고령자의 단백질 섭취 및 단계 감소 (DRI)

근감소증으로 불리는 골격근량의 연령 관련 감소는 암, 뇌졸중, 미세혈관 질환, 2형 당뇨병, 파킨슨병 및 알츠하이머병을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다수의 대사 질환 상태와 관련이 있습니다. 또한, 골격근량의 감소는 장애 및 낙상의 소인인 활동감소증으로 알려진 골격근 강도의 훨씬 더 급격한 감소를 동반합니다.

근감소증은 생후 50대에 시작하여 적어도 인구 추정치에 기초하여 매년 ~0.8% 손실로 진행되며, 근력 손실은 50세 이후 매년 2-5% 더 크고 가변적입니다. 그러나 이러한 근육 및 근력 손실 비율은 선형적이지 않습니다. 오히려, 근육량 감소의 꾸준한 감소는 근력과 근육 손실을 가속화하고 젊은 사람에 비해 나이가 많은 사람이 회복하는 데 어려움을 겪는 단기간의 근육 비사용 기간에 의해 간헐적으로 나타납니다. 이러한 급성 근육 불사용 기간은 근육 감소증을 효과적으로 가속화하는 근력 및 골격근 질량의 일시적인 가속 감소를 초래하는 것으로 나타났습니다. 이러한 근육 비활성 에피소드는 단기 침상 안정이 필요한 입원, 골절이나 수술로 인한 사지 고정, 질병으로 인한 비활성 회복 기간과 같은 다양한 상황에서 나타납니다. 예를 들어, 인플루엔자는 상당한 근육 사용이 발생하는 기간 동안 평균 3-4일의 입원 기간을 갖는 65세 사람의 단기 입원의 두 번째로 흔한 원인입니다. 또한 노인의 많은 수술(예: 담낭절제술) 후 평균 3일의 입원 후 6-9일의 회복 기간 또는 평균 ~10일의 회복기와 최소한의 활동을 거쳐 정상 활동으로 복귀합니다. 근력이 모든 원인으로 인한 사망을 예측할 수 있다는 점을 감안할 때 노인의 비활동 기간 이후 골격 근력 및 기능적 질량의 감소를 방지하거나 회복을 향상시키는 전략이 중요합니다.

우리 연구실 및 기타 연구실의 데이터에 따르면 보행 감소(즉, 일일 걸음 수 감소)는 현저하게 흔하지만 외관상 양성인 근육 불사용 상태의 모델로 젊은이와 노인 모두에서 상당한 골격근 손실을 초래합니다. 연구자들은 단계 감소를 통해 유도된 불용 기간이 불용으로 유발된 활동감소증 및 위축을 연구하는 훌륭한 모델을 제공한다고 제안합니다. 노인의 경우 2주간 활동을 줄이면 다리 순수 질량이 3.9% 감소하고 몸통 지방 조직이 7.3% 증가하는 것으로 나타났습니다. 흥미롭게도, 다른 사람들은 젊은 사람이 28일 침상 안정으로 손실된 것과 비교하여 노인이 10일 침상 안정으로 동일한 양의 근육을 잃는다는 것을 입증했습니다. 같은 10d 기간 동안 하지 근력, 힘, 유산소 능력의 충격적인 손실과 신체 활동의 감소가 있습니다. 이 데이터는 노인들이 단기간 사용하지 않는 것에도 얼마나 민감한지를 보여줍니다. Suetta 등은 다리 깁스 14d에 대한 반응으로 젊은 남성(n=9)과 노인 남성(n=9)의 대퇴사두근 부피가 각각 8.9% 및 5.2% 감소했다고 보고한 Suetta et al에 의해 관찰되었습니다. . 그러나 감사해야 할 것은 나이가 많은 피험자는 부동화(즉, 근감소증) 이전에 11% 더 낮은 근육량을 가졌으므로 근육량의 손실은 나이가 많은 피험자에게 훨씬 더 심각한 결과를 초래할 수 있다는 것입니다. 더 중요한 것은 노인 남성의 경우 4주간의 집중 저항 훈련(표준 재활이 아님)으로 근육량의 63%와 근력의 ~78%를 회복한 반면 젊은 남성의 경우 완전한 회복을 보였다는 것입니다. 연구자들은 또한 2주간의 걸음 수 감소가 노인 남성의 골격근력을 현저하게 감소시킨다는 예비 데이터를 가지고 있습니다.

