Rilevamento e segnalazione dei nutrienti nell'invecchiamento muscolare

La resistenza anabolica alla nutrizione è la ridotta capacità del muscolo scheletrico di aumentare la sintesi proteica in risposta all'alimentazione. È un importante contributo all'atrofia muscolare nell'invecchiamento, nell'inattività, nelle ustioni, nei traumi e nella cachessia da cancro. Gli effetti della resistenza anabolica sulla salute e sulla funzione fisica sono importanti. Ad esempio, la perdita di massa muscolare e forza con l'invecchiamento (sarcopenia) aumenta il rischio di cadute, dipendenza fisica e morbilità negli anziani. Un importante fattore determinante della dimensione muscolare è il contenuto proteico muscolare, che è controllato dal sottile equilibrio tra sintesi proteica e disgregazione. Recentemente, i ricercatori hanno scoperto che gli amminoacidi e l'esercizio fisico aumentano in modo indipendente la sintesi proteica muscolare e l'anabolismo generale attivando la via di segnalazione dei mammiferi/meccanicistici del complesso 1 della rapamicina (mTORC1) negli esseri umani. L'invecchiamento e l'inattività riducono questi effetti anabolici, ma i meccanismi alla base della resistenza anabolica non sono noti. Lo scopo di questa applicazione è comprendere meglio come si sviluppa la resistenza anabolica nel muscolo scheletrico. L'obiettivo a lungo termine è identificare bersagli molecolari specifici per lo sviluppo di interventi clinici basati sull'evidenza per contrastare la resistenza anabolica e l'atrofia muscolare nelle popolazioni cliniche. Qui, i ricercatori si concentreranno su un potenziale meccanismo alla base della resistenza anabolica agli amminoacidi: l'attivazione di mTORC1 nelle cellule muscolari umane. L'ipotesi centrale è che l'attività fisica ripristini la segnalazione mTORC1 che è il contributo principale alla resistenza anabolica nel muscolo scheletrico umano. I ricercatori testeranno questa ipotesi in soggetti sani con il seguente obiettivo specifico: determinare l'effetto dell'aumento dell'attività fisica abituale sulla resistenza anabolica. Gli investigatori studieranno soggetti umani utilizzando il modello di isotopi stabili per misurare la cinetica degli amminoacidi e il metabolismo delle proteine ​​muscolari in combinazione con l'analisi molecolare del muscolo per determinare il ruolo regolatore degli aminoacidi, l'inattività fisica e l'attività funzionale del trasportatore di aminoacidi su mTORC1. L'approccio proposto è innovativo perché rappresenta un nuovo e sostanziale allontanamento dallo status quo in quanto i ricercatori esamineranno i meccanismi alla base della resistenza anabolica alla nutrizione utilizzando nuovi approcci metodologici. La ricerca proposta è significativa perché porterà allo sviluppo di interventi basati sull'evidenza per trattare la sarcopenia e l'atrofia muscolare.