Επιστήμονες από την Ιατρική Σχολή Duke-NUS αποκάλυψαν πώς η άσκηση βοηθά τους γηρασμένους μύες να ανακτήσουν την ικανότητά τους να επιδιορθώνονται, ρίχνοντας φως στο γιατί η σωματική δραστηριότητα παραμένει ένας από τους πιο αποτελεσματικούς τρόπους διατήρησης της δύναμης και της κινητικότητας σε μεγαλύτερη ηλικία.
Σε συνεργασία με ερευνητές από το Γενικό Νοσοκομείο της Σιγκαπούρης και το Πανεπιστήμιο του Κάρντιφ, η ομάδα διαπίστωσε ότι η άσκηση βοηθά στην αποκατάσταση μιας κρίσιμης ισορροπίας μέσα στα μυϊκά κύτταρα, η οποία διαταράσσεται με την ηλικία.
Τα ευρήματα, που δημοσιεύθηκαν στο Proceedings of the National Academy of Sciences, προσφέρουν νέες γνώσεις για τις βιολογικές διεργασίες που οδηγούν στη γήρανση των μυών και ενδέχεται να καθοδηγήσουν μελλοντικές στρατηγικές πρόληψης της ηλικιακής απώλειας μυϊκής μάζας.
Οι δυνατοί και υγιείς μύες είναι απαραίτητοι για την κίνηση, τον μεταβολισμό και τη συνολική ζωτικότητα. Από τη μέση ηλικία και μετά, η μυϊκή λειτουργία μειώνεται σταδιακά, αυξάνοντας τον κίνδυνο πτώσεων και καταγμάτων, επιβραδύνοντας την ανάρρωση από ασθένεια ή τραυματισμό και δυσχεραίνοντας τη ρύθμιση του σακχάρου στο αίμα.
Οι επιπτώσεις δεν αφορούν μόνο τα άτομα, αλλά επεκτείνονται και στην κοινωνία, αυξάνοντας το βάρος για τους φροντιστές και το κόστος υγειονομικής περίθαλψης. Σε κοινωνίες που γερνούν η διατήρηση της μυϊκής υγείας είναι καθοριστική για την ανεξαρτησία και την ποιότητα ζωής.
Ο ρόλος των mTORC1 και DEAF1 στη γήρανση
Στον πυρήνα της μυϊκής υγείας βρίσκεται ένα μονοπάτι ανάπτυξης γνωστό ως mTORC1, το οποίο ρυθμίζει την παραγωγή πρωτεϊνών και τη συντήρηση του μυϊκού ιστού. Καθώς οι μύες γερνούν, αυτό το μονοπάτι μπορεί να γίνει υπερδραστήριο, δίνοντας προτεραιότητα στη δημιουργία νέων πρωτεϊνών, ενώ ταυτόχρονα επιβραδύνει την απομάκρυνση των κατεστραμμένων. Η συσσώρευση αυτών των ελαττωματικών πρωτεϊνών επιβαρύνει τα μυϊκά κύτταρα και συμβάλλει στη σταδιακή αποδυνάμωση. Μέχρι πρόσφατα, δεν ήταν σαφές τι προκαλεί αυτή την ανισορροπία.
Οι ερευνητές εντόπισαν ένα γονίδιο, το DEAF1, ως βασικό παράγοντα που οδηγεί στην ανισορροπία των πρωτεϊνών στους γηρασμένους μύες. Διαπίστωσαν ότι η αύξηση των επιπέδων DEAF1 με την ηλικία ωθεί τον ρυθμιστή ανάπτυξης mTORC1 σε υπερλειτουργία, διαταράσσοντας τη φυσιολογική ανανέωση των πρωτεϊνών και επιταχύνοντας τη μυϊκή φθορά.
Υπό φυσιολογικές συνθήκες, το DEAF1 ελέγχεται από μια ομάδα ρυθμιστικών πρωτεϊνών που ονομάζονται FOXO. Ωστόσο, η δραστηριότητα των FOXO μειώνεται με την ηλικία, επιτρέποντας στο DEAF1 να αυξάνεται ανεξέλεγκτα. Αυτή η απώλεια ελέγχου φαίνεται να μετατοπίζει την ισορροπία από την επιδιόρθωση των μυών προς την επιδείνωση.
Πώς η άσκηση αποκαθιστά τη μυϊκή ισορροπία
Σημαντικό εύρημα της μελέτης είναι ότι η άσκηση μπορεί να αναστρέψει αυτή την ανισορροπία, αλλά μόνο όταν το ρυθμιστικό αυτό σύστημα παραμένει λειτουργικό.
