Старение мышц
Мышцы с возрастом теряют и массу, и силу – это утверждение одновременно верно и невероятно упрощено. Старение мышц – это очень сложный процесс, в котором участвуют и мышечная ткань, и другие системы.
Например, поступление стареющей крови к мышцам – и результирующее старение мышц – может вызвать неожиданную патологию и в других системах. Даже если бы мышцы не старели независимо от прочих факторов (а они стареют), они бы с возрастом все равно постепенно отказывали – вместе с отказом кровообращения, эндокринной системы, нервной системы, суставов и мышц. Мы уже обсудили остеоартрит и остеопороз, которые влияют и на механику нашей мускулатуры, но самый заметный эффект на старение мышц оказывается стареющей сосудистой системой: из-за этого доступ мышц к кислороду, сахару и другим питательным веществам, необходимым для мышечной деятельности, становится менее надежным, а удаление углекислого газа и других отходов замедляется. Сравнительная денервация мышц тоже может сыграть свою роль: периферическая нервная система «отрезает» некоторые эфферентные связи (эфферентные нервы передают импульсы от мозга), из-за чего наши движения становятся менее точными и координированными.
Старение мышц приводит к ухудшению работы и других систем. Когда мышцы стареют, они используют меньше энергии; уменьшение расходов энергии приводит к образованию лишнего жира (особенно на животе), что, в свою очередь, повышает резистентность к инсулину и риск развития диабета второго типа, а также гипертонии и сердечно-сосудистых заболеваний. Кроме того, мышцы – это еще и «склад», в котором хранятся белки для всего организма. Когда с возрастом мышечная масса уменьшается, эти белки становятся менее доступными и не могут эффективно удовлетворять потребности иммунной системы (в ферментах и антителах), печени и других систем органов; уменьшение мышечной массы является предсказательным фактором для смертности среди пожилых людей.
Кроме того, процесс старения самих мышц тоже довольно сложен. Самый очевидный эффект – простая потеря мышечной массы из-за слишком медленной замены поврежденных волокон и уменьшения оставшихся волокон. Точно так же, как и в других системах, у молодых людей волокна заменяются так же быстро, как и погибают, а вот с возрастом скорость замены уже недостаточна. Кроме того, на замену часто начинает вырастать жир или жесткая, волокнистая ткань, а не собственно мышцы. Результат – уменьшение размера и силы мышц, несмотря на то, что мышечная масса остается прежней.
Когда мы стареем, мышечная масса и сила уменьшаются, но сила уменьшается быстрее.
Эти изменения хотя бы можно заметить на медосмотре или сдаче физических нормативов, но в стареющих мышцах случаются и малозаметные изменения, которые, однако, лежат в основе более заметных проблем. Уменьшается не только количество мышц, но и их качество. Особенно заметно это по уменьшению синтеза белков и окислительной способности.
Синтез белков с возрастом уменьшается почти во всех клетках, хотя изменения скорости синтеза различаются для разных белков. Последствия у этого – как мы уже подчеркивали в предыдущих главах – бывают самые разнообразные и часто неожиданные. Самое очевидное последствие – замедление ремонта. Менее очевидно постепенное снижение качества доступных белков, что приводит к дисфункции клеток, а это, в свою очередь, вызывает потерю силы и уменьшение окислительной способности.
В целом метаболизм в стареющих мышцах идет на спад, и особенно это заметно по митохондриальной функции. Митохондрий (они – ключ к выработке клеточной энергии) становится меньше, да и работают они менее эффективно. Общий спад доступной энергии – особенно АТФ (аденозинтрифосфорная кислота: аденин, связанный с тремя фосфатными группами) – молекула, которая служит источником энергии для всех процессов в организме, в том числе для движения – вызывается замедлением обновления белков внутри митохондрий, потому что большинство митохондриальных протеинов зависят от экспрессии генов в ядре, а она с возрастом замедляется. Постепенно митохондрии все больше и больше утрачивают способность производить энергию для мышц. Вместе с этим в митохондриях наступает спад потребления кислорода и активности ферментов, отвечающих за окисление. Это предсказуемо: когда скорость обновления белков снижается, поврежденных белков среди доступных становится все больше и больше. Из-за уменьшения количества АТФ старые мышцы менее выносливы и сильны, но здесь может проявляться и еще один эффект: энергии на производство белков в мышцах тоже мало, а это замедляет обновление белков и ремонт клеток еще больше.
