Az öregedés anatómiája és fiziológiája 10:

Bevezetés

A vázizmok teszik lehetővé a test mozgását és a testtartás fenntartását; összehúzódással segítik a vér vénás visszaáramlását a szívhez, és hőt termelnek, ami segít fenntartani a testhőmérsékletet. A csontok megtámasztják a testet, védik a sérülékeny területeket, és karok és ízületek rendszerén keresztül lehetővé teszik a fizikai mozgást; emellett zsírt és ásványi anyagokat tárolnak, és a vérsejtek termeléséért felelős vörös csontvelőnek adnak otthont. Az életkor előrehaladtával a mozgásszervi rendszer ezen elemei fokozatosan degenerálódnak, ami hozzájárul a gyengeséghez, és növeli az esések és törések kockázatát. Az öregedés anatómiájáról és fiziológiájáról szóló sorozatunk 10. része a vázizmokban és a csontokban bekövetkező, korral összefüggő változásokat vizsgálja.

Változások a vázizmokban

Az idős emberek gyakran tapasztalnak erővesztést, ami közvetlenül a vázizmok anatómiai és fiziológiai változásainak tulajdonítható (Papa et al, 2017; Freemont és Hoyland, 2007) (1. doboz).

A kor előrehaladtával a vázizmok sorvadnak és csökken a tömegük (1. ábra), valamint csökken az összehúzódásuk sebessége és ereje (Choi, 2016). Ez az időskori szarkopéniának nevezett jelenség a fizikai erő csökkenésével jár együtt. A szarkopénia ronthatja az olyan mindennapi feladatok elvégzésének képességét, mint a székről való felállás, a házimunka vagy a mosakodás (Papa et al, 2017).

A maximális izomtömeget és erőt a 20-as és 30-as években érjük el. Ezt követi a fokozatos csökkenés a középkorban. A 60. életévtől kezdve az izomszövet elvesztése felgyorsul. Késő öregkorban a végtagok olyan sok izomszövetet veszíthetnek, hogy a mozgáskorlátozott emberek alig tűnnek többnek bőrnél és csontnál. A bordák között mély barázdák alakulhatnak ki a bordaközi izomsorvadás miatt, míg az arcizomszövet elvesztése hozzájárul a vonások általános meglazulásához.

Az izomszövetnek ez a későbbi években gyakran megfigyelhető jelentős elvesztése (szenilis szarkopénia) növekvő gyengeséggel jár. Bár a gyengeség multifaktoriális, a mozgásszervi romlás és a szarkopénia központi szerepet játszik benne, és mindkettő fokozott gyengeséggel, fáradtsággal és a káros események, például az esések kockázatával jár együtt, amelyek mind növelhetik a morbiditást (Fragala és mtsi., 2015).

A vázizmok két fő rosttípusból állnak:

• Lassú rángású rostok (1. típus), amelyeket az állóképességi tevékenységekhez, például a hosszú távú gyalogláshoz használnak;
• gyors rángású rostok (2. típus), amelyeket a rövid “robbanékony” tevékenységekhez, például a sprinthez használnak.

A szarkopénia a gyors rángású rostok számának és fiziológiájának változásával jár, míg a lassú rángású rostokat az életkor viszonylag kevéssé befolyásolja (Bougea et al, 2016). Sőt, a legújabb vizsgálatok azt mutatják, hogy a lassú izomrostok fenntartják, sőt növelik egyes metabolikus enzimek koncentrációját, talán azért, hogy ellensúlyozzák a gyors izomrostok aktivitásának csökkenését (Murgia et al, 2017).

A szarkopénia hátterében feltehetően a motoros neuronrostok elvesztése (denerváció) és a neuromuszkuláris kapcsolatok (a motoros neuronokat a vázizmokkal összekötő szinapszisok) elvesztése és degenerációja is áll; ennek következtében az izmok kevésbé stimulálódnak és veszítenek tömegükből (Stokinger et al, 2017; Power et al, 2013).

A szarkopéniát súlyosbítja a keringő anabolikus hormonok – például a szomatotropin (növekedési hormon), a tesztoszteron és a tesztoszteronszerű hormonok – szintjének csökkenése, amely a középkorúságtól kezdve csökken. Mivel a vázizmok anyagcsere szempontjából nagyon aktívak, a szarkopénia az egyik fő tényező, amely hozzájárul az anyagcsereráta életkorral összefüggő csökkenéséhez. Átlagosan 30 éves kortól évtizedenként 3-8%-ot veszítünk a sovány izomtömegből, ami súlyosbítja az alapanyagcsere csökkenését, amely körülbelül 20 éves kortól kezdődik. Ha a kalóriabevitel ugyanaz marad, mint fiatalabb korban, sokkal nagyobb a kockázata annak, hogy a felesleges kalóriák zsír formájában raktározódnak el. Ez az inzulinrezisztens időseknél súlyosbodhat, mivel a vázizomzatuk kevésbé képes felvenni a glükózt és az új izomrostok létrehozásához szükséges aminosavakat (Cleasby et al, 2016; Fragala et al, 2015).

