14 января 2021 г.
Старение состоит из множества компонентов, как психических, так и физических. Когда дело доходит до инфраструктуры человеческого организма — скелетно-мышечной системы, которая включает в себя мышцы, кости, сухожилия и хрящи — возрастное снижение неизбежно, и темпы этого снижения увеличивается старше мы становимся. Утрата мышечной функции — и часто мышечной массы — с научной точки зрения известна как саркопения или динапения.
Для взрослых в возрасте от 40 саркопения практически незаметна — каждые десять лет теряется около 3% мышечной массы. Однако у людей в возрасте 65 лет и старше сокращение мышечной массы может стать намного более быстрым, со средней потерей 1% мышечной массы каждый год. Что еще более важно, саркопения также характеризуется снижением силы, нарушением походки, снижением физической активности или трудностями при выполнении повседневных задач.
Доля пожилых людей в возрасте старше 65 лет, по прогнозам, более чем в два раза в 2060 году, ведя исследования в процесс костно-мышечной упадка. Исследователи из Центра систем здравоохранения Колумбайн для здорового старения при Университете штата Колорадо считают, что они нашли животную модель, которая поможет им лучше понять ее и найти способы уменьшить симптомы.
Исследование, опубликованное в октябре в журнале Frontiers in Physiology: Striated Muscle , является примером использования сравнительной медицины для понимания болезней и состояний человека.
Модели животных
Ученые часто полагаются на модели на животных, чтобы имитировать прогрессирование заболевания и изучить способы профилактики, диагностики и лечения состояний. Однако до сих пор ни одна животная модель не смогла полностью охватить все аспекты старения опорно-двигательного аппарата человека.
Существующие доклинические модели либо полагаются на разгрузку мышц, что означает имитацию постельного режима у животного, либо они должны ждать, пока животные не станут действительно, действительно старыми, и даже в этом случае у них действительно не будет такого же фенотипа старения мышц, как у людей ».
Карин Гамильтон, профессор кафедры здоровья и физических упражнений CSU, заместитель директора Центра здорового старения
В своей работе команда Гамильтона обнаружила, что морская свинка Данкина Хартли была хорошим кандидатом для модели старения мышц из-за склонности животного к развитию остеоартрита (ОА) в молодом возрасте.
Два состояния — ОА и саркопения — у людей, по-видимому, связаны: с возрастом дисфункция скелетных мышц увеличивает риск ОА, а ОА увеличивает риск дальнейшего сокращения мышц.
Гамильтон объединился с доктором Келли Сантанджело — доцентом кафедры микробиологии, иммунологии и патологии CSU, который много лет изучает первичный ОА у морских свинок Хартли, — и доцентом Раулем Райзером, также находящимся на кафедре. наук о здоровье и физических упражнениях, чтобы понять, как изменяются скелетные мышцы по мере прогрессирования ОА у морских свинок.
Команда предположила, что эти изменения мышц могут старения имитируют человеческий опорно-двигательный аппарат.
Классические знаки
Состав мышц также меняется с возрастом: быстро сокращающиеся волокна, которые больше и способны проявлять более сильные силы, уменьшаются в количестве, а медленные волокна, которые меньше и менее метаболически эффективны, имеют тенденцию к увеличению. Обычно, когда люди «теряют мышечную массу», поражаются крупные, быстро сокращающиеся волокна. С уменьшением мышечной массы также происходит увеличение жировой массы или жировой ткани в организме.
Связанные истории
- Исследование направлено на прекращение дальнейшей изоляции людей, стареющих с ВИЧ, во время пандемии COVID-19.
- Самоконтроль в детстве может помочь людям подготовиться к здоровому старению в среднем возрасте
- Ученые UOC изучают влияние прерывистого голодания на старение у женщин в постменопаузе
По мере старения человека может оказаться, что поддержание мышечной функции важнее, чем предотвращение потери массы.
«За прошедшие десятилетия мы узнали, что возрастная потеря мышечной массы и возрастная потеря мышечной функции не всегда идут рука об руку», — сказал Гамильтон. «Вы можете делать что-то, чтобы улучшить мышечную массу, и вы можете не добиться улучшения мышечной функции; вы можете делать что-то для улучшения мышечной функции, но не можете получить увеличение мышечной массы».
Исследователи сравнили мышечные изменения, наблюдаемые у морских свинок Хартли, с изменениями у морских свинок Штамма 13, которые имеют тенденцию к развитию ОА в более позднем возрасте и, следовательно, могут не демонстрировать те же классические признаки старения мышц.
Они обнаружили поразительное сходство со старением мышц человека, например, снижение плотности мышц, вероятно, из-за увеличения жировой массы. Хотя уменьшение мышечной массы не было отмечено, исследователи обнаружили сдвиг в сторону более мелких, медленно сокращающихся мышечных волокон, как это ожидается в мышцах человека с возрастом.
«Если вы посмотрите на общую картину, мы думаем, что некоторые из ключевых вещей, которые всегда происходят со старением мышц человека — переход к менее мощному, более медленному мышечному фенотипу — довольно четко смоделированы на морских свинках Хартли, «Сказал Гамильтон. «И мы считаем, что если мы начнем изучать даже более старых морских свинок, мы сможем увидеть больше вещей, которые люди считают классической саркопенией».
Будущие направления
Это исследование обеспечивает основу, которая позволяет команде выбрать несколько направлений в будущих исследованиях. Одним из направлений будет использование функциональных тестов для изучения того, как мышечная сила, походка или подвижность изменяются с возрастом у морских свинок Хартли, и как эти изменения имитируют ухудшение мышечной функции у стареющих людей.
Приоритет будет определить, если Hartley морских свинок может быть ценным поступательные модель для определения мер, которые показывают обещание для предотвращения или замедления снижения общей скелетно-мышечной функции со старением у человека.
Фактически, Гамильтон и Сантанджело уже начали лечить морских свинок фитохимическими веществами растительного происхождения, которые нацелены на защитный набор генов. Лечение кажется обратное некоторые признаки старения опорно-двигательного аппарата на молекулярном уровне за счет улучшения функции митохондрий, а также предотвратить ухудшение совместных и сохранение аспекты походки, которые обычно ухудшаются с возрастом.
В целом, Гамильтон говорит, что она надеется, что эта работа может предоставить исследователям еще одну модель на животных для изучения старения человека, которая может «успешно преобразовать доклинические данные и открытия фундаментальной науки в поощрение вмешательств, направленных на увеличение продолжительности здоровья человека или улучшение здорового старения».
Источник:
Государственный университет Колорадо
Ссылка на журнал:
Musci, RV и др. (2020) Dunkin Hartley Guinea Pig модель первичного остеоартрита, который также Экспонаты Раннее Наступление миоволокна ремоделирования, который напоминает человеческого Опорно-двигательный старения. Границы физиологии. doi.org/10.3389/fphys.2020.571372.