PRACA POGLĄDOWA

REVIEW ARTICLE

ROLA PROTEIN I AKTYWNOŚCI FIZYCZNEJ W LECZENIU I ZAPOBIEGANIU SARKOPENII

PROTEIN AND PHYSICAL ACTIVITY IN PREVENTION AND TREATMENT OF SARCOPENIA

Karolina Turżańska1, Małgorzata Drelich2, Agnieszka Posturzyńska1

1KATEDRA I KLINIKA REHABILITACJI I ORTOPEDII, UNIWERSYTET MEDYCZNY W LUBLINIE, LUBLIN, POLSKA

2II ZAKŁAD FIZJOTERAPII, UNIWERSYTET MEDYCZNY W LUBLINIE, LUBLIN, POLSKA

Streszczenie

Zmiany demograficzne, jakim podlegają współczesne społeczeństwa, stale postępują. Stale wzrasta również przewidywalna długość życia. Niestety nie jest to równoznaczne z utrzymaniem jego jakości. W roku 2060 odsetek niepełnosprawności związanej z wiekiem ma wzrosnąć dwukrotnie. Masa mięśniowa jest jednym z podstawowych wykładników stanu zdrowia i odżywienia osób starszych, a jej powolna utrata i pogorszenie funkcji mięśni jest charakterystyczna dla starzenia. Masa mięśni szkieletowych kontrolowana jest dzięki złożonym interakcjom czynników, wśród których kluczową rolę odgrywa równowaga pomiędzy syntezą i rozpadem białek mięśniowych. Starzenie nie wpływa na nasilenie rozpadu białek mięśniowych celowe jest więc wpływanie na tempo ich syntezy, a nie rozpad. Optymalna dawka protein w posiłku może być określana jako minimalna ich ilość, której efektem będzie maksymalna odpowiedź anaboliczna. Osoby starsze mają wyższy próg pobudzenia anabolicznego i potrzebują zwiększonej dostępności protein w diecie, aby tę oporność przełamać. Przełamanie oporności prowadzi do powtórnego uwrażliwienia tkanki mięśniowej na stymulanty takie jak wysiłek fizyczny. Eksperci zajmujący się problemami starości i odżywiania rekomendują dla osób starszych dobowe dawki białka od 1,0−1,2 g/kg/dzień dla podtrzymania masy starzejących się mięśni, 1,2−1,5 g/kg/dzień – dla osób starszych z dodatkowymi obciążeniami, po 2,0 g/kg/dzień w przypadku osób poważnie chorych i niedożywionych. Synergistyczny wpływ ćwiczeń fizycznych i przyjmowanych w diecie protein został bezsprzecznie dowiedziony. O ile same ćwiczenia fizyczne poprawiają wydolność, siłę mięśniową i zapobiegają ich zanikowi, to równoczesne, istotne zwiększenie masy tkanki mięśniowej uzyskiwano w grupach, w których zapewniano również odpowiedni dowóz białka w diecie.

Słowa kluczowe: sarkopenia, białko, aktywność fizyczna, ćwiczenia oporowe

Abstract

There is continuous ageing in world population. Although life expectancy still increases there is no similar trend in maintaining quality of life. The number of disabilities due to age is expected to double in 2060. Muscle mass is one of the most important factors of health and nutrition in old age and it constant loss is characteristic for process of ageing. Muscle mass is controlled by number of different factors. The most important of which is balance between muscle protein synthesis and degradation. Ageing has no influence on muscle protein degradation so for maintaining muscle mass it is better to target muscle protein synthesis. Optimal protein dose in the meal is the minimal amount of protein effecting in maximal anabolic response. Threshold for anabolic response increase with age. This process, named anabolic resistance can be overwhelmed with high amount of protein in diet. Experts in the field of ageing and nutrition recommend 1,2−1,5 g/kg/d protein for the maintaining of muscle mass, 1,2−1,5 g/kg/d for older with additional risk factors, 2,0 g/kg/d for seriously ill and malnourished. Physical training has synergistic influence with diet protein. Physical training improves muscle performance, muscle strength and prevents muscle wasting. Physical training combined with increased amount of protein in diet results with increased muscle mass.

Key words: sarcopenia, protein, physical activity, resistance training

Wiad Lek 2019, 72, 9 cz I, 1660-1666

WSTĘP

Zmiany demograficzne, jakim podlegają współczesne społeczeństwa stale postępują. Według prognoz w roku 2050 liczba osób powyżej 60. roku życia sięgnie 2 bilionów, stanowiąc 21% populacji, a osób powyżej ósmej dekady przekroczy 390 milionów (wzrastając trzykrotnie) [1, 2]. Stale wzrasta również przewidywalna długość życia. Niestety nie jest to równoznaczne z utrzymaniem jego jakości. Według prognoz w roku 2060 odsetek niepełnosprawności związany z wiekiem ma wzrosnąć dwukrotnie [3]. Ze względu na prognozowane zmiany demograficzne, kluczowe zarówno ze względów socjalnych, jak i ekonomicznych wydaje się zdrowe starzenie rozumiane, jako maksymalne wydłużenie w czasie lat pełnej aktywności. Istotne dla jej zachowania jest utrzymanie zdrowia, wysokiej jakości życia i niezależności od osób drugich.