A vázizomzat tömegének csökkenése a csontoknak és az ízületeknek nyújtott támasz fokozatos csökkenéséhez vezet, ami viszont hozzájárul az idősebb korban megfigyelhető testtartásbeli változásokhoz (2. ábra). Ez növeli az ízületi patológiák, különösen az osteoarthritis, valamint az esések és törések kockázatát is.

Az öregedő izmok hajlamosabbak a sérülésekre, és hosszabb ideig tart a javulás és a regenerálódás. Ez a lassabb felépülés a progenitor (szatellit) sejtek – differenciálatlan őssejtek, amelyek új izomsejtekké vagy miocitákká fejlődhetnek – számának csökkenésével és a progresszív sejtes öregedéssel együtt járhat (Bougea és mtsi., 2016).

Változások a csontokban

A csont többnyire:

• A szervetlen komponens kalcium-foszfátból (hidroxiapatit);
• A szerves komponens 1. típusú kollagénből áll.

A kalcium-foszfát kristályok alkotják a csontmátrixot és adják a csontok merevségét. A csontváz kalciumraktárként működik: a szervezetben lévő kalcium mintegy 99%-át tárolja (Lau és Adachi, 2011). A kalcium vagy a D-vitamin (a kalcium felszívódásához nélkülözhetetlen) elégtelen szintje a csontsűrűség csökkenéséhez vezethet, és növelheti a csontritkulásra és a csonttörésekre való hajlamot. Idősebb embereknél a bél kevesebb kalciumot szív fel, és a D-vitamin szintje általában csökken, ami csökkenti a csontok számára elérhető kalcium mennyiségét.

A kollagén rögzítést biztosít a kalcium-foszfátkristályok számára, így kötve össze a csontot a törések megelőzése érdekében. Egyes emberek génjei hibás kollagéntermelést eredményeznek, ami törékeny csontbetegséget (osteogenesis imperfecta) eredményez.

A csont az izomhoz hasonlóan dinamikus szövet, amely folyamatosan lerakódik és lebomlik. Ezt az áramlási állapotot a két fő csontsejt-típus közvetíti:

• Osteoblasztok, amelyek lerakják a csontot;
• Osteoklasztok, amelyek megemésztik a csontot, ionos kalciumot bocsátva a vérbe.

Az oszteoblasztok aktívabbak, amikor a csontok a felegyenesedett, aktív test súlya által okozott terhelésnek vannak kitéve. Fiatal, mozgékony felnőtteknél az oszteoblasztok és az oszteoklasztok hasonló sebességgel működnek, és a csontsűrűség megmarad. Az inaktivitás az oszteoblasztok aktivitásának csökkenését jelenti, ami végső soron a csontsűrűség csökkenését eredményezi (Nigam et al, 2009). A vázizomzat tömegének korral járó csökkenése hozzájárul a csontok terhelésének (mind a súly, mind az összehúzódási erő) csökkenéséhez, ami súlyosbítja a dekalcifikációt. Ezért alapvető fontosságú, hogy az idősek minél mozgékonyabbak és aktívabbak maradjanak.

A csontsűrűség változása

A (túlnyomórészt amerikai) tanulmányok azt mutatják, hogy a férfiaknál 20 éves korukra, a nőknél pedig 18 éves korukra a csonttömeg csúcsértékének mintegy 90%-át elérik. A növekedés mindkét nemnél folytatódik körülbelül 30 éves korig, amikor a csonterősség és a csontsűrűség csúcspontját elérjük (National Institutes of Health, 2015). A csontsűrűség a középkor közeledtével csökken.

A nőket különösen veszélyezteti a csontok demineralizációja és a csontritkulás, mivel fokozatosan elveszítik az ösztrogén csontvédő hatását a menopauza előtt és után. Egy 10 éves vizsgálatban a nők évente 1,5-2-szer több csonttömeget veszítettek alkarjukból, mint a férfiak (Daly és mtsi., 2013). A csontvesztés mindkét nemnél idős korban is folytatódik, és a 80 évesek csonttömege körülbelül fele annak a csonttömegnek, amellyel fiatal felnőttkoruk csúcspontján rendelkeztek (Lau és Adachi, 2011; Kloss és Gassner, 2006).

