Naturalny proces starzenia się powiązany jest ze stopniowym, progresywnym spadkiem poziomu masy mięśniowej a co za tym idzie – siły i wytrzymałości. Zjawisko to nazywane jest sarkopenią [1]. Niestety, niebywale często w obiegowych opiniach tkanka mięśniowa postrzegana jest w sposób dychotomiczny – albo odgrywa rolę jedynie estetyczną, gwarantującą atrakcyjny wygląd lub jest absolutnie niepotrzebna. Nie sposób powiedzieć jak pogląd ten jest zarówno krzywdzący jak i nieodpowiedzialny. Mięśnie są wszak tkanką gwarantującą pomyślną lokomocję, siłę do pokonywania trudów dnia codziennego, zdrowie metaboliczne a w sposób pośredni również zdrowie umysłowe [2].
Powolna utrata masy mięśniowej wraz z wiekiem stoi u podstaw ograniczonej samodzielności. Sarkopenia jest ściśle związana ze zjawiskiem słabości fizycznej (z ang. physical frailty), a więc stanu zwiększonego ryzyka upadków, złamań czy nawet potencjalnej śmierci [3,4]. Naturalna jest więc potrzeba identyfikacji czynników będących podłożem powstawania i intensyfikacji procesów atrofii tkanki mięśniowej. Etiologia tegoż zaburzenia jest bowiem nadrzędnym czynnikiem pozwalającym wysnuć zalecenia żywieniowo-treningowe w celu zdławienia zjawiska sarkopenii.
PRZYCZYNY SARKOPENII
Nie ma jednego, prostego mechanizmu wyjaśniającego powiązaną z procesem starzenia utratę tkanki mięśniowej. Jest to zlepek czynników warunkowanych po części odgórnie jako nieunikniona konsekwencja starzenia jak i zbiór zachowań wpisujących się w definicję „niewłaściwej higieny życia”. Ba! Wydaje się nawet, że to czynniki będące tymi możliwymi do modyfikacji stanowią główny problem.
Ale zacznijmy od początku. Proces starzenia związany jest z narastającym stanem zapalnym, jako że organizm nie jest w stanie efektywnie utrzymywać homeostazy, bynajmniej nie w sposób na tyle wydajny jak u osoby młodej. Cytokiny prozapalne takie jak czynnik martwicy nowotorów alfa (TNF-alfa), interleukina 6 (IL-6) czy interleukina 1 beta (IL-1-beta) to główne mediatory przewlekłej odpowiedzi zapalnej. Stan ten wpływa na metabolizm białek w tkance mięśniowej, nasilając procesy kataboliczne związane z rozpadem białek mięśniowych [26,27] tym samym promując negatywny balans pomiędzy ich syntezą a rozpadem.
Kreatyna od testosterone.pl – wzmacnianie mięśni i zapobieganie katabolizmowi
Kreatyna od testosterone.pl – wzmacnianie mięśni i zapobieganie katabolizmowi
Ale chwila.. Czym są procesy syntezy i rozpadu białek mięśniowych i jakie mają one znaczenie dla tkanki mięśniowej?
W celu łatwiejszego zobrazowania tych dwóch wysoce istotnych procesów posłużmy się alegorią. Istotą hipertrofii mięśniowej jest balans pomiędzy procesem syntezy nowych białek mięśniowych a ich degradacją. Można więc wyobrazić sobie tkankę mięśniową jako pewnego rodzaju budowlę z klocków. Część klocków zostaje dodawana a część odbierana jako, że procesy te zachodzą stale i naprzemiennie na przestrzeni dnia. Kluczowe jest więc, aby ilość „klocków dodanych” – nowo zsyntezowanych białek – przerastała wartość „klocków odebranych” – procesów degradacji. W innym wypadku dysbalans w metabolizmie białek na korzyść procesów ich rozpadu będzie skutkował utratą tkanki mięśniowej [7].
Niestety w przypadku osób starszych optymalizacja procesów syntezy białek mięśniowych jest nadzwyczaj problematyczna. Jest to bowiem grupa narażona na rozwój fizjologicznego zjawiska nazywanego opornością anaboliczną [8]. Stan ten cechuje się obniżoną odpowiedzią organizmu na spożycie białka pokarmowego [9]. Konsumpcja odpowiedniej ilości białka, w szczególności bogatego w leucynę będącą pewnego rodzaju zapalnikiem procesów anabolicznych, skutkuje nasileniem procesów syntezy białek mięśniowych [10]. Jest to więc jeden ze sposobów dostarczenia „klocków” na naszym alegorycznym placu budowy jakim jest tkanka mięśniowa.
