Anatomi og fysiologi i forbindelse med aldring 10:

Indledning

Skeletmuskulaturen gør det muligt for kroppen at bevæge sig og opretholde kropsholdning; Ved at trække sig sammen hjælper de også den venøse tilbageførsel af blod til hjertet og genererer varme, som hjælper med at opretholde kropstemperaturen. Knoglerne støtter kroppen, beskytter sårbare områder og muliggør fysisk bevægelse via et system af løftestænger og led; de lagrer også fedt og mineraler og rummer den røde knoglemarv, der er ansvarlig for produktionen af blodceller. Med alderen degenererer disse komponenter af det muskuloskeletale system gradvist, hvilket bidrager til skrøbelighed og øger risikoen for fald og brud. Del 10 i vores serie om aldringens anatomi og fysiologi udforsker de aldersrelaterede ændringer, der sker i skeletmuskulaturen og knoglerne.

Forandringer i skeletmuskulaturen

Ældre mennesker oplever ofte et tab af styrke, som direkte kan tilskrives anatomiske og fysiologiske forandringer i skeletmuskulaturen (Papa et al, 2017; Freemont og Hoyland, 2007) (boks 1) (boks 1).

Med alderen atrofierer skeletmusklerne og mindskes i masse (fig. 1), og deres kontraktionshastighed og -kraft mindskes (Choi, 2016). Dette fænomen, kendt som senil sarkopeni, er ledsaget af et fald i fysisk styrke. Sarkopeni kan forringe evnen til at udføre hverdagsopgaver såsom at rejse sig fra en stol, udføre husarbejde eller vaske sig selv (Papa et al, 2017).

Maximal muskelmasse og styrke nås i 20’erne og 30’erne. Dette efterfølges af et gradvist fald gennem den midaldrende alder. Fra 60-årsalderen accelererer tabet af muskelvæv. I den sene alderdom kan lemmerne miste så meget muskelvæv, at personer med nedsat mobilitet kun synes at være lidt mere end hud og knogler. Der kan opstå dybe furer mellem ribbenene på grund af atrofi af de interkostale muskler, mens tabet af muskelvæv i ansigtet bidrager til en generel opblødning af ansigtstrækkene.

Dette betydelige tab af muskelvæv, der ofte ses i de senere år (senil sarkopeni), er forbundet med tiltagende skrøbelighed. Mens skrøbelighed er multifaktoriel, er muskuloskeletale forringelser og sarkopeni centrale for den og er begge forbundet med øget svaghed, træthed og risiko for uønskede hændelser som f.eks. fald, som alle kan øge morbiditeten (Fragala et al, 2015).

Skeletale muskler består af to hovedtyper af fibre:

• Slow-twitch-fibre (type 1), der bruges til udholdenhedsaktiviteter, såsom at gå lange distancer;
• Fast-twitch-fibre (type 2), der bruges til korte “eksplosive” aktiviteter, såsom sprint.

Sarkopeni er forbundet med ændringer i antallet og fysiologien af hurtige trækfibre, mens langsomme trækfibre er relativt upåvirket af alder (Bougea et al, 2016). Faktisk viser nyere undersøgelser, at langsomt trækkende fibre opretholder og endda øger koncentrationerne af nogle metaboliske enzymer, måske for at modvirke faldet i aktiviteten i hurtigt trækkende muskelfibre (Murgia et al, 2017).

Sarkopeni menes også at være drevet af tab af motoriske neuronfibre (denervation) og tab og degeneration af neuromuskulære junctions (de synapser, der forbinder motoriske neuroner med skeletmuskulaturen); som følge heraf bliver musklerne mindre stimuleret og mister masse (Stokinger et al, 2017; Power et al, 2013).

Sarkopeni forværres af faldet i niveauerne af cirkulerende anabole hormoner – såsom somatotropin (væksthormon), testosteron og testosteronlignende hormoner – som falder fra middelalderen og fremefter. Da skeletmusklerne er metabolisk meget aktive, er sarkopeni en vigtig faktor, der bidrager til den aldersrelaterede reduktion i stofskiftet. I gennemsnit mister vi 3-8 % af den magre muskelmasse pr. årti fra 30-årsalderen, hvilket forstærker faldet i det basale stofskifte, som begynder omkring 20-årsalderen. Hvis kalorieindtaget forbliver det samme som i de yngre år, er der en meget større risiko for, at overskydende kalorier lagres i form af fedt. Dette kan forværres hos ældre mennesker, der er insulinresistente, da deres skeletmuskler er mindre i stand til at optage glukose og de aminosyrer, der bruges til at generere nye muskelfibre (Cleasby et al, 2016; Fragala et al, 2015).

