מחקר חדש מציין את חילוף החומרים הפגום של חומצת אמינו מסועפת (BCAA) ככוח מניע מאחורי סרקופניה, ומדגיש מסלול פוטנציאלי לאט את הידרדרות השרירים ולשיפור הבריאות המזדקנת.
לִלמוֹד: פרופיל רב-אומי של סרקופניה מזהה קטבוליזם של חומצות אמינו מסועפות המופרעות כמנגנון סיבתי ומטרה טיפוליתו קרדיט תמונה: Kurteev Gennadii / Shutterstock.com
לאחרונה הזדקנות טבע המחקר משתמש ב- Multi-MiCs כדי לזהות את החתימות המולקולריות והמטבוליות של שרירי השלד בקרב חולים עם סרקופניה.
כיצד ההזדקנות משפיעה על שרירים?
שריר השלד מהווה כ- 40% מכלל מסת הגוף. בדרך כלל, מסת השרירים וכוח השיא במהלך הבגרות הצעירה ויורדים ב 15-30% בכל עשור לאחר גיל 50.
סרקופניה היא מצב המאופיין בהידרדרות מתקדמת במסת השריר ותפקודו, מה שמוביל לאובדן תפקודי, שבריריות ותמותה מוגברת בקרב מבוגרים. מחקרים קודמים חשפו כי סרקופניה נגרמת כתוצאה מדלקת, סינתזת חלבון לקויה, חוסר פעילות גופנית, שינויים אנדוקריניים, עמידות לאינסולין ותפקוד לקוי של המיטוכונדריה.
סרקופניה קשורה לשינויים פתולוגיים בוויסות מטבולי בשרירי השלד. הפרעה זו משפיעה על סינתזת חלבון ועל גליקוגן והשפלות. סרקופניה משפיעה גם על ניצול האנרגיה, מה שמוביל לתפקוד מבני ותפקודי של שרירי השלד.
למרות תצפיות אלה והשכיחות הגבוהה של סרקופניה בקרב מבוגרים, לא אושר כעת טיפול לטיפול במצב זה.
מה זה BCAA?
חומצות אמינו מסועפות-שרשרת (BCAAS), אשר הם בעיקר מטבוליזם בשרירי השלד, הם מקור אנרגיה מרכזי במהלך פעילויות גופניות. קוֹדֵם in vivo מחקרים בעכברים חשפו כי תוסף BCAA יכול לשפר את הביוגנזה המיטוכונדרית בשרירים, מה שמוביל לחוזק ומסה שרירים גדולים יותר; עם זאת, כמה מחקרים דיווחו על ממצאים סותרים.
על המחקר
המחקר הנוכחי שילב נתונים טרנסקריפטיים, מטבולומיים ופרוטאומיים כדי לקבוע את החתימות המולקולריות והמטבוליות של שרירי השלד בחולים עם סרקופניה.
דגימות שרירים של Vastus lateralis נאספו מבית החולים המערבי סין באוניברסיטת סצ'ואן בין 1 ביולי 2021. וב- 31 באוקטובר 2023. אנשים מעל גיל 65 שהומלצו לניתוח ברכיים, ללא היסטוריה של שבר, טראומה או מחלות נוירו -שריריות, הוזמנו להשתתף במחקר.
כל המשתתפים יכלו ללכת באופן עצמאי. הניתוח הוציא אנשים עם היסטוריה של הפרעות שרירים ושלד, מצבים קרדיווסקולריים ומחלות מטבוליות.
כדי לאמת את ממצאי הניתוח Multi-MICS, נעשה שימוש בקבוצת שכפול המורכבת מ -40 אנשים בהתאמה לגיל ומין תואמים מין.
ממצאי לימוד
מתוך 250 אנשים שהוקרנו לניתוח ברכיים, נבחרו 60 אנשים בהתאמה לגיל ומין לניתוח רב-מדיקה. בין המשתתפים הללו, 20 אובחנו עם סרקופניה (ים), 20 עם סרקופניה אפשרית (PS), ו 20 בקרות בגילאים בריאים (HA).