Ο επίκουρος καθηγητής Tang Hong-Wen από το Πρόγραμμα Βιολογίας Καρκίνου και Βλαστοκυττάρων της Duke-NUS και κύριος συγγραφέας της μελέτης δήλωσε ότι η άσκηση μπορεί να διορθώσει αυτή τη διαταραχή ενεργοποιώντας συγκεκριμένες πρωτεΐνες που μειώνουν τα επίπεδα DEAF1, επαναφέροντας το μονοπάτι ανάπτυξης σε ισορροπία. Με αυτόν τον τρόπο, οι γηρασμένοι μύες μπορούν να απομακρύνουν τις κατεστραμμένες πρωτεΐνες, να αναδομηθούν σωστά και να παραμείνουν ισχυρότεροι και πιο ανθεκτικοί.
Ωστόσο, οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι όταν τα επίπεδα DEAF1 παραμένουν πολύ υψηλά ή η δραστηριότητα των FOXO έχει μειωθεί σημαντικά -κάτι που μπορεί να συμβεί σε μεγαλύτερες ηλικίες- η άσκηση από μόνη της ίσως να μην αρκεί για να αποκαταστήσει πλήρως την επιδιόρθωση των μυών. Αυτό βοηθά να εξηγηθεί γιατί ορισμένοι ηλικιωμένοι δεν αποκομίζουν τα ίδια οφέλη από την άσκηση με άλλους και υπογραμμίζει τη σημασία της κατανόησης της μυϊκής βιολογίας παράλληλα με τις παρεμβάσεις στον τρόπο ζωής.
Πειραματική επιβεβαίωση και ευρύτερες προεκτάσεις
Για να επιβεβαιώσουν τα ευρήματά τους, οι ερευνητές πραγματοποίησαν πειράματα τόσο σε μύγες φρούτων όσο και σε ηλικιωμένα ποντίκια. Και στα δύο μοντέλα, η αύξηση των επιπέδων DEAF1 οδήγησε γρήγορα σε μυϊκή αδυναμία, ενώ η μείωσή τους αποκατέστησε την ισορροπία των πρωτεϊνών και τη μυϊκή δύναμη, αναδεικνύοντας τον διατηρημένο ρόλο του DEAF1 σε διαφορετικά είδη.
Τα ευρήματα έχουν σημασία και πέρα από τη γήρανση. Το DEAF1 επηρεάζει επίσης τα μυϊκά βλαστοκύτταρα, τα οποία παίζουν κρίσιμο ρόλο στην επιδιόρθωση και αναγέννηση των ιστών. Αυτά τα κύτταρα μειώνονται φυσιολογικά με την ηλικία και, όταν το DEAF1 βρίσκεται εκτός ισορροπίας, η μυϊκή αποκατάσταση επιβραδύνεται ακόμη περισσότερο.
Η έρευνα μπορεί να αποδειχθεί χρήσιμη και για άτομα που αναρρώνουν από ασθένεια, χειρουργική επέμβαση ή χρόνιες παθήσεις, όπως ο καρκίνος. Η ρύθμιση των επιπέδων DEAF1 ενδέχεται να επιτρέψει στους επιστήμονες να μιμηθούν ορισμένα από τα οφέλη της άσκησης σε μοριακό επίπεδο, βοηθώντας τους μύες να παραμένουν δυνατοί ακόμη και όταν η φυσική δραστηριότητα είναι περιορισμένη.
Η Priscillia Choy Sze Mun, ερευνήτρια στο Πρόγραμμα Βιολογίας Καρκίνου και Βλαστοκυττάρων της Duke-NUS και πρώτη συγγραφέας της μελέτης, ανέφερε ότι η άσκηση δίνει στους μύες το μήνυμα να «καθαρίσουν και να επανεκκινήσουν». Η μείωση του DEAF1 βοηθά τους γηρασμένους μύες να ανακτήσουν δύναμη και ισορροπία, σχεδόν σαν να πατά κανείς το κουμπί της επαναφοράς. Με εκατομμύρια ηλικιωμένους να κινδυνεύουν από μυϊκή έκπτωση, η κατανόηση του ρόλου του DEAF1 θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέους τρόπους προστασίας των μυών και βελτίωσης της ποιότητας ζωής.
Ο καθηγητής Patrick Tan, ανώτερος αντιπρύτανης Έρευνας της Duke-NUS, πρόσθεσε ότι η μελέτη εξηγεί σε μοριακό επίπεδο γιατί οι γηρασμένοι μύες χάνουν την ικανότητά τους να επιδιορθώνονται και γιατί η άσκηση μπορεί να αποκαταστήσει αυτή την ισορροπία σε ορισμένα άτομα. Εντοπίζοντας το DEAF1 ως βασικό ρυθμιστή αυτής της διαδικασίας, τα ευρήματα ενδέχεται να οδηγήσουν σε νέους τρόπους μεταφοράς των οφελών της άσκησης σε κοινωνίες με ταχέως γηράσκοντα πληθυσμό.
Περισσότερες πληροφορίες: Sze Mun Choy et al, Exercise suppresses DEAF1 to normalize mTORC1 activity and reverse muscle aging, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2508893122.
