2007.
92. Lo Verso et al., “Autophagy is not required to sustain exercise and PRKAA1/AMPK activity but is important to prevent mitochondrial damage during physical activity,” Autophagy, 10:1883–94, 2014.
93. He et al., “Exercise-induced BCL2-regulated autophagy is required for muscle glucose homeostasis,” Nature, 481:511–15, 2012.
94. Vinel et al., “The exerkine apelin reverses age-associated sarcopenia,” Nat Med, doi:1010.1038/s41591-018-0131-6, 2018.
95. Arnold et al., “Peripheral muscle fatigue in hospitalised geriatric patients is associated with circulating markers of inflammation,” Exp Gerontol, 95:128–35, 2017.
96. Wang et al., “A 60-min brisk walk increases insulin-stimulated glucose disposal but has no effect on hepatic and adipose tissue insulin sensitivity in older women,” J Appl Physiol, 114:1563–68, 2013.