Effect of inflammation on muscle protein synthesis and breakdown in the aged human skeletal muscle
Authors: Δραγανίδης Δημήτριος 
Published: September 2021

Εισαγωγή: Η ανάπτυξη χρόνιας συστημικής φλεγμονής σε άτομα τρίτης ηλικίας (inflammaging), έχει δειχθεί ότι αυξάνει το κίνδυνο εμφάνισης χρόνιων ασθενειών και γηριατρικών συνδρόμων, ενώ έχει συσχετιστεί και με ταχύτερη απώλεια μυϊκής μάζας, δύναμης και λειτουργικής ικανότητας.Σκοπός: Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν α) να εξετάσει εάν η διέγερση του αναβολικού σηματοδοτικού μονοπατιού, η ενεργοποίηση των μεταφορέων αμινοξέων, η ριβοσωμική βιογένεση και η ενεργότητα του πρωτεασώματος στο σκελετικό μυ ηλικιωμένων ατόμων επηρεάζονται από τη χρόνια συστημική φλεγμονή σε κατάσταση νηστείας καθώς και μετά από συνδυασμό άσκησης και κατανάλωσης πρωτεΐνης, και β) να διερευνήσει τις πιθανές διαφορές στα επίπεδα φυσικής δραστηριότητας, στη διατροφική πρόσληψη, στη φυσική απόδοση καθώς και σε δείκτες οξειδωτικού στρες και αντιοξειδωτικής ικανότητας, μεταξύ ηλικιωμένων ανδρών με χαμηλή και υψηλή χρόνια συστημική φλεγμονή.Μεθοδολογία: 44 άνδρες εθελοντές ηλικίας 63-75 ετών οι οποίοι πληρούσαν τα κριτήρια συμμετοχής, συμπεριλήφθηκαν στη μελέτη. Αρχικά, υποβλήθηκαν σε αιμοληψία για τον προσδιορισμό των επιπέδων hs-CRP στην κυκλοφορία και στη συνέχεια υποβλήθηκαν σε αξιολόγηση του σωματικού ύψους και βάρους, της σύστασης σώματος, του επιπέδου σαρκοπενίας και της φυσικής απόδοσης. Επιπλέον αξιολογήθηκαν η φυσική δραστηριότητα και η διατροφική πρόσληψη για 7 συνεχόμενες ημέρες με χρήση επιταχυνσιομέτρων και διατροφικών ημερολογίων, αντίστοιχα. Από τους 44 συμμετέχοντες, 12 με υψηλή χρόνια συστημική φλεγμονή (υψηλή ΧΣΦ: hs-CRP: > 1.0 mg/L) και 12 με χαμηλή (χαμηλή ΧΣΦ: hs-CRP: ≤ 1.0 mg/L) έλαβαν μέρος στην κλινική δοκιμασία. Την ημέρα της κλινικής δοκιμασίας, οι συμμετέχοντες εκτέλεσαν 8 σετ των 10 επαναλήψεων στο 70% της 1ΜΕ στο μηχάνημα εκτάσεις γονάτων και αμέσως μετά κατανάλωναν συμπλήρωμα πρωτεΐνης ορού γάλακτος, σε μία δόση. Δείγματα μυός (μυϊκές βιοψίες) συλλέχθηκαν πριν την άσκηση (σε κατάσταση νηστείας) καθώς και στις 3 ώρες μετά τη λήψη του συμπληρώματος πρωτεΐνης. Αιμοληψίες πραγματοποιήθηκαν πριν την άσκηση και κάθε 30 λεπτά για 3 ώρες μετά την κατανάλωση του συμπληρώματος πρωτεΐνης.