A vázizomzat öregedése: az oxidatív stressz és az edzés hatása

Közzététel: 2017. szeptember 25.

Skeletal muscle aging: influence of oxidative stress and physical exercise
Mariane Janini Gomes és mtsai (Notucatu Medical School, Sao Paulo State University, UNESP, SP, Brazil, Email: Marina Politi Okoshi: mpoliti@mb.unesp.br.): Oncotarget 2017, 8(12):20428-40.

Az öregedés során a sarcopenia természetes folyamat, de a mértéke jelzi az életminőség romlását, a frailty állapotot, a mortalitás. A nyolcvanas évekre akár a felére csökkenhet az izomtömeg és izomerő. A definíciója az izomtömeg és funkció általános csökkenése ezt indokló betegség nélkül. Az európai munkacsoport mind az izomtömeg, mind az izomerő csökkenését figyelembe veszi a diagnóziskor. Izomtömeg osztva a magasság négyzetével – mint a BMI – a javasolt mérték. Ennek méréséhez legalább DEXA vagy impedancia-mérés kell, a megbízhatóbb a CT és az MRI. Férfiakon 7,26 kg/m2, nőkön 5,45 kg/m2 a határ. A Nemzetközi Munkacsoport az alacsony fizikai teljesítőképességet és alacsony izomerőt javasolja diagnosztikumként. Klinikai célokra a 0,8 m/mp alatti járássebesség – néhány méteres távon mérve a szokásos sebességet-- és a markolóerő mérése a javasolt mutatók. Utóbbi a legpraktikusabb mutató: férfiakon 26-30, nőkön 16-19 kg a szokásos határ – populációtól kissé függően. Ez megbízhatóbban jelzi a várható romlást, mint az izomtömeg.

A krónikus betegségeket kísérő izomvesztés az izomsorvadás (wasting), a kahexia, a frailty (törékeny) állapot és a sarcopeniás obezitás a három idetartozó szindróma.

Az izomvesztés (atrófia) a negyvenes évektől jellemzi a korosodást, dekádonként 8 százalék a vesztés, a hetvenes évektől 15%/dekád. Ekkorra az izom keresztmetszet 30%kal kisebb mint húszévesen, a II (gyors) rostok megfogynak – némelyiket lassú motoneuron idegez be--, a motoneuronok száma megfogy, több izomrost jut egy neuronra. Szoros a kapcsolat az izomtömeg és erő között – a specifikus erő: erö/keresztmetszet – nagyjából nem változik. a hetvenes évekre az erő 20-40 százalékkal kisebb mint a húszas éveinkben. Ez nagyobb lehetőség az elesésekre, a mozgáskorlátozottságra és korrelál a halálozás esélyével.

Sokféle és nem eléggé értett folyamat vezet ide. A főbbek a fizikai inaktivitás, a hormonális változások, az inzulin-rezisztencia, genetikus hajlam, étvágycsökkenés és a táplálkozási hiányosságok. Az anabolikus és katabolikus folyamatok egyensúlya bomlik meg. A fehérje szintézis a foszfatidilinozitol-3-kináz (PI3K) szerin treonin kináz aktiválásával indul, ami a mammalin target of rapamycint (mTOR) stimulálja. Az anabolikus hatású folyamatok (inzulin, inzulin-like Growth Factor, testosteron, edzés) így hatnak. Az ülő életvitel, a túlsúlyt és inaktivitást kísérő inzulin-rezisztencia, az alacsonyabb tesztoszteron szint esetén ez a stimulálás hiányzik, az izom fehérje szintézise visszaszorul, az izomtömeg csökkenése tovább rontja a helyzetet. A tesztoszteron a myoblastokat és a satellita sejteket stimulálja, az IGF-1 a satellita-sejtek proliferációját serkenti és gátolja a fehérje lebontást – mindezek a korosodással tompulnak. Kevésbé ismerjük a fokozott katabolizmus mechanizmusát. Az izomban az ubiquitin-proteosoma rendszer a fontos az izomfehérjék lebontásban, de a szerepe ellentmondó a korosodásban, talán a Ca-függő calpain és az autofágia még fontosabb. Gátolt autofágia esetén felhalmozódnak a törmelékek, míg nagy aktivitás elpusztítja a sejteket. A PI-3K/AktmTOR – út aktiváltsága visszaszorítja a fehérje szétesést. Az inaktivitás a Fox-O-t stimulálja, az pedig gátolja az mTOR utat. A motoneuron csökkenés is hozzájárul az izomvesztéshez. A satellita sejtekből regenerálódnak az izomrostok – a számuk edzéssel nő, inaktivitással csökken. A myostatin is mindezen folyamatokra kedvezőtlenül hat. A mitokondriumokok száma és enzim-tartalma csökken a korosodással, a mitofágia felgyorsul. A PGC-1alfa (peroxisome proliferator-activált receptor gamma coaktivator 1-alfa) a mitokondrium-keletkezés kulcs-szabályozója, a korral csökken az aktivitása. Overexpressziója védi az izmokat a korosodás hátrányaitól.

