Харчування та саркопенія: огляд доказів та наслідків для превентивних стратегій

1 відділ епідеміології життєвого шляху (Університет Саутгемптона), Саутгемптонська загальна лікарня, Саутгемптон SO16 6YD, Великобританія

Анотація

Запобігання вікових втрат м’язової маси та сили є ключовим фактором захисту фізичних можливостей у старшому віці та забезпечення самостійного життя. Для розробки профілактичних стратегій необхідно краще розуміння факторів способу життя, що впливають на саркопенію, та механізмів, що задіяні. Наявні факти свідчать про потенційне значення дієт належної якості для забезпечення достатнього споживання білка, вітаміну D та антиоксидантних поживних речовин. Хоча велика частина цих доказів є спостережною, поширеність низького споживання поживних речовин та поганий статус серед літніх людей роблять це актуальною проблемою. Однак, оскільки м’язова маса та сила в подальшому житті відображають як швидкість втрати м’язів, так і пік, досягнутий у ранньому віці, для запобігання саркопенії також потрібно враховувати дієту протягом усього життя та потенційну ефективність ранніх втручань. Оптимізація дієти та харчування протягом усього життя може бути ключовим фактором запобігання саркопенії та сприяння фізичним здібностям у старшому віці.

1. Вступ

Саркопенія - це втрата м’язової маси та сили, що відбувається із настанням віку [1]. Незважаючи на те, що визначення (і, отже, оцінки поширеності) різняться, воно широко визнане як загальний стан серед дорослих людей та таке, що пов'язане з величезними особистими та фінансовими витратами [1, 2]. Зменшення м’язової маси та сили - очікувані компоненти старіння. Однак темпи зниження різняться у популяції [1, 3], що припускає, що модифікувані поведінкові фактори, такі як дієта та спосіб життя, можуть мати важливий вплив на роботу м’язів у старшому віці. У цій роботі розглядаються факти, що пов'язують дієту з м'язовою масою та силою, а також наслідки для стратегій запобігання або затримки саркопенії у старшому віці.

2. Харчування та старіння

Споживання їжі зменшується приблизно на 25% у віці від 40 до 70 років [4]. У порівнянні з молодшим віком, старші дорослі їдять повільніше, вони менш голодні та спраглі, споживають менше їжі і менше перекушують [4]. Механізми «анорексії старіння» до кінця не вивчені, але може існувати цілий ряд фізіологічних, психологічних та соціальних факторів, які впливають на апетит та споживання їжі, включаючи втрату смаку та нюху, підвищену чутливість до ситної дії страв, труднощі з жуванням та порушення функції кишечника [4, 5]. Негативні наслідки цих змін ускладнюються наслідками функціональних порушень, які впливають на можливість доступу та приготування їжі, психологічними проблемами, такими як депресія та деменція, а також соціальними наслідками самотнього життя та харчування. Низький прийом їжі та одноманітна дієта ставлять людей похилого віку до ризику недостатнього споживання поживних речовин [6]. Таким чином, у порочному циклі зниження м’язової сили та фізичних можливостей у старшому віці може збільшити ризик неправильного харчування, тоді як погане харчування може сприяти подальшому зниженню фізичних можливостей.

Точні оцінки поширеності неправильного харчування можуть відрізнятися залежно від використовуваних визначень, але дослідження дорослих, які проживають у громадах, постійно свідчать про те, що це характерно для старшого віку. Наприклад, у Національному огляді дієти та харчування у Великобританії 14% чоловіків та жінок похилого віку, що проживають у громаді, та 21% тих, хто проживає в установах, мали середній або високий ризик недоїдання [7]. Оцінки поширеності недоїдання у літніх пацієнтів, які потрапили до лікарні, ще більші і становлять 72% [8, 9]. Ці цифри явно суттєві і вказують на те, що існує значна кількість людей похилого віку, які живуть у розвинутих умовах, які в даний час мають менше, ніж оптимальне харчування.

3. Чи дієта може змінюватись на саркопенію?

Є два наслідки зменшення споживання їжі в старшому віці, що може бути важливим для м’язової маси та сили. По-перше, менший споживання енергії, якщо це не відповідає нижчому рівню витрат енергії, призводить до втрати ваги, включаючи втрату м’язової маси [4]. По-друге, оскільки старші люди споживають меншу кількість їжі, для них може стати складнішим завданням задовольнити свої потреби у поживних речовинах - особливо в мікроелементах. Для людей похилого віку з низьким споживанням їжі це підкреслює важливість дієти належної якості. Хоча важливість повноцінного харчування визнана вже давно, його внесок у м'язову масу та силу не вивчався широко, і значна частина досліджень у цій галузі є відносно новою [10]. Було вивчено ряд втручань, починаючи від надання харчової підтримки [11] і закінчуючи доповненням конкретними поживними речовинами [12, 13]. Поживними речовинами, які найбільш послідовно пов’язані із саркопенією та слабкістю у літніх людей, є вітамін D, білок та ряд антиоксидантних поживних речовин, до яких належать каротиноїди, селен та вітаміни Е та С [10]. Однак є також деякі докази того, що варіації статусу довголанцюгових поліненасичених жирних кислот можуть мати важливий вплив на силу м’язів у людей похилого віку [13].

