Nährstofferkennung und -signalisierung in alternden Muskeln

Die anabole Resistenz gegenüber Nahrung ist die reduzierte Fähigkeit der Skelettmuskulatur, die Proteinsynthese als Reaktion auf die Nahrungsaufnahme zu steigern. Es trägt wesentlich zur Muskelatrophie bei Alterung, Inaktivität, Verbrennungen, Traumata und Krebskachexie bei. Die Auswirkungen der anabolen Resistenz auf die Gesundheit und körperliche Funktion sind wichtig. Beispielsweise erhöht der Verlust von Muskelmasse und Kraft mit zunehmendem Alter (Sarkopenie) das Risiko für Stürze, körperliche Abhängigkeit und Morbidität bei älteren Erwachsenen. Eine wichtige Determinante der Muskelgröße ist der Muskelproteingehalt, der durch das feine Gleichgewicht zwischen Proteinsynthese und -abbau gesteuert wird. Kürzlich haben Forscher herausgefunden, dass Aminosäuren und Bewegung die Muskelproteinsynthese und den gesamten Anabolismus unabhängig voneinander erhöhen, indem sie den Säugetier-/mechanistischen Ziel-Signalweg des Rapamycin-Komplexes 1 (mTORC1) beim Menschen aktivieren. Alterung und Inaktivität reduzieren diese anabolen Wirkungen, aber die zugrunde liegenden Mechanismen der anabolen Resistenz sind nicht bekannt. Der Zweck dieser Anwendung ist es, besser zu verstehen, wie sich der anabole Widerstand im Skelettmuskel entwickelt. Das langfristige Ziel ist es, spezifische molekulare Ziele für die Entwicklung evidenzbasierter klinischer Interventionen zu identifizieren, um anaboler Resistenz und Muskelschwund in klinischen Populationen entgegenzuwirken. Hier werden sich die Forscher auf einen möglichen Mechanismus konzentrieren, der der anabolen Resistenz gegen Aminosäuren zugrunde liegt: die Aktivierung von mTORC1 in menschlichen Muskelzellen. Die zentrale Hypothese ist, dass die körperliche Aktivität die mTORC1-Signalgebung wiederherstellt, die den Hauptbeitrag zur anabolen Resistenz im menschlichen Skelettmuskel leistet. Die Forscher werden diese Hypothese an gesunden Probanden mit dem folgenden spezifischen Ziel testen: Bestimmung der Wirkung einer Erhöhung der gewohnheitsmäßigen körperlichen Aktivität auf die anabole Resistenz. Die Forscher werden menschliche Probanden untersuchen, die ein stabiles Isotopenmodell verwenden, um die Aminosäurekinetik und den Muskelproteinstoffwechsel in Kombination mit einer molekularen Muskelanalyse zu messen, um die regulatorische Rolle von Aminosäuren, körperliche Inaktivität und die funktionelle Aktivität von Aminosäuretransportern auf mTORC1 zu bestimmen. Der vorgeschlagene Ansatz ist innovativ, da er eine neue und wesentliche Abweichung vom Status quo darstellt, da die Forscher die zugrunde liegenden Mechanismen der anabolen Ernährungsresistenz mit neuartigen methodischen Ansätzen untersuchen werden. Die vorgeschlagene Forschung ist bedeutsam, da sie zur Entwicklung evidenzbasierter Interventionen zur Behandlung von Sarkopenie und Muskelschwund führen wird.