Prawidłowa masy mięśniowej jest jednym z podstawowych wykładników stanu zdrowia i odżywienia osób starszych. Reprezentuje ona znaczącą część metabolicznie aktywnej beztłuszczowej masy ciała, odpowiadającej za zachowanie sprawności fizycznej, zapobieganie upadkom i rozwojowi niepełnosprawności. Powolna, ale stała utrata masy mięśniowej wraz z pogorszeniem funkcji mięśni jest jednym z charakterystycznych objawów starzenia. W przypadku osób zdrowych, przy braku chorób lub urazów nasilających ten proces, utrata tkanki mięśniowej związana z wiekiem wynosi około 1% pomiędzy 20. a 30. rokiem życia. Podobnie jak w przypadku osteoporozy początek zmian prowadzących do rozwoju sarkopenii może następować relatywnie wcześnie w życiu (między 4, a 5 dekadą życia) jednak zwykle wzmożona utrata tkanki mięśniowej zaczyna postępować po przekroczeniu jej 5. dekady [4, 5]. Jakkolwiek pierwsze przejawy sarkopenii mogą być subtelne i bezobjawowe, to jej pełnoobjawowa postać prowadzi do wzmożonego ryzyka złamań, trudności w wykonywaniu czynności dnia codziennego, niepełnosprawności i znacznego obniżenia jakości życia [6, 7]. Stopniowa utrata funkcji mięśni prowadzi także do wzrostu śmiertelności, w sposób pośredni i bezpośredni – na skutek rozwoju chorób układu sercowo-naczyniowego, cukrzycy i otyłości. Szacuje się, że u 15−20% populacji osób starszych dochodzi do spadku masy mięśniowej, która w połączeniu z osłabieniem siły mięśniowej odpowiada za rozwój sarkopenii występującej u ponad 50% osób powyżej 80. roku życia [8]. Ze względu na szkodliwy wpływ sarkopenii na długość i jakość życia osób starszych główne strategie jej zapobiegania powinny skupić się na jak najdłuższym odsunięciu w czasie progresji utraty tkanki mięśniowej [9].

ODŻYWIANIE

Odżywianie odgrywa ogromną rolę w zdrowym starzeniu. Właściwy stan odżywienia jest niezbędny dla zachowania odporności, przyspiesza zdrowienie w przypadku stanów ostrych i przedłuża życie w przypadku chorób przewlekłych. Zmiany środowiskowe, zmiany trybu życia współczesnego społeczeństwa i zmiana dynamiki życia rodzin (odejście od wspólnie mieszkających rodzin wielopokoleniowych), a często również niedostatki finansowe, sprawiają, że podążanie za rekomendacjami żywieniowymi staje się trudne dla osób starszych. Dołączają do tego czynniki związane z samym procesem starzenia – wiele osób w podeszłym wieku doświadcza zmian w poczuciu smaku i zapachu, zaburzeń apetytu, problemów z żuciem i przełykaniem czy problemów z mobilnością utrudniających dostęp do świeżej żywności wysokiej jakości [10−13]. Sytuację pogarsza fakt zwiększania zapotrzebowania na pokarmy bogate w wartości odżywcze, pomimo spadku zapotrzebowania kalorycznego u osób starszych [14]. Wpływa na to między innymi związane z wiekiem pogorszenie wchłaniania i wykorzystania wchłoniętych substancji odżywczych. Dodatkowo wiele z powszechnie stosowanych leków i polipragmazja pogłębiają zaburzenia wchłaniania i metabolizm wielu substancji odżywczych [15]. Wszystko to sprawia, że osoby starsze bardzo często nie osiągają nawet zaniżonych w stosunku do ich realnych potrzeb wytycznych żywieniowych dla ogółu społeczeństwa (RDA). Najczęstsze niedobory pokarmowe u osób starszych dotyczą: kwasów tłuszczowych omega-3, błonnika, karotenoidów, wapnia, magnezu, potasu, witamin B6, B12, D i E oraz protein [16].

Proteiny

Masa mięśni szkieletowych kontrolowana jest przez złożone interakcje wielu czynników. Kluczową rolę odgrywa wśród nich równowaga między syntezą i rozpadem białek mięśniowych. Znaczące zmiany w jej zakresie są zwykle efektem długotrwałych zaburzeń syntezy, rozpadu lub kombinacji obu tych czynników [17]. Co ważne, starzenie nie wpływa na nasilenie rozpadu białek mięśniowych np. po intensywnych ćwiczeniach fizycznych. Stąd w przypadku stanów przebiegających ze zmniejszaniem się ilości tkanki mięśniowej celowe wydaje się wpływanie na tempo ich syntezy, a nie rozpad [18].

Głównymi stymulatorami syntezy białek mięśniowych jest dostępność protein, aktywność fizyczna i sygnały hormonalne zwłaszcza ze strony insuliny i IGF1. Przyjęcie pokarmu indukuje poposiłkowy przyrost syntezy protein, który w warunkach zdrowia kompensuje straty w okresie poabsorbcyjnym [17]. Synteza białek mięśni zależy głównie od ilości przyjmowanych w pokarmie białek i aminokwasów. Proteiny przyjmowane w diecie w znacznym stopniu pobudzają syntezę białek mięśniowych i obniżają tempo ich rozpadu. Na stopień syntezy tkanki mięśniowej bardzo duży wpływ ma też skład aminokwasowy przyjmowanych białek. Za główny stymulator tego procesu uważana jest leucyna [18]. Dodatni bilans białkowy (synteza – rozpad) to tzw. odpowiedź anaboliczna. Optymalną dawką protein w posiłku jest minimalna ich ilość, której efektem będzie maksymalna odpowiedz anaboliczna, a co za tym idzie podtrzymanie lub zwiększenie beztłuszczowej (mięśniowej masy ciała). Określenie jej wymaga, zatem oceny poziomu syntezy białka, jego rozpadu i równowagi pomiędzy rozpadem, a syntezą w odpowiedzi na białko dostarczone w posiłku.