Tabet af skeletmuskelmasse fører til en gradvis reduktion af den støtte, der ydes til knogler og led, hvilket igen bidrager til de posturale ændringer, der observeres i alderdommen (fig. 2). Det øger også risikoen for ledpatologier, især slidgigt, samt risikoen for fald og frakturer.

Aldre muskler er mere udsatte for skader og tager længere tid om at reparere og restituere. Denne langsommere genopretning kan skyldes en reduktion i antallet af progenitorceller (satellitceller) – udifferentierede stamceller, der kan udvikle sig til nye muskelceller eller myocytter – kombineret med progressiv cellulær senescens (Bougea et al, 2016).

Forandringer i knogler

Knogler består for det meste af:

• Den uorganiske komponent calciumphosphat (hydroxyapatit);
• Den organiske komponent type 1 kollagen.

Kalciumphosphatkrystaller udgør knoglematrixen og giver knoglerne deres stivhed. Skelettet fungerer som et calciumreservoir: det lagrer omkring 99 % af alt calcium i kroppen (Lau og Adachi, 2011). Utilstrækkelige niveauer af calcium eller D-vitamin (afgørende for calciumoptagelsen) kan føre til en reduktion af knogletætheden og øge risikoen for osteoporose og brud. Hos ældre mennesker absorberer tarmen mindre calcium, og D-vitaminniveauet har tendens til at falde, hvilket reducerer den mængde calcium, der er tilgængelig for knoglerne.

Collagen giver forankring til calciumphosphatkrystallerne og strikker knoglen sammen for at forhindre brud. Nogle mennesker har gener, der fører til mangelfuld kollagenproduktion, hvilket resulterer i skør knoglesygdom (osteogenesis imperfecta).

Som muskler er knogler et dynamisk væv, der hele tiden aflejres og nedbrydes. Denne tilstand af flux formidles af de to vigtigste knoglecelletyper:

• Osteoblaster, som aflejrer knogle;
• Osteoklaster, som nedbryder knogle og frigiver ionisk calcium til blodet.

Osteoblaster er mere aktive, når knoglerne er under den belastning, som vægten fra en opretstående, aktiv krop påfører dem. Hos unge mobile voksne arbejder osteoblaster og osteoklaster med samme hastighed, og knogletætheden opretholdes. Inaktivitet betyder et fald i osteoblastaktiviteten, som i sidste ende resulterer i en reduceret knogletæthed (Nigam et al., 2009). Det aldersrelaterede tab af skeletmuskelmasse bidrager til reduktionerne i belastningen (både vægt og kontraktile kraft) på knoglerne, hvilket forværrer afkalkningen. Det er derfor vigtigt, at ældre mennesker holder sig så mobile og aktive som muligt.

Ændringer i knogletætheden

Undersøgelser (fortrinsvis i USA) viser, at omkring 90 % af den maksimale knoglemasse er opnået hos mænd i 20-årsalderen og hos kvinder i 18-årsalderen. Stigningen fortsætter hos begge køn indtil omkring 30-årsalderen, hvor den maksimale knoglestyrke og knogletæthed er opnået (National Institutes of Health, 2015). Knogletætheden falder, når midaldren nærmer sig.

Kvinder er i særlig risiko for knogledemineralisering og osteoporose, da de gradvist mister de osteobeskyttende virkninger af østrogen før og efter overgangsalderen. I en 10-årig undersøgelse mistede kvinder 1,5-2 gange mere knoglemasse pr. år fra deres underarme end mænd (Daly et al., 2013). Knogletabet hos begge køn fortsætter ind i alderdommen, og 80-årige har ca. halvdelen af den knoglemasse, de havde på sit højdepunkt i den unge voksenalder (Lau og Adachi, 2011; Kloss og Gassner, 2006).

