Старение снижает активацию mTORC1 и синтез белка в скелетных мышцах человека в ответ на сокращение

Введение: Саркопения — возрастная потеря массы скелетных мышц — повышает риск падений и зависимости от посторонней помощи. Силовые тренировки эффективно увеличивают мышечную массу и силу у пожилых людей, однако с возрастом гипертрофия, обусловленная тренировками, выражена слабее. Отчасти это может быть связано с неспособностью стимулировать синтез мышечного белка (MPS) после однократной силовой нагрузки. Мы предположили, что после однократной силовой нагрузки у пожилых людей по сравнению с молодыми будут менее выражены активация комплекса 1 мишени рапамицина у млекопитающих (mTORC1) и ответ MPS.

Методы: Мы оценивали внутриклеточную передачу сигналов и MPS у 16 пожилых (средний возраст 70 ± 2 года) и 16 молодых (27 ± 2 года) участников. Биопсию мышечной ткани выполняли исходно, а также через 3, 6 и 24 ч после физической нагрузки. Фосфорилирование регуляторных сигнальных белков и MPS определяли в последовательно полученных биоптатах методом иммуноблоттинга и с использованием стабильных изотопных меток соответственно.

Результаты: После физической нагрузки увеличение фосфорилирования наблюдалось только в группе молодых участников (P < 0,05) для нескольких ключевых сигнальных белков, включая мишень рапамицина у млекопитающих (mTOR), рибосомальную S6-киназу 1 (S6K1), эукариотический фактор инициации 4E-связывающий белок 1 (4E-BP1) и внеклеточную сигнал-регулируемую киназу 1/2 (ERK1/2); в группе пожилых участников изменений не выявлено (P > 0,05). После физической нагрузки MPS увеличивался по сравнению с исходным уровнем только в группе молодых участников (P < 0,05), причём его значения были значительно выше, чем в группе пожилых (P < 0,05).

Выводы: Старение нарушает индуцированную сокращением активацию mTORC1 и синтез белка в скелетных мышцах человека. Эти возрастные различия могут способствовать ослаблению гипертрофического ответа на силовые тренировки у пожилых людей и указывают на сигнальный путь mTORC1 как на важную терапевтическую мишень для профилактики саркопении.