Na skutek starzenia odpowiedz anaboliczna słabnie (oporność anaboliczna) [19]. Osoby starsze mają wyższy próg pobudzenia anabolicznego i potrzebują zwiększonej dostępności protein w diecie, aby oporność przełamać. Przełamanie oporności prowadzi do powtórnego uwrażliwienia tkanki mięśniowej na stymulanty takie jak wysiłek fizyczny. Udowodniono, że starzejące się mięśnie wykazują słabszą odpowiedź anaboliczną na niskie dawki EAA (7 g), ale ta oporność anaboliczna może zostać przełamana wyższymi ich dawkami aminokwasów (10−15 g w tym 3 g leucyny). Skutkuje to syntezą na poziomie analogicznym do tego osiąganego przez osoby młode. Bazując na stymulacji syntezy białka, zakłada się, że maksymalną odpowiedź anaboliczną uzyskuje się przyjmując w posiłku 20−35 g protein wysokiej jakości [20, 21].

Właściwa pod względem jakościowym i ilościowym podaż białka w diecie jest kluczowa dla utrzymania masy mięśniowej. Jak udowodniono, aminokwasy egzogenne, a zwłaszcza leucyna, podane w odpowiednich dawkach są w stanie przełamać opór anaboliczny mięśni. Stąd osoby starsze powinny być zachęcane do spożywania białek o ich wysokiej procentowej zawartości – zwierzęcych (chude mięsa dobrej jakości, nabiał) oraz roślinnych źródeł leucyny (soja, soczewica). Należy jednak zwrócić uwagę, że białka pochodzenia roślinnego wykazują mniejsze działanie proanaboliczne niż te pochodzenia zwierzęcego [22], głównie ze względu na niższą niż w produktach odzwierzęcych zawartość leucyny, jak i brak aminokwasów takich jak metionina czy lizyna.

Zapotrzebowanie na białko w diecie jest definiowane jako ilość białka czy budujących je aminokwasów lub obu, która dostarczana w diecie wystarcza do zaspokojenia wymagań metabolicznych i utrzymania bilansu azotowego. U osób o wzmożonych potrzebach, zwłaszcza osób starszych i chorych odpowiednia podaż białka jest kluczowa dla utrzymania homeostazy białek mięśniowych. Obecne wytyczne żywieniowe (DRI − dietary reference intake) spożycia protein obejmują: EAR (estimated average requirement), RDA (recommended dietary allowance) i AMDR (amount of macronutrient distribution range). EAR wynosi 0,66 g/kg/dzień, RDA 0,8 g/kg/dzień dla dorosłych włączając osoby po 65. roku życia. RDA dla protein bazuje na badaniach określających minimalną ilość białka przyjmowanego w diecie niezbędnego do utrzymania beztłuszczowej masy ciała w oparciu o bilans azotowy. Jednak problem z rekomendacjami opartymi na bilansie azotowym polega na tym, że w żaden sposób nie odnoszą się one do wykładników fizjologicznych odpowiedzialnych za zdrowe starzenie – takich jak funkcja mięśni. Według FDA (Food and Nutrition Board) wytyczne RDA różnią się od realnego zapotrzebowania na białko niezbędnego dla utrzymania optymalnego zdrowia. Stąd rekomendacje AMDR dotyczą optymalnej ilości przyjmowanego białka w kontekście kompletnej diety, co czyni je bardziej adekwatnymi w stosunku do RDA. Zgodnie z AMDR od 10 do 35% dziennej ilości kalorii powinno pochodzić z białka. Dominującą strategią w zakresie odżywiania jest przełamanie oporu anabolicznego i podtrzymanie masy i funkcji mięśni zwiększonym poborem białka wysokiej jakości z dużą zawartością niezbędnych aminokwasów (zwłaszcza leucyny) Jednym z kluczowych aspektów, na który należy zwrócić uwagę jest fakt, że osoby starsze do utrzymania pełnej masy i siły mięśni potrzebują znacznie wyższych poziomów białka przyjmowanego w diecie w porównaniu do osób młodych. Eksperci zajmujący się problemami starości i odżywiania rekomendują dla osób starszych dobowe dawki białka od 1,0 do 1,2 g/kg/dzień dla podtrzymania masy starzejących się mięśni [23], 1,2−1,5 g/kg/dzień – dla osób starszych z dodatkowymi obciążeniami, po 2,0 g/kg/dzień w przypadku osób poważnie chorych i niedożywionych [24−26]. Zalecenia RDA znajdują się daleko poniżej tych zaleceń, na najniższym końcu AMDR. Co więcej badania epidemiologiczne pokazują, że większość starszych dorosłych nie osiąga nawet zaniżonego w stosunku do ich potrzeb poziomu RDA spożycia białka.