Stan oporności anabolicznej nie jest warunkowany wyłącznie naturalnym procesem starzenia. Prawdę mówiąc, zjawisko to w głównej mierze jest skutkiem braku aktywności fizycznej. Hipokinezja szczególnie w przypadku osób starszych związana jest ze zmniejszeniem wskaźników zarówno podstawowej jak i po posiłkowej syntezy białek mięśniowych [11]. Warto zaznaczyć, że nie tyczy się to jedynie aktywności fizycznej o charakterze czysto sportowym a również zwykłej, spontanicznej aktywności fizycznej. Już samo ograniczenie liczby wykonywanych kroków w ciągu dnia przez okres dwóch tygodni skutkowało zmniejszoną odpowiedzią syntezy białek mięśniowych po spożyciu białka, zmniejszoną wrażliwością insulinową i co kluczowe – obniżoną masą mięśniową kończyny dolnej u zdrowych, starszych osób [12].
WPC – białko to niezbędny makroskładnik do utrzymywania masy mięśniowej
JAK TEMU PRZECIWDZIAŁAĆ? – SYNERGISTYCZNE DZIAŁANIE AKTYWNOŚCI FIZYCZNEJ I ŻYWIENIA
Uniwersalnym zaleceniem dla ogółu społeczeństwa mogłaby być po prostu maksyma – „pozostań aktywny”. Choć jest to racjonalne i na podstawie wyżej przytoczonych danych naukowych produktywne zalecenie w kontekście przeciwdziałania sarkopenii, to nie mówi zbyt wiele. Nadal pozostają bowiem pytania – jaki rodzaj wysiłku będzie najkorzystniejszy i dlaczego? W końcu chcemy celować bezpośrednio w konkretne zaburzenie przy użyciu najskuteczniejszej artylerii.
Nie ma wątpliwości, że najefektywniejszym typem treningu w kontekście przeciwdziałania atrofii mięśniowej jest trening siłowy. Specyfika przeciwdziałania oporowi zewnętrznemu związana jest ze zjawiskiem napięcia mechanicznego w tkance mięśniowej. Włókna posiadając specjalne receptory identyfikujące bodziec mechaniczny, zamieniają go na sygnał chemiczny. Cała kaskada reakcji w oparciu o nasz molekularny aparat enzymatyczny prowadzi ostatecznie do kluczowego dla nas procesu – nasilonej syntezy białek mięśniowych [17]. Niestety stale można się spotkać z dyskredytowaniem treningu oporowego. Dla wielu nadal posiada on pejoratywny wydźwięk i postrzegany jest jako niebezpieczny. Ale zadajmy sobie pytanie – czy wstawanie z krzesła, noszenie zakupów lub sięganie po słoik na górnej półce to nie elementy treningu siłowego? Są to jak najbardziej podstawowe wzorce ruchowe, których efektywność może zostać istotnie poprawiona w oparciu o dobrze skonstruowany plan treningowy. Co więcej, popularne przysłowie – „lepiej późno niż wcale” jest jak najbardziej trafne w odniesieniu do treningu z ciężarami. Nawet tkanka mięśniowa podległa procesom starzeniowym nadal w bardzo efektywny sposób reaguje na bodziec mechaniczny. W przypadku 8 tygodniowego projektu badawczego, gdzie zastosowano wysoko-intensywny trening oporowy u osób powyżej 90 roku życia zauważono znaczący wzrost tkanki mięśniowej, siły oraz prędkości chodu [18]. Dodatkowo, meta-analiza badań nad progresywnym treningiem oporowym u starszych dorosłych wykazała wyraźne korzyści w kontekście funkcji fizycznych [19].