3.1. Білок

Білок вважається ключовою поживною речовиною у старшому віці [14]. Дієтичний білок забезпечує амінокислоти, необхідні для синтезу м’язового білка, і, що важливо, абсорбовані амінокислоти мають стимулюючий ефект на синтез м’язового білка після годування [15]. Є деякі докази того, що синтетична реакція на споживання амінокислот може бути притуплена у людей похилого віку, особливо при низькому споживанні [14], і коли білок споживається разом з вуглеводами [16]. Отже, може знадобитися підвищувати рекомендований прийом білка у людей похилого віку, щоб підтримувати азотний баланс і захищати їх від саркопенічної втрати м’язів [14].

Хоча в даний час немає єдиної думки щодо того, наскільки змінюються потреби в білках у харчуванні у старшому віці, є важливі дані спостережень, що недостатнє споживання білка може бути важливим фактором для порушення фізичної функції. Наприклад, у дослідженні охорони здоров’я, старіння та складу тіла США більші втрати м’язової маси протягом 3 років, оцінені за допомогою двоенергетичної рентгенівської абсорбціометрії, були виявлені серед людей похилого віку, що мешкають у громаді та жінок, які мали низьку енергетичну адаптацію споживання білка на вихідному рівні [17]. Відмінності були суттєвими, так що учасники із споживанням білка у верхній п’ятіні розподілу втратили на 40% меншу м’язову масу за період подальшого спостереження порівняно з тими, хто був у нижній п’ятіні. Отже, добавки до білка та/або амінокислот повинні мати потенціал уповільнення саркопенічної втрати м’язів. Однак, хоча показано, що добавки амінокислот збільшують м’язову масу та покращують фізичну функцію [18], інші випробування не мали успіху [16, 19]. Подальша робота, включаючи більш тривалі випробування, необхідна для визначення оптимального споживання білка у старшому віці [16].

3.2. Вітамін D

Взаємозв'язок між дефіцитною вітаміном D остеомаляцією та міопатією визнано вже багато років [20], проте роль вітаміну D та ступінь його безпосереднього впливу на нормальну силу м’язів та фізичну функцію залишаються суперечливими [21]. Потенційні механізми, що пов'язують статус вітаміну D з функцією м'язів, є складними і включають як геномну, так і негеномну роль [20, 22]. Рецептор вітаміну D (VDR) був виділений із скелетних м’язів, що свідчить про те, що він є органом-мішенню [20], і було показано, що поліморфізм VDR пов’язаний з різницею в м’язовій силі [23]. На геномному рівні зв’язування біологічно активної форми вітаміну (1,25-дигідроксивітамін D) призводить до посиленої транскрипції цілого ряду білків, включаючи ті, що беруть участь у метаболізмі кальцію [20]. Негеномні дії вітаміну D в даний час менш зрозумілі [22].

Значна частина епідеміологічної літератури узгоджується з можливістю прямого впливу вітаміну D на м’язову силу. Наприклад, серед чоловіків та жінок у віці 60 років і старше у NHANES III низький рівень вітаміну D (25-гідроксивітамін D -1 у сироватці крові) був пов’язаний із чотириразовим збільшенням ризику слабкості [24], а при метааналізі додаткові дослідження дорослих людей, Бішофф-Феррарі та ін. [12] показали, що додатковий вітамін D (700–1000 МО на день) знижує ризик падіння на 19%. Однак дані не завжди узгоджуються, оскільки деякі спостережні дослідження не виявляють зв'язку між станом вітаміну D та фізичною функцією, а дослідження добавок не завжди призводили до помітного поліпшення функції [21]. В огляді опублікованих досліджень Аннвайлер та його колеги [21] обговорюють причини розбіжностей у результатах досліджень, деякі з яких можуть бути обумовлені методологічними відмінностями, включаючи відсутність врахування змішуючих впливів у деяких дослідженнях. Потрібні додаткові докази, зокрема, оскільки недостатність вітаміну D часто зустрічається серед літніх людей [24].