Diety wysokobiałkowe a czynność nerek

Wpływ diet wysokobiałkowych na funkcje nerek badano wielokrotnie. Dieta wysokobiałkowa powszechnie uznawana jest za szkodliwą dla osób cierpiących na niewydolność nerek, jednak niewiele dowodów przemawia za jej szkodliwym działaniem u osób o zdrowych nerkach [27]. Wskaźnik filtracji kłębuszkowej (GFR) wzrasta wraz ze wzrostem spożycia białka [27]. Długotrwałe podwyższenie GFR może być szkodliwe dla nerek. Podwyższenie wykładników filtracji u osób z zachowaną wydolnością nerek, stosujących dietę wysokobiałkową bywa jednak rozważane jako mechanizm adaptacyjny organizmu do dużej ilości rozpuszczalnych metabolitów pochodzenia białkowego, a niekoniecznie jako oznaka pogorszania ich funkcji. Zalecając dietę wysokobiałkową należy jednak pamiętać o odpowiednim nawodnieniu organizmu, gdyż w konsekwencji przyjmowania wysokich dawek białka następuje wzrost wydalania mocznika i innych produktów przemian azotowych z moczem. W badaniu badającym efekty diet o różnej zawartości białka na parametry nerkowe (3,6 g/kg/dzień – dla diety wysokobiałkowej, 1,8 g/kg/dzień dla diety o średniej zawartości białka i 0,8 g/kg/dzień dla niskobiałkowej) odnotowano podwyższony poziom azotu mocznika w surowicy krwi w grupie diety wysokobiałkowej w porównaniu z dietą średnio- i niskobiałkową, a ciężar właściwy moczu było znacząco wyższy w diecie wysokobiałkowej niż średniobiałkowej. Także molalność osocza była wyższa dla diety wysokobiałkowej w porównaniu do średnio- i niskobiałkowej [28]. Biorąc pod uwagę rekomendacje AMDR (10−35% dziennej podaży energii z protein), za wysokobiałkowe możemy uznać diety, w których ponad 35% energii pochodzi z białek [29]. Biorąc pod uwagę górny zakres AMDR (35%), w przypadku 70 kg mężczyzny przyjmującego dziennie 2500 kcal pobór białka wynosi, 219 g/dzień lub 3,0 g/kg/dzień. Sięga to prawie czterokrotności RDA dla protein. Rekomendacje światowych towarzystw nefrologicznych mówią o dziennych dopuszczalnych dawkach spożycia białka poniżej poziomu zalecanego dla ogólnej populacji (0,6−0,75 g/kg/d) w przypadku niedializowanych pacjentów z niewydolnością nerek [30]. Dieta wysokobiałkowa (3,6 g/kg/dzień) jest szkodliwa dla osób z niewydolnością nerek. Jakkolwiek diety wysokobiałkowe są zdecydowanie przeciwwskazane u osób z niewydolnością nerek, jak i chorobami, na których podłożu może ona się rozwinąć, to w przypadku osób zdrowych wydają się być bezpieczne dla funkcji nerek, zaś dawki umiarkowane rekomendowane dla osób starszych 1−1,5 g/kg/dzień, przy zachowanej ostrożności można uznać za w pełni bezpieczne [24, 31−33], Korzyści z ich zastosowania zdają się zaś przeważać nad potencjalnym ryzykiem. Należy pamiętać, że białka przyjmowane w diecie odgrywają role sięgające poza syntezę białek mięśniowych (odczucie sytości, ścieżki sygnałowe, transport substancji, termogeneza, kontrola glikemii). W przypadku stosowania diet białkowych, a zwłaszcza bogatobiałkowych bardzo dużą ostrożność należy zachować jednak w przypadku u osób z ryzykiem choroby nerek. Dla bezpieczeństwa terapii i zidentyfikowania osób, u których nie jest ona zalecana, wskazane jest wykonanie badania kreatyniny, hemoglobiny A1C i badania moczu w kierunku hiperproteinurii [34]. Obserwowano też związek diet wysokobiałkowych z rozwojem kamieni nerkowych [35]. Diety wysokobiałkowe powinny być stosowane ostrożnie lub wręcz wykluczane dla osób z obciążeniem dziedzicznym lub chorobami mogącymi prowadzić do niewydolności nerek i rozwoju kamieni nerkowych. W przypadku diety wysokobiałkowej bardzo ważne jest także dbanie o odpowiedni poziom nawodnienia organizmu.

Dzienny rozkład podaży białka

W przypadku osób starszych podawanie 80% dziennej dawki białka w jednym posiłku wywołuje efekt lepszy, niż ta sama dawka podzielona pomiędzy kilka posiłków [36]. Jednak w praktyce jednorazowe przyjmowanie tak dużej dawki białka może być zbyt obciążające, zwłaszcza w przypadku osób starszych. Większość badaczy zgadza się, że białko powinno być wprowadzane w diecie równomiernie w czasie dnia, aby podtrzymać 24 h odpowiedź anaboliczną mięśni [20]. Stąd osoby starsze powinny być zachęcane do przyjmowania białka w ilości 1,0−1,2 g/kg/dzień poprzez spożywanie porcji 25−35 g wysokiej jakości protein w każdym posiłku. Powstający w ten sposób wzór spożycia zapewnia stałą dobową stymulację syntezy białek mięśniowych [36]. Jest to też zgodne z teorią progową działania białka pokarmowego [20]. Teoria progowa zawartości została potwierdzona w badaniu, w którym sprawdzano efekt 10, 20 i 35g białka spożywanego przez zdrowych młodych mężczyzn na syntezę białek mięśniowych autorzy dowiedli w nim, że przyswajanie aminokwasów i następująca po nim stymulacja syntezy białek mięśni była największa i wzrastała w sposób istotny statystycznie jedynie po najwyższej dawce białka [37].