Osteoporosis

A csontvázból a korral járó kalciumvesztés általában ahhoz vezet, hogy a csontok a csontritkulásra utaló porózus, szivacsszerű megjelenést vesznek fel. Ennek két elismert formája van (Lau és Adachi, 2011):

• I. típus, amely a menopauzában és a menopauza után lévő nőknél fordul elő, és feltehetően az ösztrogénszint csökkenése miatt alakul ki;
• II. típus, az úgynevezett szenilis csontritkulás, amely férfiakat és nőket egyaránt érint, és úgy tűnik, hogy az oszteoblasztok számának és aktivitásának csökkenése okozza. Ezenkívül egyes pro-inflammatorikus citokinek (amelyek száma az életkor előrehaladtával növekszik), mint például az interleukin 6, stimulálják az oszteoklasztokat, ami a csont demineralizációjához vezet.

A csigolyák különösen érzékenyek a csontritkulásra, és mikrotörések alakulhatnak ki bennük, amelyek a test súlya alatt összeesnek, összenyomódnak és deformálódnak. Ez hozzájárul a gerinc idősebb korban gyakran megfigyelhető görnyedt görbületéhez (2. ábra).

Az időskori csontvesztéshez és az időskori csontritkuláshoz számos tényező járul hozzá (2. keretes írás).

Törésveszély

A kor-csontsűrűség életkorral összefüggő csökkenése számos csont, köztük a combcsont fokozott törési kockázatával jár, bordák, csigolyák, valamint a felkar és az alkar csontjai. A csontritkulás nemcsak a szervetlen ásványianyag-tartalom csökkenésével, hanem a kollagén elvesztésével és szerkezetének megváltozásával is összefügg. Mivel a kollagén segít összetartani a csontokat, ez tovább növeli a törés kockázatát (Boskey és Coleman, 2010; Bailey, 2002).

A törés kockázatát fokozza a mobilitás hiánya, például egy hosszabb kórházi tartózkodás miatt (Nigam et al, 2009). Idős korban nem csak a törések gyakoribbak, de a gyógyulás is sokkal tovább tart (Lau és Adachi, 2011).

Az Egyesült Államokban végzett népességvizsgálatok szerint az 50 év feletti felnőttek mintegy 5%-ának csontritkulása érinti a combnyakat (combnyak) (Looker et al, 2012). Ez a régió különösen érzékeny a törésre, mivel a két combnyak hordozza a felegyenesedett test súlyát. Costache és Costache (2014) megállapította, hogy a combnyaktörések – amelyek súlyos és potenciálisan életveszélyes sérülések – 60 éves kor után gyakoribbá válnak, és a nők gyakrabban érintettek, mint a férfiak.

Ízületi elváltozások

Az ízületi porcok az ízületekben az ütéscsillapítók szerepét töltik be, valamint biztosítják a csontok megfelelő távolságát és zökkenőmentes siklását az ízületi mozgás során. A porcképző sejtek, a kondrociták száma és aktivitása az életkor előrehaladtával csökken (Freemont és Hoyland, 2007), ami a porc mennyiségének csökkenését eredményezheti a fontos ízületekben, például a térdben (Hanna és mtsi., 2005). A porc hiánya azt eredményezi, hogy az öregedő ízületek fogékonyabbá válnak a mechanikai sérülésekre, és növeli a fájdalmas csont-csont érintkezés kockázatát, ami az osteoarthritisben gyakran megfigyelhető.

Osteoarthritis

Az osteoarthritis a leggyakoribb arthropathia (ízületi patológia) a világon. Az Egyesült Államokban végzett nagyszabású vizsgálatok kimutatták, hogy a 60 év feletti férfiak mintegy 10%-át és a nők 13%-át érinti a tüneteket okozó térdízületi osteoarthritis (Zhang és Jordan, 2010). Az Egyesült Királyságban körülbelül 8,5 millió embernek van osteoarthritis miatt ízületi fájdalma (National Institute for Health and Care Excellence, 2015). Ez nagy terhet ró az egészségügyi szolgáltatásokra, mivel sok betegnek drága ízületi műtétre lesz szüksége, különösen a térd, a csípő és az ágyéki gerinc esetében.

Az ízületi tok külső része rugalmas szalagokból áll, amelyek összekötik az ízületet, megakadályozzák a ficamot, ugyanakkor szabad mozgást tesznek lehetővé. Az életkor előrehaladtával a szalagok kollagén és elasztin összetevőinek változásai csökkentik rugalmasságukat (Freemont és Hoyland, 2007), ami merevséget és csökkent mobilitást eredményez. Bizonyos ízületek különösen érzékenyek; például 55 és 85 éves kor között a nők bokájuk rugalmasságának és mozgástartományának akár 50%-át is elveszítik (Vandervoort és mtsi., 1992). Bár a betegséggel kapcsolatban számos kockázati tényező van (beleértve a genetikai hajlamot, a nemet, az elhízást és a korábbi ízületi sérüléseket), az életkor messze a legnagyobb.