Czynnikiem synergistycznie wspierającym proces treningowy w kierunku rozwoju masy mięśniowej i przeciwdziałania sarkopenii jest odpowiednia podaż białka z dietą. Dane naukowe dobitnie sugerują, że starsi dorośli spożywający większą ilość białka są w stanie efektywniej utrzymywać ilość masy mięśniowej i siły [20,21,22, 23]. Starsi dorośli spożywający 1.1g białka na kilogram masy ciała utracili mniej masy mięśniowej aniżeli osoby spożywające 0.7-0.9g/kgmc dziennie [21]. Co więcej, pośród hospitalizowanych starszych pacjentów istniała potrzeba spożycia co najmniej 1.1g/kgmc białka do uzyskania balansu azotowego [23]. Najnowsze rekomendacje dotyczące spożycia białka przez osoby starsze>65 roku życia ustanowione przez Międzynarodową Grupę Badawczą PROT-AGE zalecają ilości rzędu 1.0-1.5g/kgmc [24], zaś Nordyckie Rekomendacje Żywieniowe sugerują wartości rzędu 1.2-1.4g/kgmc [25]. Na dzień dzisiejszy więc wydają się być to wartości optymalne.
DYSTRYBUCJA BIAŁKA
Balans pomiędzy rozpadem białek mięśniowych a ich syntezą może zostać również korzystnie zoptymalizowany poprzez specyficzną dystrybucję spożycia białka na przestrzeni dnia. Pojedyncza sesja treningowa stymuluje syntezę białek mięśniowych i w mniejszym stopniu ich rozpad [26,27]. Mimo wszystko, bilans netto może pozostać negatywny w przypadku absencji spożycia posiłku. Spożycie protein stymuluje zarówno syntezę nowych białek mięśniowych jak i zmniejsza ich rozpad, skutkując dodatnim bilansem azotowym w okresie regeneracji po treningowej [28]. Dlatego więc spożycie porcji białka w okresie po wysiłkowym jest popularnie stosowaną strategią zwiększającą odpowiedź adaptacyjną mięśni szkieletowych. W przypadku osób starszych sugeruje się więc spożycie około 40g białka po wykonanej sesji treningowej. Porcja obejmująca 20g izolowanego, szybko trawiącego się białka skutkuje blisko maksymalną odpowiedzią od strony syntezy białek mięśniowych w spoczynku i po treningowo, jednak wartość ta może zostać zmaksymalizowana o dodatkowe 10-20% w przypadku podwojenia porcji (40g) [29].
Co więcej, okres nocnej regeneracji jest strategicznym momentem w którym odpowiednia koncepcja żywieniowa powinna zostać zastosowana. Całonocny post jest sytuacją, w której procesy rozpadu białek mięśniowych są nasilone sprzyjając tym samym procesom atrofii mięśniowej. Białko spożyte bezpośrednio przed snem jest skutecznie trawione i wchłaniane co zwiększa dostępność aminokwasów w czasie nocy. Większa dostępność aminokwasów podczas snu stymuluje syntezę białek mięśniowych i poprawia tym samym bilans netto procesów syntezy i rozpadu w czasie nocnej regeneracji.
PODSUMOWANIE
Dlatego też zaleca się spożycie porcji składającej się z co najmniej 40g białka bezpośrednio przed snem [30]. Co więcej, wydaje się że w tym przypadku stanowczo lepszy wyborem będą proteiny o wolnej kinetyce wchłaniania. Zauważmy, że okres snu związany jest zwykle z postem długości od 7 godzin w górę. Czas pomiędzy po posiłkową stymulacją syntezy białek mięśniowych jest więc nadzwyczaj długi. Dlatego też spożycie wolno trawiącego się białka (np. w postaci twarogu, bądź kazeinowej odżywki białkowej) zapewnia dostępność aminokwasów w krwioobiegu przez dłuższy okres aniżeli proteiny szybko trawiące się [31].
Ostatecznie więc można dokonać pewnego rodzaju wizualizacji piramidy czynników składających się na „militaria” w walce z wrogiem jakim jest sarkopenia. U podstaw bez wątpienia leżeć będzie trening o charakterze oporowym, gdyż specyfika ćwiczeń mających na celu rozbudowę masy mięśniowej będzie skutecznie przeciwdziałać jej utracie. Mimo iż jest to broń o największej sile rażenia należy pamiętać, że kolejne piętra piramidy będą cechować się wzajemną intensyfikacją. Zaraz nad treningiem siłowym znajdziemy więc odpowiednią podaż białka, którego zapotrzebowanie rośnie wraz z wiekiem. O ile samo zapewnienie większej ilości białka w diecie może nie przejawiać się satysfakcjonującymi rezultatami to w połączeniu z treningiem będzie nasilać adaptacje związane z mięśniami szkieletowymi. Gdy te dwa nadrzędne czynniki zostaną spełnione, dodatkowa dystrybucja protein w ciągu dnia, ze szczególnym wskazaniem na okres po treningowy i bezpośrednio przed snem, może być akcesoryjnym zabiegiem optymalizującym metabolizm białek w organizmie.