3.3. Антиоксидантні поживні речовини

Зростає інтерес до ролі окисного стресу в етіології саркопенії, і було показано, що маркери окисного пошкодження прогнозують порушення фізичної функції у літніх людей [25]. Пошкодження біомолекул, таких як ДНК, ліпіди та білки, може статися, коли активні форми кисню (АФК) присутні в клітинах в надлишку. Дії АФК, як правило, врівноважуються антиоксидантними захисними механізмами, що включають ферменти супероксиддисмутазу та глутатіонпероксидазу, а також екзогенні антиоксиданти, отримані з раціону, такі як селен, каротиноїди, токофероли, флавоноїди та інші рослинні поліфеноли [15, 25]. У старшому віці накопичення АФК може призвести до окислювального ураження та сприяти втраті м’язової маси та сили [15].

3.4. Поліненасичені жирні кислоти з довгим ланцюгом (LCPUFA)

3.5. Продукти харчування та дієтичні схеми

Однією з проблем існуючої доказової бази є те, що дієтичні компоненти часто сильно корелюють між собою. Це може допомогти пояснити, чому наслідки прийому добавок окремими поживними речовинами можуть бути меншими, ніж прогнозовані спостереженнями. Це також означає, що з даних спостережень може бути важко зрозуміти відносну важливість впливу різних поживних речовин на саркопенію. Наприклад, тоді як антиоксидантна поживна речовина, така як β-каротин може бути причинно пов’язаний із варіаціями фізичної функції, він також може діяти як маркер інших компонентів фруктів та овочів. У свою чергу, оскільки дієти мають шаблонний характер, велике споживання фруктів та овочів може бути показником інших харчових відмінностей, які можуть мати важливе значення для функціонування м’язів, наприклад, більшого споживання жирної риби та більшого споживання вітаміну D та n-3 LCPUFA [33]. Кумулятивні ефекти дефіциту поживних речовин описані Semba та співавт. [34], в якому він підрахував, що кожен додатковий дефіцит поживних речовин підвищує ризик слабкості у літніх жінок майже на 10%. Це підкреслює важливість якості дієти для літніх людей, а також кількості споживаної їжі, щоб забезпечити достатнє споживання ряду поживних речовин.

Порівняно з доказами, що варіації споживання та стану поживних речовин пов'язують із фізичною функцією, набагато менше відомо про вплив режиму харчування та якості харчування у старшому віці. Показано, що “здорові” дієти, що характеризуються більшим споживанням фруктів та овочів, цільнозерновими злаками та жирною рибою, пов’язані з більшою м’язовою силою у літніх людей [31]. Дані досліджень молодих дорослих, здається, узгоджуються з цим висновком. Наприклад, серед жінок у віці 42–52 років “нездорова” дієта, що характеризується більшим споживанням насичених жирів і меншим споживанням фруктів та овочів, була пов’язана з більшими функціональними обмеженнями протягом 4-річного періоду спостереження [35]. Переваги здорового харчування та більше споживання фруктів та овочів на фізичну функцію в середині життя також були описані у жінок у дослідженні Уайтхолла [36], а також у чоловіків та жінок у дослідженні "Ризик атеросклерозу в громадах" [37]. Інтервенційні дослідження, що застосовують підхід, заснований на харчових продуктах або “повноцінній дієті”, швидше за все, змінять споживання ряду поживних речовин і, отже, можуть бути ефективнішими, ніж дослідження з одноразовими добавками, для запобігання вікових втрат м’язової маси та міцність.

3.6. Дієта та фізичні вправи

Доведено, що вправи для тренувань із вправами на опір ефективно збільшують м’язову силу та покращують фізичну функцію у літніх людей [38]. Наступним питанням розуміння можливої захисної ролі дієти при саркопенії є, отже, можливість взаємодії між дієтою та фізичними вправами, а також те, наскільки втручання, що поєднує добавки та тренування, можуть бути ефективнішими, ніж зміна споживання поживних речовин. Інтерактивні ефекти дієти та фізичних вправ на фізичну функцію були вивчені найбільш детально стосовно добавок білків/амінокислот. Наприклад, в той час як було показано, що споживання їжі з високим вмістом білка збільшує синтез м’язового білка у літніх людей на

50%, поєднання їжі з високим вмістом білка та фізичними вправами збільшує синтез більш ніж на 100% [39]. Однак у ряді досліджень літніх людей не вдалося продемонструвати додаткові переваги добавок білків/амінокислот на реакцію скелетних м’язів на тривалі тренування фізичних вправ [15, 40], а також наслідки для довгострокових ефектів комбінованих тренувань та Отже, споживання високого вмісту білка є неясним [16]. Поточні висновки вказують на необхідність подальших досліджень - зокрема, для вирішення наслідків різної кількості та строків введення добавок [39, 40]. В даний час ми маємо обмежене уявлення про спільний вплив добавок вітаміну D та вправ на опір на м’язову силу та функції [41].