Újabb a vas(hiány) szerepének felismerése. Nem csak a hemoglobin, hanem az izomfunkciók, a mitokondrium-szám és funkció, ezzel az aerob kapacitás is zavart szenved a vashiánykor. A krónikus gyulladás, a tumor nekrózis faktor-alfa és a többi gyulladásos citokin magas szintje valamilyen kedvezőtlen hatást jelez.

A Reaktív Oxigén és Nitrogén Speciesek (ROS, RNS) a redox szignálban és sejttúlélésben szabályozó szereppel bírnak, enzimeket aktiválnak-gátolnak. A magas ROS szint és károsodás a mitokondriumokból kikerülő proton mennyisége és az ezt ellensúlyozó anti-oxidáns és ROS-eltakarító mechanizmusok egyensúlyán múlik. Keletkezik ROS/RNS mindenütt, ahol molekulák oxidatív lebontása folyik, de döntően a mitokondriumokban. Egy sor enzim vesz ezekben részt, így a xantinoxidáz, NADPH, NO-szintetáz. A RNS-ek nitrációt, nitrifikációt, nitrolizációt, karbonilációt, glikációt okoznak. Az oxidatív károsodás ellen védő enzimet közűl legismertebb a szuperoxid dizmutáz, a kataláz, a glutation peroxidáz. A táplálkozás, az edzés, a kor hat ezekre is. Az exogén antioxidánsok (vitamin E, C, cink, réz, vas) csökkenthetik az oxidatív károsodást. 1956 óta folyik e folyamatok feltérképezése. A korosodással mindegyik kedvezőtlenül változhat. A 2. (glikolytikus) izomrostok a sérülékenyebbek az oxidatív károsodással szemben is. Az oxidatív stressz károsíthatja az ideg-izom átmenet és a sejten belüli ingerátvitel mechanizmusait.

A fizikai terhelés, az edzés – nem mindenben megértett – folyamatokat indít: a katabolikus/anabolikus folyamatokat az anabolizmus felé tereli, gátolja a fehérje katabolizmust. A kisebb oxidatív stressz, a myostatin és a FOX-O gátlása, a mitokondrium-funkciók erősödése a számbavett mechanizmusok. Noha az egyszeri terhelés növeli átmenetileg a ROS szintet, az oxidatív stresszt, de kompenzációs folyamatokat indít, így a rendszeres fizikai aktivitás kisebb oxidativ stresszel –és károsodással – jár. A PGC-1alfa a központi szabályozó, a MAPK, az adenozin-monofoszfát-aktiválta protein kináz (AMPK) ROS-függően aktiválható. Az edzés növeli az PGC-1alfa4 izoformot, ami anabolizmust indít. Az edzettebb izomban az energiatermelő enzimaktivitások nagyobbak, jobb a kalcium-homeosztázis. A rezisztencia-edzés csökkenti a TNFalfa expressziót, minden edzés növeli az izomban az új érképződést, javítja az endotél funkciót. A légzőizomzatot sem szabad kihagyni az edzésből.

Mivel a nagyintenzitású terhelés nagyobb mérvű lipid-peroxidációval jár, egészség védelemre a két ventilációs küszöb közötti intenzitással (az aerob kapacitás 50-80 százaléka között) heti ötször illetve 2-3szor végezzünk legalább félórás testmozgást. A rezisztencia edzés hetente kétszer, az egyszeri maximális erőkifejtés (1RM) 50-80 százalékával, 10 mozgás 3-5szöri megismétlésével (3-5 szet) történjék.

A táplálkozásban a testmozgás és a megfelelő mennyiségű – legalább 1,2 gramm/kg fehérje naponta a javaslat. Önmagában a nagyobb fehérjefogyasztás nem elég hatásos, leucinnal dúsított fehérjesavót találtak hasznosnak. A D-vitaminellátás nagyon fontos, ahogyan a vashiány kiküszöbölése is.

Myostatin antagonisták, follistatin, aktivin receptor antagonisták, ghrelin-antagonisták, szelektív androgén molekulák, megestrol acetát, beta-agonsiták: espindolol, formoterol, troponin aktivátorok, androgén receptor modulátorok (SARMs), a kardiológiában használt trimetadizin, a testosteron és egy sor egyéb gyógyszer-jelöltről olvashatunk a sarcopenia megelőzésére-csökkentésére.

Apor Péter dr.




Vissza a Referátumok oldalra


Kövessen minket a Facebookon!


Kérjük, adója 1%-ával támogassa társaságunkat!