S ו- PS זוהו על סמך מדד שרירי השלד (SMI) שנמדדו מסריקות טומוגרפיה ממוחשבות (CT), ניתוח עכבה ביו -אלקטרונית (BIA), חוזק אחיזה ומהירות ההליכה. אנשים עם PS הציגו תפקוד שרירים נמוך עם מסת שריר רגילה, ואילו אלה שאובחנו עם S הציגו חוזק ומסה שרירים לקויים.
בהשוואה ל- HA, אנשים בשלב ה- S הראו ירידה משמעותית ברמות האלבומין בפלזמה. מדד מסת גוף (BMI), SMI של החוליה המותנית השלישית, היקף הזרוע העליונה והיקף העגל היו גם נמוכים משמעותית בקרב אנשים S מאשר במשתתפי המחקר של HA ו- PS.
חוזק האחיזה ומהירות ההליכה צמצמו בהדרגה עם עלייה במדד השבריריות בשלושת השלבים. התקדמות סרקופניה הייתה קשורה הפוך ל- SMI, מסת שריר וכוח שרירים.
באמצעות רצף חומצה ריבונוקלאית מכוסה גבוהה (RNA) (RNA-Seq) של דגימות שריר vastus lateralis, זוהו 453 גנים שבאו לידי ביטוי באופן דיפרנציאלי (DEGs) בין משתתפי HA, PS ו- S. מחקירה נוספת העלתה כי משתתפי S היו נבדלים בתמלול הן מקבוצות HA והן של PS. מרבית ה- DEG הציגו מתאם ליניארי עם מסלול המחלה.
למרות שניתוח רכיבים עיקרי (PCA) וניתוחי מרחק אוקלידיאני הצביעו על פרופילי תעתיק דומים של קבוצות HA ו- PS, דגימות ה- S הראו דפוסי ביטוי גנים מטבוליים מובחנים.
ניתוח קיוטו אנציקלופדיה של גנים וגנום (KEGG) חשף הבדל משמעותי במסלולי המטבוליים בין דגימות HA ו- S, כולל זרחן חמצוני, גליקוליזה, מטבוליזם של חומצות שומן, קטבוליזם של BCAA, החומצה הטריקרסילית (TCA) מחזורים, פירובליזם.
מרבית הגנים המעורבים בנתיבים מטבוליים אלה הוסדרו למטה במהלך התקדמות סרקופניה. לדוגמה, הביטוי של חומצת אמינו אמינית מסועפת טרנסמינאז 2 (BCAT2) וכן BCKDHB גנים, האחראים לסינתזה של אנזימים המעורבים בקטבוליזם של BCAA, ירדו באופן משמעותי בשריר השלד של חולי סרקופניה. עיכוב גנטי זה הוביל להצטברות משמעותית של BCAAs ו- BCKAs.
מודל העכבר הספציפי לשריר PPM1K (KO) שימש לבחינת ההשפעות של קטבוליזם של BCAA המופרש על סרקופניה. המודל חשף כי קטבוליזם של BCAA לקוי משפיע על השרירים והפתולוגיה של השומן בעכברים. יתרה מזאת, קטבוליזם של BCAA לקוי הוביל להצטברות BCAA ולמטרה מכניסטית מתמשכת של הפעלת רפאמיצין (mTOR), ובכך הובילה לאיתות mTOR לא מוסדר, הגורם לניוון שרירי השלד.
מסקנות
המחקר הנוכחי זיהה תפקוד קטבולי של BCAA והצטברות כפגמים מטבוליים מרכזיים שנמצאים בסרקופניה בשלב מוקדם. ממצאים אלה מצביעים על כך שהגברת הקטבוליזם של BCAA עלולה להקל על התקדמות סרקופניה.