Egészséges mozgásszervi öregedés

A csontjaink és vázizmaink öregedését számos tényező befolyásolja; a genetika, a környezeti tényezők és az életmód mind szerepet játszanak, így nagy az egyéni eltérés. A vázizomrendszer szerkezeti és funkcionális integritásának megőrzése alapvető fontosságú a jó egészség megőrzéséhez és a törékenység kialakulásának lassításához.

Kalóriacsökkentés

A programozott sejthalál (apoptózis) szerepet játszik a csontvesztésben és a szarkopéniában. Az érintett apoptotikus útvonalakat mérsékelheti a testmozgás, a kalóriacsökkentés és az olyan antioxidánsok, mint a karotinoidok és az olajsav (Musumeci és mtsi., 2015). A közelmúltban végzett vizsgálatok kimutatták, hogy a kalóriakorlátozás lassíthatja, sőt néha vissza is fordíthatja a neuromuszkuláris csomópontok korral összefüggő változásait, és ezáltal a szarkopénia csökkentésének egyik lehetséges mechanizmusa lehet.

A kalóriakorlátozás és a testmozgás hatásait utánzó gyógyszerek – például a metformin (a cukorbetegség kezelésére használt orális hipoglikémiás szer) és a resveratrol (gyulladáscsökkentő és antioxidáns) – a táplálékbevitel csökkentése helyett alkalmazhatók. Stokinger és munkatársai (2017) némi sikerről számoltak be ezekkel a gyógyszerekkel, különösen a resveratrollal, állatmodellekben.

Étrendkiegészítés

A kalcium, a D-vitamin és a sovány fehérje bevitelének növelése növelheti a csontsűrűséget és aminosavakat biztosíthat az izomnövekedéshez. Ez ellensúlyozhatja az idősebb korban megfigyelhető tápanyagfelszívódás hatékonyságának csökkenését. Tudjuk, hogy fiatalabb felnőtteknél a fehérjebevitel növelése fokozhatja a fehérjeszintézist a vázizmokban, de úgy tűnik, hogy ez idősebbeknél kevésbé működik. Fragala és munkatársai (2015) megállapították, hogy a kreatininnel való táplálékkiegészítés növelheti az izmok erejét és teljesítményét, míg a β-alanin aminosavval kiegészített fehérjeitalok fogyasztása növeli az izommunka kapacitását és minőségét idősebb férfiaknál és nőknél.

Hormonpótló terápia

A hormonpótló terápia (HRT) javítja a csontok egészségét az időseknél: az ösztrogén HRT és a tesztoszteronpótló terápia (TRT) bizonyítottan növeli a csontsűrűséget nőknél, illetve férfiaknál, ezáltal csökkenti a törés kockázatát.

A HRT izomfiziológiára gyakorolt hatásait kevésbé vizsgálták. A TRT bizonyítottan növeli a sovány izomtömeget férfiaknál, és úgy tűnik, hogy negligálja az andropauza során az izmokra gyakorolt öregedési hatások egy részét; nőknél azonban a HRT (akár ösztrogénnel, akár ösztrogénnel plusz progeszteronnal) nem rendelkezik ugyanilyen anabolikus hatással (Fragala és mtsi., 2015). A nők használhatnak TRT-t, de a nemkívánatos hatások, például az arc- és testszőrzet növekedése és a hang mélyülése miatt vonakodhatnak tőle.

Egyakorlat

A rendszeres használat és terhelés nélkül az izomrostok és a neuromuszkuláris kapcsolódási pontok degenerálódnak, ami használaton kívüli sorvadáshoz vezet (Kwan, 2013). A mérsékelt testmozgás segít fenntartani a sovány izomtömeget, növeli a csontsűrűséget és csökkenti a zsírfelhalmozódást. A testmozgás emellett növeli a mitokondriumok számát az izomrostokban, ami fokozza az energiafelszabadulást, az anyagcserét és az izomerőt. Azoknál az embereknél, akik fizikailag aktívak maradnak, úgy tűnik, hogy a mitokondriumok energiafelszabadítási hatékonysága legalább 75 éves korig fennmarad (Cartee et al, 2016).

A szarkopéniában szenvedő időseknél a csontsűrűség növelésének és az izomnövekedés elősegítésének leghatékonyabb módszerének a progresszív ellenállásos edzést tartják. A hetente egyszeri testmozgásórán részt vevő és némi otthoni testmozgást végző idősek 27%-kal javíthatják az izomerőnket, ami hatékonyan visszafordítja az életkorral összefüggő hanyatlást (Skelton és McLaughlin, 1996). Amikor az izom- és csontrendszer egészségének megőrzéséről van szó, a lényeg az általános köznyelvi kifejezés: használd vagy elveszíted.