Заметнее всего уменьшается скорость обновления у сравнительно редких белков, играющих важнейшую роль в энергетическом метаболизме, но даже у более стабильных белков скорость обновления немного уменьшается, а это тоже приводит к потере силы. Миозин, ключевой белок, участвующий в движении мышц, обновляется медленно, но в стареющих мышцах он начинает обновляться еще медленнее, приводя к тому же результату: количество неработающих белков растет, и качество мышц снижается. И в молодых, и в старых мышцах скорость обновления зависит от нагрузок, особенно аэробных. Силовые тренировки увеличивают мышечную массу, но аэробные упражнения улучшают скорость обновления белков и, соответственно, качество, а не количество мускулов. В любом случае с возрастом эта польза уменьшается: от любого количества упражнений (аэробных или других) молодые мышцы обычно получают больше пользы, чем старые. И даже при сохранении стабильного уровня нагрузок мышечная масса и сила все равно уменьшатся с возрастом.
Многие верят, что старение мышц можно по большей части предотвратить или обратить вспять с помощью физических упражнений. Это верно лишь отчасти. Человек среднего или пожилого возраста, ведущий преимущественно сидячий образ жизни, действительно может увеличить мышечную массу и силу с помощью тренировок, но с возрастом это становится все тяжелее, да и пользы они приносят все меньше. Проще говоря, хоть какая-то польза от тренировок есть всегда.
Без физических нагрузок мышцы с возрастом теряют больше массы и силы, но нагрузки сами по себе не предотвращают и не обращают вспять старение мышц. Иными словами, тренировки, конечно, никак не изменяют процесса мышечного старения, но они помогают пожилым пациентам почувствовать себя лучше.
Но, возможно, не всем. Довольно большой процент пожилых людей вообще не может нарастить мышцы – судя по всему, из-за возрастных изменений, – и этот процент с возрастом лишь растет. Как ни странно, это, судя по всему, обусловлено интересным свойством мышц: они вырастают из особого подмножества стволовых клеток – миоцитов. Когда-то общепринятым было мнение, что мышечные клетки, как и нервные, после рождения не делятся. Затем мы обнаружили, что есть и исключения: в некоторых случаях мышечные клетки и нейроны делятся и у взрослых. Но оставался вопрос: насколько важно это деление клеток в практическом плане? Вам наверняка это покажется чисто исследовательским вопросом, но, как оказалось, есть у него и важное клиническое применение. Укорочение теломер – и, соответственно, клеточное старение – происходит практически исключительно в клетках, которые делятся, так что очевидный вопрос состоит в том, стареют ли мышцы «по-настоящему». Или, если точнее, укорачиваются ли их теломеры, когда мы стареем?
Существующие мышечные клетки, миоциты, первоначально появляются из миобластов (мышечных стволовых клеток) или миосателлитов (мышечных стволовых клеток, встречающихся в мышечной ткани взрослых), так что мышечные клетки пожилых людей определенно делились и, соответственно, их теломеры укорочены. На самом деле есть определенные свидетельства того, что по телу циркулируют плюрипотентные (общего действия) стволовые клетки, которые могут дифференцироваться не только в мышечные стволовые клетки но и в совершенно нормальные и функциональные мышечные клетки в том числе мышечные клетки сердца (кардиомиоциты).
Старение мышц: краткая справка
Возраст: потеря мышечной массы часто начинается еще в раннем взрослом возрасте, скорее всего – из-за уменьшения физической активности, и становится наиболее выраженной у женщин после менопаузы. Даже у самых здоровых людей к 40 годам (или даже раньше) наблюдается уменьшение и мышечной массы, и количества волокон. Этот процесс прогрессирует постепенно, без очевидных точек перегиба, заметных у других возрастных заболеваний, например, переломов, сердечных приступов и т. д.
Статистика: цифры убытков и другие данные получить сложно, потому что они в основном вызваны прогрессирующей слабостью, которая становится причиной других медицинских проблем: падений, переломов, замен суставов, вторичных инфекций. Кроме того, потеря мышечной массы, вероятно, приводит к росту вероятности заболеть диабетом и некоторыми другими болезнями.
Диагноз: заметнее всего старение мышц в руках, которые начинают выглядеть тонкими и костлявыми.
Лечение: чаще всего рекомендация звучит примерно как «Пользуйся мышцами, а не то потеряешь их», хотя потенциальная польза от физических нагрузок сильно зависит от индивидуальных особенностей человека; с возрастом терять мышечную массу из-за недостаточной активности все легче, а набирать с помощью тренировок – все тяжелее. Другой эффективной терапии не существует.
Так что постепенная потеря качества и количества мышц – как скелетных, так и сердечных, – происходящая в пожилом возрасте, отражает постепенную потерю способности организма обновлять мышцы, используя стволовые клетки из нескольких источников. Старение мышц происходит из-за тех же процессов, что происходят во многих других системах – костях, суставах, коже и т. д., – когда теломеры укорачиваются и вызывают постепенную и на данный момент неизлечимую потерю функциональности.