AKTYWNOŚĆ FIZYCZNA

Jak wspomniano wcześniej, oporność anaboliczna tkanki mięśniowej odzwierciedla utratę możliwości mięśni szkieletowych do utrzymania własnej masy, pomimo obecności bodźców wystarczających do jej utrzymania w normalnych warunkach. Jednym z głównych czynników przyczyniających się do powstania oporności anabolicznej tkanki mięśniowej, zarówno u osób starszych, jak i młodych jest brak aktywności fizycznej [38, 39]. Udowodniono, że zmniejszenie aktywności fizycznej przez dwa tygodnie indukuje oporność anaboliczną u starszych osób, zmniejsza wrażliwość na insulinę i wtórnie powoduje obniżenie masy mięśniowej [40]. Niski poziom aktywności fizycznej związany jest też z niskim podstawowym tempem syntezy białek mięśniowych.

Tylko 28−34% osób powyżej 65. roku życia bierze udział w jakiejkolwiek formie aktywności fizycznej w czasie wolnym [41]. Statystyki te stale pogarszają się, a siedzący tryb życia dominujący we współczesnym społeczeństwie przeważa w populacji starszych dorosłych.

Stosowanie ćwiczeń oporowych uznane jest za jedną z najefektywniejszych strategii zapobiegających spadkowi masy mięśni szkieletowych w procesie starzenia [42]. Wpływają one także na poprawę jakości tkanki mięśniowej. Jak udowodniono programy ćwiczeń fizycznych, a zwłaszcza ćwiczeń oporowych są skuteczne w przywracaniu i utrzymywaniu funkcjonalnej niezależności osób starszych [43−45]. Mają one również znaczący udział w zapobieganiu, odsuwaniu w czasie i odwracaniu przebiegu sarkopenii. Ćwiczenia oporowe indukują wydzielanie hormonów i czynników wzrostowych, które wzmagają syntezę białek mięśniowych i poprawiają ich funkcję. Ich efektem jest wzrost wrażliwości na insulinę, poprawa metabolizmu glukozy w mięśniach oraz wzrost syntezy miofibryli białkowych [46−48] Korzystnie na wzrost syntezy białek mięśni w następstwie aktywności fizycznej wpływa także rozszerzenie naczyń prowadzące do poprawy transportu składników odżywczych i tlenu do tkanki mięśniowej [49].

Wśród czynników wywierających wpływ na metabolizm tkanki mięśniowej znaczącą rolę odgrywa poposiłkowy wzrost insuliny działającej synergistycznie z aminokwasami. W stanach fizjologicznych maksymalna synteza białek mięśniowych zachodzi po posiłku, kiedy stężenie insuliny i aminokwasów jest najwyższe. Odpowiedź anaboliczna na zawarte w diecie proteiny, aminokwasy i insulinę jest osłabiona w starzejących się mięśniach, ale są one nadal zdolne do odpowiedzi anabolicznej na wzmożoną aktywność fizyczną [17−50]. Liczne dowody wskazują na pozytywny wpływ ćwiczeń fizycznych na hamowanie związanego z wiekiem spadku masy tkanki mięśniowej, siły mięśniowej i wydolności fizycznej
[43−45, 51], również
u osób w wieku bardzo podeszłym, u których aktywność fizyczna jest dopiero wprowadzana [52]. Potwierdzają to również inne badania na dużych grupach osób starszych. Grupy badawcze i towarzystwa naukowe zajmujące się sarkopenią coraz częściej rekomendują włączenie ćwiczeń fizycznych do codziennego życia osób nią dotkniętych (np. SCWD ćwiczenia oporowe i aerobowe, 20−30 minut 3 razy w tygodniu, grupa PROT-Age – 30 minut ćwiczeń oporowych dziennie) [32, 24]. O ile same ćwiczenia fizyczne poprawiają wydolność oraz siłę mięśniową i zapobiegają ich zanikowi, to równoczesne, istotne zwiększenie masy tkanki mięśniowej uzyskiwano w grupach, w których zapewniano równoczesny odpowiedni dowóz białka w diecie – czego dowodzą liczne badania[9, 33, 53]. Co ważne, ma to miejsce także u osób w wieku podeszłym z rozpoznaną już sarkopenią, a wyniki utrzymują się także po zakończeniu treningów [54]. Nie ma także znaczenia wiek, w którym treningi rozpoczęto [52]. Korzystne efekty odnotowywano również u osób, które wcześniej nie były aktywne fizycznie. Badania histologiczne potwierdzały również wysoką jakość uzyskanej tkanki mięśniowej – nieróżniącej się od tej uzyskiwanej od osób młodych [51].

