Cercetătorii au descoperit cum exercițiile fizice inversează îmbătrânirea musculară

Cercetătorii au descoperit cum exercițiile fizice inversează îmbătrânirea musculară

Cercetătorii au identificat un mecanism biologic care explică modul în care exercițiile fizice protejează mușchii îmbătrâniți și le restabilește capacitatea de a se repara singuri.

Descoperirea arată de ce activitatea fizică poate contracara unele dintre schimbările care slăbesc mușchii odată cu vârsta și sugerează posibile tratamente pentru pierderea musculară legată de bătrânețe.

Studiul, condus de Duke-NUS Medical School în colaborare cu Singapore General Hospital și Cardiff University, a identificat un sistem molecular care devine disfuncțional pe măsură ce mușchii îmbătrânesc. Exercițiile fizice pot ajuta la restabilirea echilibrului acestui sistem, permițând celulelor musculare să elimine proteinele deteriorate și să mențină țesutul sănătos.

Publicate în Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), descoperirile oferă noi perspective asupra biologiei îmbătrânirii musculare și explică de ce exercițiile pot fi mai eficiente pentru unii vârstnici decât pentru alții.

Deși experimentele au fost realizate pe țânțari și șoareci, cercetătorii cred că mecanismul subiacente ar putea ajuta în dezvoltarea unor noi metode de păstrare a forței și mobilității musculare în rândul oamenilor.

Pierderile musculare reprezintă una dintre cele mai semnificative schimbări fizice asociate cu îmbătrânirea. Începând cu mijlocul vieții, mușchii pierd treptat forță și funcție, ceea ce face activitățile zilnice mai dificile și crește riscul de căderi și fracturi.

Mușchii mai slabi pot, de asemenea, complica recuperarea după leziuni sau boli și pot face mai dificilă reglarea nivelului de zahăr din sânge. Având în vedere rolul important pe care îl joacă mușchii în metabolism, deteriorarea acestora poate afecta mult mai mult decât forța fizică.

Pentru populațiile îmbătrânite, inclusiv cea din Singapore, menținerea sănătății musculare este deosebit de importantă. Prevenirea declinului muscular poate ajuta adulții în vârstă să rămână independenți și să reducă cerințele impuse îngrijitorilor și sistemelor de sănătate.

La nivel celular, menținerea sănătății musculare necesită un echilibru atent între producerea de proteine noi și eliminarea celor vechi sau deteriorate. Proteinele constituie cea mai mare parte din mecanismele și structurile din interiorul celulelor musculare, astfel că această întreținere continuă este esențială pentru funcționarea normală.

Unul dintre principalele sisteme responsabile pentru reglementarea acestui proces este o cale de semnalizare numită mTORC1, care acționează ca un regulator de creștere, ajutând celulele să determine când să producă proteine și să susțină întreținerea musculară.

Totuși, acest sistem poate deveni dezechilibrat odată cu înaintarea în vârstă.

Când mTORC1 devine excesiv de activ, celulele musculare pot dedica prea mult timp producerii de proteine, nefiind capabile să elimine proteinele deteriorate. În timp, aceste proteine defecte se acumulează, punând presiune asupra celulelor și interferând cu capacitatea lor de a funcționa corect.

Cercetătorii au recunoscut de mult acest dezechilibru ca un factor care contribuie la deteriorarea musculară, dar mecanismul responsabil pentru dezechilibru a rămas neclar.

Cercetătorii au identificat problema ca fiind legată de un gen numit DEAF1, care joacă un rol important în controlul îmbătrânirii musculare.

Pe măsură ce mușchii îmbătrânesc, nivelurile de DEAF1 pot crește. Echipa a descoperit că această creștere determină o activitate excesivă a mTORC1, perturbând ciclul normal de producție și eliminare a proteinelor.

Ca rezultat, întreținerea mușchilor se degradează. În loc să înlocuiască eficient componentele deteriorate și să păstreze țesutul sănătos, celulele musculare îmbătrânite devin din ce în ce mai împovărate de proteine care ar fi trebuit eliminate.

În circumstanțe normale, DEAF1 este reglat de o familie de proteine numite FOXOs.

Aceste proteine ajută la controlul activității genelor și sunt implicate în procese importante de întreținere celulară. În mușchii sănătoși, ele împiedică DEAF1 să devină excesiv de activ.

Însă activitatea FOXO tinde să scadă odată cu vârsta. Pe măsură ce această reglementare protectoare slăbește, DEAF1 poate crește, determinând o activitate mai mare a mTORC1 și perturbând și mai mult procesele necesare menținerii sănătății musculare.

Cercetătorii au descoperit că această succesiune de evenimente ajută la explicarea de ce mușchii îmbătrâniți își pierd treptat capacitatea de a se repara singuri.

Un aspect crucial este că exercițiile fizice pot întrerupe acest proces.

Exercițiul nu stimulează doar mușchii să devină mai puternici. Conform descoperirilor, activitatea fizică poate ajuta, de asemenea, la restabilirea sistemului de întreținere celulară care devine perturbat pe parcursul îmbătrânirii.

Cercetătorii au constatat că exercițiile activau proteinele reglatorii care reduc nivelurile de DEAF1. Acest lucru ajută la restabilirea activității mTORC1 într-un echilibru mai sănătos, permițând celulelor musculare să elimine proteinele deteriorate în timp ce continuă să producă proteine noi necesare.

În esență, exercițiul ajută mușchii să efectueze o curățare internă importantă, facilitând menținerea țesutului sănătos și recuperarea din daune.

Asistentul profesor Tang Hong-Wen, autorul principal al studiului din cadrul Duke-NUS, a explicat: „Exercițiul poate inversa acest proces, corectând dezechilibrul. Activitatea fizică activează anumite proteine care scad nivelurile DEAF1, readucând calea de creștere în echilibru. Acest lucru permite mușchilor îmbătrâniți să elimine proteinele deteriorate, să se reconstruiască corespunzător și să rămână mai puternici și mai rezilienți.”

Cu toate acestea, cercetătorii au descoperit o limitare importantă.

Când nivelurile DEAF1 devin extrem de ridicate sau activitatea FOXO scade prea mult, exercițiul poate să nu fie suficient pentru a restabili complet repararea normală a mușchilor.

Aceasta sugerează că condiția biologică a celulelor musculare poate influența eficiența cu care acestea răspund la activitatea fizică. De asemenea, oferă o explicație posibilă pentru faptul că unii adulți în vârstă experimentează îmbunătățiri mai mari din exercițiu decât alții.

Descoperirile nu sugerează că exercițiul își pierde valoarea odată cu vârsta. Mai degrabă, ele indică faptul că înțelegerea schimbărilor biologice care au loc în mușchii îmbătrâniți ar putea fi necesară pentru a dezvolta strategii mai eficiente de prevenire a declinului muscular.

<