신체 활동이 없는 동안 발생하는 사용하지 않음으로 인한 근육 위축을 완화하기 위한 한 가지 잠재적인 전략은 식이 단백질 섭취를 늘리는 것입니다. 실제로 일부 연구에서는 고용량의 아미노산 섭취가 침상 안정 동안 사용하지 않는 위축 속도를 늦춘다는 것을 보여줍니다. 그러나 더 최근에 Dirks 등은 단백질 섭취량을 1.1g/kg/d에서 1.6g/kg/d로 늘리고 1일 2회 20g의 단백질 보충제를 사용하여 고정 5일 동안 골격근 불사용 위축에 영향을 미치지 않는다고 보고했습니다. 전체 다리 깁스를 통해. 연구 사이의 합의 부족은 대조군 사이의 단백질 섭취량의 차이와 관련이 있는 것으로 강조되었습니다. 실제로 침대에서 쉬는 동안 근육량 손실이 감소한 것을 보여준 연구에서 대조군은 0.8g/kg/d 이하의 비율로 단백질을 섭취한 반면 후자의 연구에서는 대조군 참가자가 1.1g/kg을 섭취했습니다. /d 또한 Dirks 등이 사용한 단백질 용량이 차선책이라는 가설을 세웠는데, 우리 연구에서 노인 남성이 단백질 합성을 최적으로 자극하기 위해 더 높은 단백질 용량의 유청 단백질이 필요하다는 것을 보여주었기 때문입니다. 연구자들은 최근 근육 단백질 합성률에 대한 후향적 합동 분석을 사용하여 노인 남성이 단백질 합성을 최적으로 자극하기 위해 식사당 단백질 요구량이 더 높다는 것을 보여주었습니다. 중요한 것은 이 연구에서 충분히 많은 양의 유청 단백질(~30g)을 섭취한 노인 남성의 근육 단백질 합성률이 젊은 남성과 다르지 않다는 사실도 밝혀졌습니다. 따라서 하루에 두 번 30g 보충제를 섭취하면 단백질 섭취가 상당히 증가할 것으로 인정되지만 이 섭취량은 여전히 ​​허용되는 다량 영양소 분포 범위 내에 있으며 비활동적이고 저에너지인 노인에게 적합합니다. 더욱이 Dirks 등의 연구는 식이요법에 관한 한 '자유 생활' 환경에서 수행되었습니다. 연구자들은 입원 및 회복기 동안 노인들이 종종 에너지 부족을 경험하고 특히 단백질 섭취와 관련하여 영양 부족을 겪는다고 제안합니다. 실제로 102명의 병원 환자를 대상으로 한 연구에서는 21%가 일일 에너지 요구량의 50%만 소비하고 있으며 이러한 영양 부족은 병원 내 사망 및 퇴원 후 90일 사망의 높은 발생률과 관련이 있음을 보여주었습니다. 영양결핍이 주로 불충분한 단백질 섭취에 의해 유발된다는 것을 보여주는 다른 보고서에서도 비슷한 결과가 확증되었습니다. 이 후자의 점은 에너지 부족 시 체질량 손실의 최대 25%가 제지방량 손실로 설명될 수 있기 때문에 우리의 적용과 매우 관련이 있습니다. 종합하면, 이 데이터는 근육을 사용하지 않는 기간이 종종 노인의 에너지 부족 기간을 동반한다는 것을 보여줍니다. 이러한 상황은 예를 들어 캐나다와 미국의 북부 지역에서 노인, 특히 1인 가구에 거주하는 노인이 집에만 있기 때문에 활동 수준이 급격히 감소하고 소매점으로 걸어갈 가능성이 높습니다.