Αποτελέσματα: Στην κατάσταση νηστείας , η ομάδα υψηλής ΧΣΦ παρουσίασε υψηλότερη ενεργότητα χυμοθρυψίνης, μεγαλύτερη συγκέντρωση πρωτεϊνικών καρβονυλίων και μεγαλύτερη ποσότητα φωσφορυλιωμένης κινάσης ΙΚΚα/β, κατά 40%, 47% και 37%, αντίστοιχα, σε σύγκριση με την ομάδα χαμηλής ΧΣΦ (P < 0.05). Δεν παρατηρήθηκαν διαφορές μεταξύ των δύο ομάδων όσον αφορά την ενεργότητα τρυψίνης, την έκφραση των β υπομονάδων του πρωτεασώματος και του ανοσοπρωτεασώματος, τα επίπεδα του Nrf2 στον πυρήνα καθώς και τα επίπεδα 3-νιτροτυροσίνης. Επίσης, σημαντική συσχέτιση εντοπίστηκε μεταξύ των επιπέδων hs-CRP και της ενεργότητας χυμοθρυψίνης (P < 0.05) σε κατάσταση νηστείας. Στις 3 ώρες μετά την κατανάλωση του συμπληρώματος πρωτεΐνης, η ενεργότητα χυμοθρυψίνης αυξήθηκε σημαντικά και στις δυο ομάδες (υψηλή ΧΣΦ: +44%, χαμηλή ΧΣΦ: +86%, P < 0.05), χωρίς να διαφέρουν μεταξύ τους, ενώ η ενεργότητα της τρυψίνης αυξήθηκε μόνο στην ομάδα χαμηλής ΧΣΦ κατά 38% (P < 0.05). Η συγκέντρωση πρωτεϊνικών καρβονυλίων μειώθηκε κατά 31% στην ομάδα υψηλής ΧΣΦ (P < 0.05), ενώ τα επίπεδα του Nrf2 αυξήθηκαν σημαντικά μόνο την ομάδα χαμηλής ΧΣΦ (+28%, P < 0.05). Η έκφραση των β υπομονάδων του πρωτεασώματος και των αντίστοιχων βi του ανοσοπρωτεασώματος καθώς και τα επίπεδα 3-νιτροτυροσίνης και φωσφορυλιωμένης κινάσης ΙΚΚα/β παρέμειναν αμετάβλητα μετά την κατανάλωση της πρωτεΐνης. Επιπλέον, η φωσφορυλίωση της ριβοσωμικής πρωτεΐνης rpS6 αυξήθηκε σημαντικά στις 3 ώρες μετά τη λήψη του συμπληρώματος πρωτεΐνης μόνο στην ομάδα χαμηλής ΧΣΦ (+ 1.5 φορά, P < 0.05) και τα επίπεδά της διέφεραν σημαντικά από εκείνα της ομάδας υψηλής ΧΣΦ (P < 0.05). Η έκφραση των μεταφορέων αμινοξέων αλλά και η ενεργοποίηση δεικτών ριβοσωμικής βιογένεσης δεν παρουσίασαν σημαντικές μεταβολές σε καμία απ’ τις δυο ομάδες. Οι δυο ομάδες ωστόσο, διέφεραν σημαντικά μεταξύ τους όσον αφορά τα επίπεδα φυσικής δραστηριότητας, με την ομάδα χαμηλής ΧΣΦ να εκτελεί περισσότερα βήματα (+ 30%, P < 0.05) και να δαπανά περισσότερο χρόνο σε μέτρια-προς-υψηλής έντασης δραστηριότητες (+ 42%, P < 0.05) σε σύγκριση με την ομάδα υψηλής ΧΣΦ. Επίσης, η ομάδα χαμηλής ΧΣΦ παρουσίασε υψηλότερη πρόσληψη αντιοξειδωτικών βιταμινών σε σχέση με την ομάδα υψηλής ΧΣΦ (P < 0.05)η οποία συνοδευόταν και από υψηλότερη αντιοξειδωτική ικανότητα στο πλάσμα (+ 60%, P < 0.05). Συμπεράσματα: Τα αποτελέσματα της παρούσας διατριβής υποδεικνύουν ότι τα ηλικιωμένα άτομα με υψηλή ΧΣΦ χαρακτηρίζονται από αυξημένα επίπεδα οξειδωμένων πρωτεϊνών και αυξημένη ενεργοποίηση του πρωτεολυτικού μηχανισμού του πρωτεασώματος στο μυ, σε κατάσταση νηστείας, καθώς επίσης και από μειωμένη μεταφραστική δραστηριότητα στο ριβόσωμα, στη μεταγευματική περίοδο. Επιπλέον, μεγαλύτερα επίπεδα φυσικής δραστηριότητας σε ημερήσια βάση και μεγαλύτερη πρόσληψη αντιοξειδωτικών βιταμινών μέσω της διατροφής φαίνεται ότι διαφοροποιούν τα άτομα με χαμηλή και υψηλή ΧΣΦ, και επομένως θα πρέπει θεωρούνται καθοριστικοί παράγοντες για την υγεία στα άτομα τρίτης ηλικίας, οι οποίοι μπορούν να επιδράσουν ανασταλτικά στην εκδήλωση ΧΣΦ.