BIBLIOGRAFIA:
[1] Cruz-Jentoft AJ, Baeyens JP, Bauer JM, Boirie Y, Cederholm T, Landi F, et al. Sarcopenia: European consensus on definition and diagnosis: report of the European Working Group on Sarcopenia in Older People. Age Ageing 2010;39(4):412e23.
[2] Argilés JM, Campos N, Lopez-Pedrosa JM, Rueda R, Rodriguez-Mañas L. Skeletal Muscle Regulates Metabolism via Interorgan Crosstalk: Roles in Health and Disease. J Am Med Dir Assoc. 2016 Sep 1;17(9):789-96. doi: 10.1016/j.jamda.2016.04.019. Epub 2016 Jun 17. PMID: 27324808.
[3] Bauer J, Biolo G, Cederholm T, Cesari M, Cruz-Jentoft AJ, Morley JE, et al. Evidence-based recommendations for optimal dietary protein intake in older people: a position paper from the PROT-AGE Study Group. J Am Med Dir Assoc 2013;14(8):542e59.
[4] Cruz-Jentoft AJ, Michel JP. Sarcopenia: a useful paradigm for physical frailty. Eur Geriatr Med 2013;4:102e5.
[5] K. L. McIntire, Y. Chen, S. Sood, and R. Rabkin, “Acute uremia suppresses leucine-induced signal transduction in skeletal muscle,” Kidney International, vol. 85, no. 2, pp. 374–382, 2014.
[6] W. A. He, E. Berardi, V. M. Cardillo et al., “NF-𝜅B-mediated Pax7 dysregulation in the muscle microenvironment promotes cancer cachexia,” The Journal of Clinical Investigation, vol. 123, no. 11, pp. 4821–4835, 2013.
[7] S. C. Kandarian and R. W. Jackman, “Intracellular signaling during skeletal muscle atrophy,” Muscle and Nerve, vol. 33, no. 2, pp. 155–165, 2006.
[8] Burd NA, Gorissen SH, van Loon LJ. Anabolic resistance of muscle protein synthesis with aging. Exerc sport Sci Rev 2013;41(3):169e73.
[9] Rennie MJ. Anabolic resistance: the effects of aging, sexual dimorphism, and immobilization on human muscle protein turnover. Appl Physiol Nutr Metab ¼ Physiologie appliquee, nutrition et metabolisme 2009;34(3):377e81.
[10] Katsanos CS, Kobayashi H, Sheffield-Moore M, Aarsland A, Wolfe RR. A high proportion of leucine is required for optimal stimulation of the rate of muscle protein synthesis by essential amino acids in the elderly. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2006 Aug;291(2):E381-7. doi: 10.1152/ajpendo.00488.2005. Epub 2006 Feb 28. PMID: 16507602.
[11] Wall BT, van Loon LJ. Nutritional strategies to attenuate muscle disuse atrophy. Nutr Rev 2013;71(4):195e208.
[12] Breen L, Stokes KA, Churchward-Venne TA, Moore DR, Baker SK, Smith K, et al. Two weeks of reduced activity decreases leg lean mass and induces “anabolic resistance” of myofibrillar protein synthesis in healthy elderly. J Clin Endocrinol Metab 2013;98(6):2604e12.
[13] C. M. Phillips and I. J. Perry, “Does inflammation determine metabolic health status in obese and nonobese adults?” Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism, vol. 98, no. 10, pp. E1610–E1619, 2013.
[14] Fulgoni 3rd VL. Current protein intake in America: analysis of the national health and nutrition examination Survey, 2003e2004. Am J Clin Nutr 2008;87(5):1554Se7S.
[15] Volpi E, Campbell WW, Dwyer JT, Johnson MA, Jensen GL, Morley JE, et al. Is the optimal level of protein intake for older adults greater than the recommended dietary allowance? J Gerontol A Biol Sci Med Sci 2013;68(6): 677e81.