골격근량 및 기능의 연령 관련 손실의 기계론적 기초 골격근량의 손실은 근육 단백질 합성(MPS) 속도와 근육 단백질 분해(MPB) 사이의 불균형에 의해 뒷받침됩니다. 건강한 인간의 경우 수축 활동 및 단백질 공급에 대한 반응으로 MPS 비율의 변화가 인간 근육량의 주요 제어 위치인 것으로 알려져 있습니다. 이와 관련하여 연구자들은 최근 단백질 섭취에 대한 반응으로 식후 MPS가 노인 남성과 여성에서 14일 단계 감소 후 약 ~20%까지 감소한다는 것을 보여주었습니다. 14일 동안 무지방 다리 질량이 ~3.9% 감소했습니다. 따라서, 단백질 섭취에 대한 감소된 단백동화 민감도가 인간의 골격근 불사용 위축에 주로 원인이 되는 것으로 제안됩니다. 입원 설정과 관련하여, 단기 에너지 결핍은 또한 젊은 사람들의 식후 MPS를 감소시키며 조사자들은 통제된 저에너지 식단의 14d도 중년 남성과 여성의 MPS를 약 ~9%까지 감소시킨다는 것을 보여주는 예비 데이터를 가지고 있습니다. 따라서 감소된 보행과 에너지 제한 상태는 독립적으로(그리고 아마도 상승적으로) 단백질 섭취에 대한 반응으로 MPS에 유해한 영향을 미치는 것으로 보이며, 이는 나이가 들면서 발생할 수 있는 골격근량과 근력의 급속하고 단속적인 손실을 설명할 수 있습니다. . 우리 연구실은 식이요법 및 운동으로 인한 체중 감소 중 유제품 및 단백질 섭취 증가가 제지방 체중 증가를 가져오는 동시에 과체중 및 폐경 전 여성의 체지방 감소를 촉진한다는 데이터를 발표했습니다. 그러나 감소된 보행 및 저에너지 식이요법이 결합된 기간 동안 및 회복 기간 동안 식이 유제품 기반 단백질 섭취 증가가 노인 남성과 여성의 근육 동화 작용에 어떻게 영향을 미치는지는 아직 알려지지 않았습니다. 노화에 따른 단백질 대사의 또 다른 눈에 띄는 특징은 젊고 건강한 남성과 여성 사이에 단백질 전환율에 명백한 차이가 없지만 나이든 여성은 나이든 남성(>70세)에 비해 휴식 MPS 비율이 높지만 근육 강화 효과에 덜 민감하다는 것입니다. 단백질 섭취와 운동. 이 현상의 의미는 나이든 여성이 남성에 비해 신체 활동이 없고 최적이 아닌 단백질 섭취 기간 동안 사용하지 않는 위축의 위험이 훨씬 더 클 수 있다는 것입니다.