Synergistyczny wpływ ćwiczeń fizycznych i przyjmowanych w diecie protein został bezsprzecznie dowiedziony [56]. Do rozważenia pozostaje kwestia optymalnego dla pobudzenia syntezy białka odstępu czasowego między ćwiczeniami a przyjmowaniem posiłku białkowego. Najwyższy poziom syntezy białek mięśniowych obserwowany jest około 60 min po zakończeniu treningu fizycznego, stąd poprawa dostępności aminokwasów w tym okresie zapewnia największe korzyści anaboliczne [38]. Jednak pomimo tego że wrażliwość tkanki mięśniowej na aminokwasy jest najwyższa w ciągu pierwszej godziny po wysiłku, to jej podwyższona wrażliwość utrzymuje przez kolejne 24 h [57]. Stąd powtarzane przyjmowanie białka przez ten okres po wysiłku fizycznym umożliwia odpowiedź anaboliczną mięśni. W przypadku osób starszych przyjmowanie 20−30 g białka w trakcie każdego posiłku może zapewnić stałą dostępność aminokwasów i elastyczność pozwalającą na zapewnienie przynajmniej czasowej synergii między ćwiczeniami a podażą białka, niezależnie od czasu ćwiczeń.

PODSUMOWANIE

Zapobieganie i leczenie sarkopenii powinno skupiać się na uzyskaniu wzrostu masy mięśniowej i poprawie funkcji mięśni [43]. Ważne, aby rozpoczynało się ono wcześnie i prowadziło do dodatniego bilansu białek mięśniowych, a więc sytuacji, w której produkcja białka mięśniowego przekracza poziom jego degradacji [43]. Do najważniejszych czynników prowadzących do spadku masy mięśniowej u osób starszych, a więc także sarkopenii, uważane są zmniejszenie aktywności fizycznej i niedostateczna podaż białka w diecie. Zgodnie z najnowszymi wynikami badań najskuteczniejszą strategią prowadzącą do uzyskania tego celu jest połączenie odpowiedniej podaży białka z ćwiczeniami oporowymi dostosowanymi do poziomu funkcjonalnego, stanu zdrowia i wytrzymałości pacjenta [5, 9, 43, 52, 53, 55].

Wysokie spożycie białka ogranicza ryzyko powikłań okołooperacyjnych, wpływa na poprawę gęstości mineralnej kości, skraca czas rehabilitacji po stanach ostrych. Odpowiedni poziom dziennego spożycia białka poprzez zapewnienie podaży aminokwasów egzogennych i stymulację syntezy białek mięśniowych jest kluczowy dla utrzymania masy mięśniowej na stałym poziomie. Badania epidemiologiczne dowodzą związku diety niskobiałkowej z występowaniem i nasileniem sarkopenii. Jak udowodniono osoby starsze narażone są na niedobory pokarmowe, w tym spożycie białka poniżej zalecanych poziomów. Ponadto coraz więcej faktów przemawia za niedostosowaniem aktualnych dziennych zaleceń spożycia białka do realnych potrzeb starzejącego się organizmu potrzebnych do przełamania oporności metabolicznej tkanki mięśniowej. Udowodniono także, że ćwiczenia fizyczne, zwłaszcza oporowe, potęgują korzystny wpływ zwiększonej podaży białka w diecie na podtrzymanie i odbudowywanie utraconej masy mięśniowej. Co ważne, efekt ten obserwowano niezależnie od wieku i wyjściowego stanu tkanki mięśniowej. Ze względu na związek sarkopenii ze zwiększonym ryzykiem niepełnosprawności i śmierci za kluczowe wydaje się zidentyfikowanie osób narażonych na niedobory pokarmowe w celu wdrożenia odpowiednio wcześnie skutecznych zaleceń żywieniowych.

W ciągu dorosłego życia spożycie adekwatnych ilości białka wysokiej jakości w każdym posiłku w połączeniu z aktywnością fizyczną może odsunąć początek sarkopenii, spowolnić jej postęp i zmniejszyć nasilenie jej funkcjonalnych konsekwencji. Podobnie jak w przypadku osteoporozy szczytowa masa kostna zapewnia „bank tkanki kostnej” na całe życie osoby dorosłej, tak odpowiednio wcześniejsze zadbanie o dobrą jakość i odpowiednią ilość tkanki mięśniowej w dużym stopniu jest wstanie zabezpieczyć osoby dorosłe przed rozwojem sarkopenii w wieku starszym. Tymczasem 38% dorosłych mężczyzn i 41% dorosłych kobiet nie osiąga poziomów RDA w diecie [58], a statystyki aktywności fizycznej osób dorosłych nadal nie są optymistyczne.

Piśmiennictwo

1. Izekenova KA, Kumar AB, Abikulova AK et al. Trends in ageing of the population and the life expectancy after retirement: A comparative country-based analysis. J Res Med. Sci. 2015; 20(3):250–252.

2. UN Department of Economic and Social Affairs, Population Division. World population ageing. 2013.

3. Tikkanen P, Lonnroos E, Sipila S et al. Effects of comprehensive geriatric assessment-based individually targeted interventions on mobility of pre-frail and frail community-dwelling older people. Geriatr Gerontol Int. 2014;15:80–88

4. Keller K, Engelhardt M. Strength and muscle mass loss with aging process. Age and strength loss. J Muscles Ligaments Tendons. 2013;3:346-350.