Osteoporose

Det aldersrelaterede tab af calcium fra skelettet fører almindeligvis til, at knoglerne antager det porøse, svampelignende udseende, der er kendetegnende for osteoporose. Der er to anerkendte former for dette (Lau og Adachi, 2011):

• Type I, der ses hos kvinder i overgangsalderen og efter overgangsalderen og menes at opstå som følge af faldende østrogenniveauer;
• Type II, der kaldes senil osteoporose, som rammer både mænd og kvinder, og som synes at være forårsaget af reduktioner i antallet og aktiviteten af osteoblaster. Desuden stimulerer nogle proinflammatoriske cytokiner (hvis antal stiger med alderen) som f.eks. interleukin 6 osteoklaster, hvilket fører til knogledemineralisering.

Hvirvlerne er særligt sårbare over for osteoporose og kan udvikle mikrobrud, hvilket resulterer i, at de kollapser under kroppens vægt og bliver sammenpresset og deformeret. Dette bidrager til den bøjede krumning af rygsøjlen, som ofte ses i ældre aldre (fig. 2).

Mange faktorer bidrager til aldersrelateret knogletab og senil osteoporose (boks 2).

Risiko for frakturer

Alders-relaterede fald i knogletæthed er forbundet med en øget risiko for brud i mange knogler, herunder lårbenet, ribben, ryghvirvler og knogler i overarm og underarm. Osteoporose er ikke kun forbundet med et tab af uorganisk mineralindhold, men også med et tab af kollagen og ændringer i dets struktur. Da kollagen hjælper med at holde knoglerne sammen, øger dette risikoen for brud yderligere (Boskey og Coleman, 2010; Bailey, 2002).

Risikoen for brud forværres af manglende mobilitet, f.eks. på grund af et længerevarende hospitalsophold (Nigam et al., 2009). Ikke alene er frakturer mere almindelige i alderdommen, men helingen tager også meget længere tid (Lau og Adachi, 2011).

Befolkningsundersøgelser i USA viser, at ca. 5 % af voksne over 50 år har osteoporose, der påvirker lårbenshalsen (femurhalsen) (Looker et al, 2012). Dette område er særligt sårbart over for brud, da de to lårbenshalse bærer vægten af den oprejste krop. Costache og Costache (2014) fandt ud af, at lårbenshalsfrakturer – som er alvorlige og potentielt livstruende skader – bliver hyppigere efter 60-årsalderen, og at kvinder er mere ramt end mænd.

Ledforandringer

Ledbrusk i synoviale led spiller rollen som støddæmpere, samt sikrer korrekt afstand og jævn glidning af knoglerne under ledbevægelser. Antallet og aktiviteten af chondrocytter, de bruskdannende celler, falder med alderen (Freemont og Hoyland, 2007), hvilket kan resultere i en reduktion af mængden af brusk i vigtige led, f.eks. i knæene (Hanna et al, 2005). Mangel på brusk resulterer i, at ældede led bliver mere modtagelige for mekaniske skader og øger risikoen for smertefuld knogle-til-knogle-kontakt, som almindeligvis ses ved slidgigt.

Arthrose

Arthrose er den mest almindelige artropati (ledpatologi) i verden. Større undersøgelser i USA har vist, at ca. 10 % af mænd og 13 % af kvinder over 60 år er ramt af symptomatisk slidgigt i knæet (Zhang og Jordan, 2010). I Det Forenede Kongerige har ca. 8,5 millioner mennesker ledsmerter på grund af slidgigt (National Institute for Health and Care Excellence, 2015). Dette lægger en stor byrde på sundhedsvæsenet, da mange patienter vil kræve dyre ledoperationer, især i knæet, hoften og lænderyggen.

Den ydre del af en ledkapsel består af elastiske ledbånd, der binder leddet sammen og forhindrer dislokation, samtidig med at de tillader fri bevægelse. Med alderen mindskes ligamenternes kollagen- og elastinkomponenter i form af ændringer i deres elasticitet (Freemont og Hoyland, 2007), hvilket resulterer i stivhed og nedsat bevægelighed. Visse led er særligt udsatte; f.eks. mister kvinder mellem 55 og 85 år op til 50 % af fleksibiliteten og bevægelsesfriheden i anklerne (Vandervoort et al., 1992). Selv om der er mange risikofaktorer forbundet med sygdommen (herunder genetisk disposition, køn, fedme og tidligere ledskader), er alder langt den største.