4. Харчування протягом усього життя та саркопенія

Важливим обмеженням поточної доказової бази, яка пов'язує харчування з саркопенією, є те, що велика частина даних спостережень отримана з досліджень поперечного перерізу. Окрім методологічних міркувань вивчення людей похилого віку, які можуть мати низку супутніх захворювань, це порушує конкретні питання, які можуть обмежити наше розуміння потенційної важливості ролі харчування у втраті м’язової маси та сили з віком.

По-перше, на здоров’я людей похилого віку впливають події протягом усього життя [10], і тому досягнення оптимальних функцій може залежати від довічного вживання здорового харчування та способу життя. Хоча є дані про те, що поведінка здорового харчування досить стабільна у дорослому житті [42], мало відомо про зміни в дієтичних звичках у людей похилого віку, в той час, коли дієві поради щодо захворюваності є дієтичними, і спосіб життя може швидко змінюватися. Вплив довічного харчування на вікові зміни м’язової маси та сили мало вивчений, але з точки зору втручань з метою затримки або запобігання саркопенії в старшому віці, можуть бути ключові можливості на початку життєвого шляху, які потрібно визнати.

Друге врахування полягає в тому, що м’язова маса та сила, досягнуті в подальшому житті, визначаються не тільки швидкістю втрати м’язів, але також відображають пік, досягнутий у ранньому віці (рис. 1, [43]). Таким чином, фактори, що впливають на ріст, такі як варіації раннього харчування, можуть сприяти збільшенню м’язової маси та сили у старшому віці.

Ключовим висновком, який підкреслює важливість впливу на життєвий шлях, є те, що низька вага при народженні передбачає зниження м’язової маси та сили у дорослому житті. Це послідовний висновок у ряді досліджень [44]. Хоча в даний час мало що відомо про вплив дієти в ранньому віці на саркопенію, останні дослідження підлітків навели докази впливу поживних речовин на м’язову масу та функції раніше на протязі життя. Відповідно до досліджень старших дорослих, виявлено, що низький рівень вітаміну D пов’язаний як з меншою силою зчеплення, так і з гіршою м’язовою силою та швидкістю [45, 46]. Однак рандомізовані контрольовані дослідження прийому вітаміну D у підлітків мали неоднозначні результати. Серед донорхеальних дівчат, які отримували вітамін D протягом 1 року, спостерігалося поступове збільшення м’язової маси, хоча добавки не призводили до помітних відмінностей у силі зчеплення [47]. Навпаки, добавки вітаміну D для хлопчиків-підлітків та дівчат, що страждають від постменархея, не виявилися ефективними у збільшенні м’язової маси, м’язової сили чи сили [47, 48]. Уорд та ін. [48] роблять висновок, що для покращення функції м’язів та фізичної працездатності можуть знадобитися попередні втручання до періоду пікового нарощування м’язової маси.

В даний час ми мало знаємо про внесок харчування у життєвий шлях у м’язову масу та силу у дорослому житті, і потрібна подальша робота, щоб зрозуміти, як раннє харчування впливає на набуття пікової м’язової маси, і яку роль відіграє харчування у віковій траєкторії -пов'язані втрати у функції м'язів. Вживання життєвого підходу до розуміння зв’язків між харчуванням та м’язовою масою та функціями в старшому віці може змінити дієтичні стратегії для запобігання саркопенії в майбутньому.

5. Висновок

Для розробки стратегій запобігання або затримки саркопенії необхідне краще розуміння факторів способу життя, які впливають на швидкість зниження м’язової маси та сили у старшому віці, та залучених механізмів. Наявні дані свідчать про потенційне значення дієт у достатній кількості та якості для забезпечення достатнього споживання білка, вітаміну D та антиоксидантних поживних речовин. Незважаючи на те, що велика частина цих доказів є спостережною, а механізми до кінця не вивчені, велика поширеність низького споживання поживних речовин та поганий статус серед літніх людей роблять це актуальною проблемою. Однак м'язова маса та сила, досягнуті в подальшому житті, визначаються не тільки швидкістю втрати м'язів, але також відображають пік, досягнутий раніше в житті, і зусилля щодо запобігання саркопенії також повинні визнати потенційну ефективність втручань на початку життєвого циклу. Оптимізація дієти та харчування протягом усього життя може бути ключовим фактором запобігання саркопенії та сприяння фізичним здібностям у старшому віці.