5. Montero-Fernández N, Serra-Rexach JA. Role of exercise on sarcopenia in the elderly. Eur J Phys Rehabil Med. 2013; 49:131.

6. Fielding RA, Vellas B, Evans WJ et al. Sarcopenia: an undiagnosed condition in older adults. Current consensus definition: prevalence, etiology, and consequences. International working group on sarcopenia. J Am Med Dir Assos. 2011;12:249–56.

7. Fried LP, Tangen CM, Walston J, et al. Frailty in older adults: evidence for a phenotype. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 2001;56: 46–56.

8. Joshi S, Navinskey M. Human Microbiome and Aging. In: Watson R (ed). Nutrition and Functional Foods for Healthy Aging. Academic Press, 2017.

9. Daly RM, O’Connell SL, Mundell NL, et al. Protein-enriched diet, with the use of lean red meat, combined with progressive resistance training enhances lean tissue mass and muscle strength and reduces circulating IL-6 concentrations in elderly women: a cluster randomized controlled trial. Am J Clin Nutr 2014;99:899-910.

10. Nieuwenhuizen WF, Weenen H, Rigby P et al. Older adults and patients in need of nutritional support: review of current treatment options and factors influencing nutritional intake. Clin Nutr 2010;29:160-9.

11. Malafarina V, Uriz-Otano F, Gil-Guerrero L et al. The anorexia of ageing: physiopathology, prevalence, associated comorbidity and mortality. A systematic review. Maturitas 2013;74:293-302.

12. Hedman S, Nydahl M, Faxen-Irving G. Individually prescribed diet is fundamental to optimize nutritional treatment in geriatric patients. Clin Nutr 2016;35:692-8.

13. Robinson S, Cooper C, Aihie Sayer A. Nutrition and sarcopenia: a review of the evidence and implications for preventive strategies. J Aging Res 2012;2012:510801.

14. Wakimoto P, Block G. Dietary intake, dietary patterns, and changes with age: an epidemiological perspective. Journals Gerontol Ser A. 2001;56:65–80.

15. Cruz-Jentoft AJ, Kiesswetter E, Drey M, Sieber CC. Nutrition, frailty, and sarcopenia. Aging Clin Exp Res. 2017;29(1):43-48.

16. Tucker KL. High risk nutrients in the aging population. In: Bales C, Locher J, Saltzman (eds). Handbook of clinical nutrition and aging. 3rd edn. New York: Springer; 2015. 335–53.

17. Boirie Y, Morio B, Caumon E et al. Nutrition and protein energy homeostasis in elderly. Mech Ageing Dev 2014:136–137, 76–84.

18. Rennie MJ, Selby A, Atherton P et al. Facts, noise and wishful thinking: muscle protein turnover in aging and human disuse atrophy. Scand J Med Sci Sports 2010; 20: 5–9.

19. Wall BT, Gorissen SH, Pennings B et al. Aging is accompanied by a blunted muscle protein synthetic response to protein ingestion. PLoS One 2015;10:e0140903.

20. Paddon-Jones D, Rasmussen BB. Dietary protein recommendations and the prevention of sarcopenia. Curr Opin Clin Nutr Metab Care 2009;12:86–90.

21. Layman DK. Dietary guidelines should reflect new understandings about adult protein needs. Nutr Metab (Lond) 2009;6:12.

22. Houston DK, Nicklas BJ, Ding J 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;87:150–155.

23. Tessier AJ, Chevalier S. An Update on protein, leucine, omega-3 fatty acids, and vitamin D in the prevention and treatment of sarcopenia and functional decline. Nutrients. 2018;16:10(8).

24. Bauer J, Biolo G, Cederholm T 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;14:542–559.

25. Paddon-Jones D, Short KR, Campbell WW, et al. Role of dietary protein in the sarcopenia of aging. Am J Clin Nutr. 2008;87:1562S–1566S.

26. Bassil MS, Gougeon R. Muscle protein anabolism in type 2 diabetes. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2013;16:83–88.

27. Friedman AN. High-protein diets: potential effects on the kidney in renal health and disease. Am J Kidney Dis. 2004;44:950–62.

28. Martin WF, Cerundolo LH, Pikosky MA, et al. Effects of dietary protein intake on indexes of hydration. J Am Diet Assos. 2006;106:587–9.

29. Phillips SM. Dietary protein for athletes: from requirements to metabolic advantage. Appl Physiol Nutr Metab. 2006;31:647–54.

30. Kopple JD. National kidney foundation K/DOQI clinical practice guidelines for nutrition in chronic renal failure. Am J Kidney Dis. 2001;37:66–70.

31. Tieland M, Borgonjen-Van den Berg KJ, van Loon LJ et al. Dietary protein intake in community-dwelling, frail, and institutionalized elderly people: scope for improvement. Eur J Nutr 2012;51:173.

32. Morley JE, Argiles JM, Evans WJ, et al. Nutritional recommendations for the management of sarcopenia. J Am Med Dir Assoc 2010;11:391.

33. Tieland M, van de Rest O, Dirks ML et al. Protein supplementation improves physical performance in frail elderly people: a randomized, double-blind, placebo-controlled trial. J Am Med. Dir Assoc 2012;13:720.