Sund aldring af bevægeapparatet

Mange faktorer har indflydelse på, hvordan vores knogler og skeletmuskler ældes; genetik, miljøfaktorer og livsstil spiller alle en rolle, så der er stor individuel variation. Bevarelse af det muskuloskeletale systems strukturelle og funktionelle integritet er afgørende for at bevare et godt helbred og bremse udviklingen mod skrøbelighed.

Kalorisk begrænsning

Programmeret celledød (apoptose) spiller en rolle i knogletab og sarkopeni. De involverede apoptotiske veje kan dæmpes af motion, kalorierestriktion og antioxidanter såsom carotenoider og oliesyre (Musumeci et al., 2015). Nylige undersøgelser har vist, at kaloriebegrænsning kan bremse og nogle gange endda vende aldersrelaterede ændringer i neuromuskulære forbindelser og dermed give en potentiel mekanisme til at reducere sarkopeni.

Medikamenter, der efterligner virkningerne af kaloriebegrænsning og motion – såsom metformin (et oralt hypoglykæmisk middel, der anvendes til behandling af diabetes) og resveratrol (en antiinflammatorisk og antioxidant) – kunne anvendes i stedet for at reducere fødeindtaget. Stokinger et al (2017) har rapporteret om en vis succes med disse lægemidler, især resveratrol, i dyremodeller.

Diættilskud

En forøgelse af indtaget af calcium, D-vitamin og magert protein kan øge knogletætheden og give aminosyrer til muskelvækst. Dette kan opveje den nedsættelse af effektiviteten af næringsstofoptagelsen, der ses med alderen. Vi ved, at et øget proteinindtag hos yngre voksne kan øge proteinsyntesen i skeletmuskulaturen, men dette synes at virke mindre godt hos ældre mennesker. Fragala et al (2015) fandt, at kosttilskud med kreatinin kan øge muskelstyrke og præstationsevne, mens indtagelse af proteindrikke suppleret med aminosyren β-alanin øger muskelarbejdskapacitet og -kvalitet hos ældre mænd og kvinder.

Hormonerstatningsterapi

Hormonerstatningsterapi (HRT) forbedrer knoglesundheden hos ældre mennesker: Østrogen HRT og testosteronerstatningsterapi (TRT) har vist sig at øge knogletætheden hos henholdsvis kvinder og mænd og dermed reducere risikoen for brud.

Hormonerstatningsterapiens virkninger på muskelfysiologien er mindre velundersøgt. TRT har vist sig at øge den magre muskelmasse hos mænd og synes at ophæve nogle af de virkninger af aldring på musklerne, der opstår i andropausen; hos kvinder har HRT (med enten østrogen eller østrogen plus progesteron) imidlertid ikke den samme anabole virkning (Fragala et al, 2015). Kvinder kan bruge TRT, men de kan være tilbageholdende med at gøre det på grund af uønskede virkninger såsom hårvækst i ansigtet og på kroppen og dybere stemme.

Træning

Medmindre de bruges regelmæssigt og udsættes for belastning, degenererer muskelfibre og neuromuskulære forbindelser, hvilket resulterer i disuse atrofi (Kwan, 2013). Moderat motion bidrager til at bevare den magre muskelmasse, øge knogletætheden og reducere fedtophobningen. Træning øger også antallet af mitokondrier i muskelfibrene, hvilket øger energiafgivelsen, stofskiftet og muskelkraften. Hos personer, der forbliver fysisk aktive, synes mitokondriernes effektivitet med hensyn til frigivelse af energi at blive opretholdt indtil mindst 75-årsalderen (Cartee et al, 2016).

Progressiv modstandstræning anses for at være den mest effektive metode til at øge knogletætheden og fremme muskelvækst hos ældre med sarkopeni. Ældre mennesker, der deltager i et enkelt træningspas om ugen og dyrker noget motion derhjemme, kan forbedre muskelstyrken med 27 %, hvilket effektivt vender den aldersrelaterede tilbagegang (Skelton og McLaughlin, 1996). Når det drejer sig om at holde bevægeapparatet sundt, er det vigtigste det almindelige ordsprog: “Use it or lose it”.