단백질 섭취에 대한 반응으로 MPS 비율의 급격한 변화를 평가한 앞서 언급한 많은 연구는 표지된 아미노산 추적자를 주입하고 몇 시간 동안 해당 추적자가 골격근에 통합되는 것을 계산했습니다(자세한 논의는 참조). 이 접근법은 특히 MRI와 같은 근육량의 변화에 ​​대한 정량적 측정과 결합될 때 중요한 정보를 제공하지만 추적자 주입 측정 MPS의 평가는 ~5-6h로 제한됩니다. 보다 최근의 분석 기술 개발로 인해 훨씬 ​​더 긴 통합 기간(예: 며칠에서 몇 주)으로 MPS를 평가할 수 있는 중수소화 방법론을 사용할 수 있게 되었습니다. 실제로, 이 방법은 최근에 검증되었으며 그 사용은 이제 많은 연구자들의 관심을 끌고 있습니다. 그러나 소수의 실험실만이 이 측정을 유능하게 수행할 수 있는 능력을 입증했습니다. 사실, 연구자들은 최근에 이 방법론을 사용하여 두 가지 연구를 수행했으며 얻은 MPS 값은 발표된 보고서와 완전히 일치합니다. 자유 생활 상황에서 MPS를 측정할 수 있고 모든 식이 및 활동 측정을 통합하는 중수소화 방법론의 사용은 불용 매개 근육 단백질 손실을 뒷받침하는 메커니즘을 결정하는 데 상당한 진전이 될 것이라고 제안됩니다. 따라서 연구자들은 중수소화 방법론을 사용하여 보행 감소 및 에너지 부족이 결합된 기간 동안 및 회복 기간 동안 식이 단백질 섭취 증가가 노인 남성의 MPS의 장기 비율에 어떤 영향을 미치는지 연구함으로써 이러한 결과를 기반으로 구축하는 것을 목표로 합니다. 그리고 여자들.

자극에 대한 반응으로 MPS를 뒷받침하는 분자 메커니즘은 복잡하고 다원적이며 대부분 알려지지 않았습니다. 그러나 알려진 것은 Akt-mTORC1-p70S6K1 신호 축에 포함된 단백질이 핵심으로 나타난다는 것입니다. 감소된 단계와 관련하여 연구자가 수행한 연구에서 Akt 인산화의 감소와 인슐린 감수성의 ~12% 감소를 입증했습니다. 따라서 연구자들은 Akt-mTORC1-p70S6K1 신호 축에 포함된 단백질의 함량이 개입하는 동안 어떻게 변하는지 조사할 것을 제안합니다. 연구자들은 또한 DNA-단백질 비율(세포 크기의 지표)의 변화와 myogenin, MAFBx 및 MuRF1의 mRNA 발현을 조사할 것입니다. 실시간 PCR. 따라서, 우리의 분자 분석은 중수소화 방법론의 사용과 불용성 위축 및 음의 에너지 균형의 실제 모델과 결합되어 단백질 섭취 증가가 연령 관련 근감소증 및 dynapenia.

조사자들은 이전에 14d의 감소된 단계가 노인 남성과 여성에 이어 식후 MPS를 약 ~20%까지 감소시키는 것으로 나타났으며 식후 MPS의 이러한 감소는 지방이 없는 다리 질량의 ~3.9% 손실과 관련이 있었습니다. 다이어트 중 유제품과 단백질의 섭취 증가와 운동으로 인한 체중 감소는 제지방 체중을 증가시키는 동시에 과체중 및 폐경 전 여성의 체지방 감소를 촉진한다는 것이 입증되었습니다. 이러한 발견을 바탕으로 연구자들은 최근 14d의 단계 감소가 근력의 상당한 감소를 초래한다는 파일럿 데이터를 생성했습니다. 또한 건강한 노년 남성(~65세)에서 14일 동안 가벼운 에너지 제한(-300kcal)을 한 후 11시간 동안 유청 단백질 25g을 3회 섭취한 결과 식후 MPS가 ~18% 감소한 것으로 나타났습니다. 또한 연구자들은 저에너지 식단(-750kcal/d)의 14일 식사가 35-65세의 비만, 과체중 남성과 여성의 식후 MPS에서 9%의 상당한 감소를 유도한다는 것을 보여주는 예비 데이터를 가지고 있습니다. 마지막으로 조사관은 두 가지 저항 운동 중 하나를 한 번 완료한 노인(65-75세)에 대한 복잡한 인간 실험을 성공적으로 완료했습니다. 고강도 인터벌 운동 또는 기존의 저강도 유산소 운동은 D2O 추적자 방법론을 활용하여 24시간 및 48시간 동안 MPS를 직접 평가하는 것을 목표로 했습니다. 이러한 MPS 값은 이전에 게시된 데이터와 완전히 일치합니다.