[16] Tieland M, Borgonjen-Van den Berg KJ, van Loon LJ, de Groot LC. Dietary protein intake in community-dwelling, frail, and institutionalized elderly people: scope for improvement. Eur J Nutr 2012;51(2):173e9.
[17] Olsen LA, Nicoll JX, Fry AC. The skeletal muscle fiber: a mechanically sensitive cell. Eur J Appl Physiol. 2019 Feb;119(2):333-349. doi: 10.1007/s00421-018-04061-x. Epub 2019 Jan 5. PMID: 30612167.
[18] Fiatarone MA, Marks EC, Ryan ND, Meredith CN, Lipsitz LA, Evans WJ. Highintensity strength training in nonagenarians. Effects on skeletal muscle. JAMA 1990;263(22):3029e34.
[19] Liu CJ, Latham NK. Progressive resistance strength training for improving physical function in older adults. Cochrane Database Syst Rev 2009;3: CD002759.
[20]Gray-Donald K, Arnaud-McKenzie DS, Gaudreau P, Morais JA, Shatenstein B, Payette H. Protein intake protects against weight loss in healthy communitydwelling older adults. J Nutr 2014;144(3):321e6.
[21] Houston DK, Nicklas BJ, Ding J, Harris TB, Tylavsky FA, Newman AB, et al. Dietary protein intake is associated with lean mass change in older, community-dwelling adults: the Health, Aging, and Body Composition (Health ABC) Study. Am J Clin Nutr 2008;87(1):150e5.
[22] Scott D, Blizzard L, Fell J, Giles G, Jones G. Associations between dietary nutrient intake and muscle mass and strength in community-dwelling older adults: the Tasmanian Older Adult Cohort Study. J Am Geriatr Soc 2010;58(11):2129e34.
[23] Gaillard C, Alix E, Boirie Y, Berrut G, Ritz P. Are elderly hospitalized patients getting enough protein? J Am Geriatr Soc 2008;56(6):1045e9.
[24] Bauer J, Biolo G, Cederholm T, Cesari M, Cruz-Jentoft AJ, Morley JE, et al. Evidence-based recommendations for optimal dietary protein intake in older people: a position paper from the PROT-AGE Study Group. J Am Med Dir Assoc 2013;14(8):542e59.
[25] Nordic Council of Ministers. Nordic nutrition recommendations 2012. Integrating nutrition physical activity; 2014. pp. 1e627.
[26] Biolo G, Maggi SP, Williams BD, Tipton KD, Wolfe RR. Increased rates of muscle protein turnover and amino acid transport after resistance exercise in humans. Am J Physiol. 1995;268:E514–20.
[27] Phillips SM, Tipton KD, Aarsland A, Wolf SE, Wolfe RR. Mixed muscle protein synthesis and breakdown after resistance exercise in humans. Am J Physiol. 1997;273:E99–107.
[28] Tipton KD, Ferrando AA, Phillips SM, Doyle DJ, Wolfe RR. Postexercise net protein synthesis in human muscle from orally administered amino acids. Am J Physiol. 1999;276:E628–34.
[29] Trommelen J, Betz MW, van Loon LJC. The Muscle Protein Synthetic Response to Meal Ingestion Following Resistance-Type Exercise. Sports Med. 2019 Feb;49(2):185-197. doi: 10.1007/s40279-019-01053-5. PMID: 30659499.
[30] Kouw IW, Holwerda AM, Trommelen J, Kramer IF, Bastiaanse J, Halson SL, Wodzig WK, Verdijk LB, van Loon LJ. Protein Ingestion before Sleep Increases Overnight Muscle Protein Synthesis Rates in Healthy Older Men: A Randomized Controlled Trial. J Nutr. 2017 Dec;147(12):2252-2261. doi: 10.3945/jn.117.254532. Epub 2017 Aug 30. PMID: 28855419.
[31] Pennings, B.; Boirie, Y.; Senden, J.M.G.; Gijsen, A.P.; Kuipers, H.; van Loon, L.J.C. Whey protein stimulates postprandial muscle protein accretion more effectively than do casein and casein hydrolysate in older men. Am. J. Clin. Nutr. 2011, 93, 997–1005.