34. FAO/WHO/UNU. Energy and protein requirements. Report of a Joint Expert Consultation. World Health Organ Tech Rep Ser 1985;724:1–206.

35. Hess B. Nutritional aspects of stone disease. Endocrinol Metab Clin North Am 2002;31:1017–30.

36. Arnal MA, Mosoni L, Boirie Y et al. Protein pulse feeding improves protein retention in elderly women. Am J Clin Nutr. 1999;69:1202–1208.

37. Pennings B, Groen B, de Lange A et al. Amino acid absorption and subsequent muscle protein accretion following graded intakes of whey protein in elderly men.

Am J Physiol Endocrinol Metab. 201215;302(8):E992-9.

38. Dickinson JM, Volpi E, Rasmussen BB. Exercise and nutrition to target protein synthesis impairments in aging skeletal muscle. Exerc Sport Sci Rev. 2013;41: 216–223.

39. Glover EI, Phillips SM, Oates BR et al. Immobilization induces anabolic resistance in human myofibrillar protein synthesis with low and high dose amino acid infusion. J Physiol. 2008; 586: 6049–6061.

40. Breen L, Stokes KA, Churchward-Venne TA 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;98:2604–2612.

41. Chase JAD. Physical activity interventions among older adults: a literature review. Res Theory Nurs Pract. 2013; 27(1): 53–80.

42. Liu CJ, Latham NK. Progressive resistance strength training for improving physical function in older adults. Cochrane Database Syst Rev. 2009;CD002759.

43. Kim H, Suzuki T, Saito K et al. Effects of exercise and tea catechins on muscle mass, strength and walking ability in community-dwelling elderly Japanese sarcopenic women: a randomized controlled trial. Geriatr Gerontol Int. 2013;13:458–65.

44. Leenders M, Verdijk LB, van der Hoeven L. Elderly men and women benefit equally from prolonged resistance-type exercise training. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2013;68:769–79.

45. Crane JD, Macneil LG, Tarnopolsky MA. Long-term aerobic exercise is associated with greater muscle strength throughout the life span. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 2013;68:631.

46. Breen L, Philp A, Shaw CS et al. Beneficial effects of resistance exercise on glycemic control are not further improved by protein ingestion. PLoS ONE 6. 2011;e20613.

47. Lanza IR, Short DK, Short KR et al. Endurance exercise as a countermeasure for aging. Diabetes 2008; 57:2933–2942.

48. Cruz-Jentoft AJ, Baeyens JP, Bauer JM et al. Sarcopenia: European consensus on definition and diagnosis: Report of the European Working Group on Sarcopenia in Older People. Age Ageing. 2010; 39:412–423.

49. Timmerman KL, Dhanani S, Glynn EL et al. A moderate acute increase in physical activity enhances nutritive flow and the muscle protein anabolic response to mixed nutrient intake in older adults. Am J Clin Nutr. 2012;95:1403– 1412.

50. Moore DR, Churchward-Venne TA, Witard O et al. Protein ingestion to stimulate myofibrillar protein synthesis requires greater relative protein intakes in healthy older versus younger men. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2015;70: 57–62.

51. Zampieri S, Pietrangelo L, Loefler S, et al. Lifelong physical exercise delays age-associated skeletal muscle decline. J Gerontol A Biol Sci MedSci. 2015;70:163.

52. Gualano B, Macedo AR, Alves CRR et al. Creatine supplementation and resistance training in vulnerable older women: a randomized double-blind placebo-controlled clinical trial. Exp Gerontol 2014;53:7.

53. Tieland M, Dirks ML, van der Zwaluw N, Verdijk et al. Protein supplementation increases muscle mass gain during prolonged resistance-type exercise training in frail elderly people: a randomized, double-blind, placebo-controlled trial. J Am Med Dir Assoc 2012;13:713–9.

54. AoNa D. Evidence analysis manual academy of nutrition and dietetics. Quality criteria checklist—primary research: Academy of Nutrition and Dietetics; 2012.

55. Aguiar AF, Januario RS, Junior RP et al. Long-term creatine supplementation improves muscular performance during resistance training in older women. Eur J Appl Physiol 2013;113:987–96.

56. Witard OC, Wardle SL, Macnaughton LS, et al. Protein Considerations for Optimising Skeletal Muscle Mass in Healthy Young and Older Adults. Nutrients. 2016;8(4):181.

57. Burd NA, West DW, Moore DR, et al. Enhanced amino acid sensitivity of myofibrillar protein synthesis persists for up to 24 h after resistance exercise in young men. J Nutr. 2011; 141(4):568−73.

58. Baum JI, Il-Young K, Wolfe RR. Protein Consumption and the Elderly: What Is the Optimal Level of Intake? Nutrients. 2016;8(6):359.

Numery ORCID autorów:

Karolina Turżańska – 0000-0001-7359-9622

Małgorzata Drelich – 0000-0001-6709-0440

Agnieszka Poturzyńska – 0000-0002-2726-5231

Konflikt interesów:

Wszyscy autorzy deklarują brak konfliktu interesów.

Autor korespondujący

Karolina Turżańska

Katedra I Klinika Rehabilitacji i Ortopedii,

Uniwersytet Medyczny w Lublinie, Lublin, Polska

e-mail:karolina.turzanska@gmail.com

Nadesłano: 20.05.2019

Zaakceptowano: 20.07.2019