Keď sa hovorí o svaloch po štyridsiatke či päťdesiatke, odporúčania sa zvyčajne sústreďujú na silový tréning a dostatok bielkovín. Oprávnene. S pribúdajúcim vekom sval často reaguje na rovnaký podnet slabšie, preto potrebuje pravidelnú záťaž a dostatok aminokyselín – stavebných jednotiek bielkovín.
Zdravý sval však nepotrebuje iba zapnúť rast. Potrebuje rastový signál aj stlmiť a priebežne odstraňovať poškodené bunkové súčasti. Výskum regulácie mTORC1 ukazuje, ako strata tejto rovnováhy môže prispievať k starnutiu svalov.
mTORC1: hlavný rastový signál svalovej bunky
mTOR je bielkovina, ktorá v bunkách pomáha riadiť rast a tvorbu nových bielkovín podľa dostupnosti živín a energie; spolu s ďalšími bielkovinami tvorí komplex mTORC1.
Komplex mTORC1 patrí medzi hlavné regulátory svalového rastu. Reaguje na mechanickú záťaž, aminokyseliny, najmä leucín, inzulín a dostupnosť energie. Keď sa aktivuje, podporuje syntézu svalových bielkovín, teda tvorbu nových proteínov.
Jeho aktivácia patrí k obnove svalu po tréningu. Experiment u ľudí ukázal, že zablokovanie mTORC1 rapamycínom zabránilo skorému zvýšeniu tvorby svalových bielkovín po cvičení. Snahou o neustále potláčanie mTORC1 by sme obmedzovali aj proces, ktorý potrebujeme na udržanie svalovej hmoty.
mTORC1 má fungovať ako premenlivý signál: po záťaži a jedle stúpne, neskôr opäť klesne. Práve táto regulácia sa môže s vekom narušiť.
Čo sa mení v starnúcom svale
Štúdia publikovaná v časopise PNAS skúmala tento mechanizmus na octomilkách, myšiach a svalových bunkách. Vedci sa zamerali na DEAF1, transkripčný faktor – bielkovinu, ktorá ovplyvňuje aktivitu génov.
DEAF1 sa viaže na úsek DNA, ktorý riadi tvorbu mTOR. Bunka potom vyrába viac tejto bielkoviny. V starých svaloch vedci našli zvýšené množstvo DEAF1, ktoré podporovalo nadmernú aktivitu mTORC1.
Výsledkom bola vyššia tvorba bielkovín, oslabená autofágia, hromadenie poškodených proteínov a viac známok bunkovej senescencie, čiže zmien spojených s bunkovým starnutím.
Zjednodušene:
DEAF1 ↑ → mTOR ↑ → mTORC1 ↑ → viac tvorby bielkovín a slabšia autofágia → hromadenie poškodených proteínov.
Viac vyrobených bielkovín teda automaticky neznamenalo kvalitnejší sval.
Sval nie je továreň, ktorá má iba vyrábať
Časť bielkovín sa poškodí, nesprávne poskladá alebo prestane fungovať. Poškodzujú sa aj ďalšie časti bunky vrátane mitochondrií, ktoré jej pomáhajú získavať energiu zo živín.
Pri ich odstraňovaní pomáha autofágia – rozklad a recyklácia poškodených či nepotrebných súčastí bunky. Získaný materiál môže bunka znovu použiť.
Takto sa udržiava proteostáza, rovnováha medzi tvorbou, opravou a odstraňovaním bielkovín.
FOXO: druhá strana rovnováhy
Kým DEAF1 zvyšuje tvorbu mTOR a posilňuje rastový signál, bielkoviny FOXO1 a FOXO3 pomáhajú jeho nadmernú aktivitu brzdiť. Aj ony ovplyvňujú činnosť génov. Podieľajú sa na ochrane bunky pred poškodením, odstraňovaní nepotrebných súčastí a udržiavaní kvality mitochondrií.
Ako to funguje? FOXO tlmí tvorbu DEAF1. Keď je DEAF1 menej, bunka vytvára aj menej mTOR a nadmerná aktivita komplexu mTORC1 klesá. Tým sa zmierňuje jeho brzdiaci vplyv na autofágiu – proces, ktorým bunka rozkladá a recykluje poškodené súčasti.
Keď vedci v starnúcich svaloch experimentálne aktivovali FOXO alebo priamo znížili DEAF1, zlepšili sa ukazovatele autofágie a ubudli známky bunkového starnutia. Tým sa obnovovala rovnováha medzi tvorbou nových bielkovín a odstraňovaním poškodených súčastí bunky.
A práve do tejto regulácie vstupuje aj pohyb.
Pohyb obnovil schopnosť starého svalu regulovať mTOR
Pri cvičení starých myší sa aktivovalo FOXO a kleslo množstvo DEAF1 aj nadmerná aktivita mTORC1. Zlepšili sa ukazovatele autofágie a ubudli známky bunkového starnutia.
Keď výskumníci zablokovali FOXO alebo umelo zvýšili DEAF1, tieto priaznivé účinky pohybu sa stratili. Pohyb teda zlepšoval stav starnúceho svalu aj tým, že cez FOXO a DEAF1 tlmil nadmernú aktivitu mTORC1.
Pohyb pôsobí podľa okolností. Silový tréning krátkodobo aktivuje mTORC1 a podporuje tvorbu bielkovín. Pravidelná záťaž zároveň zapája mechanizmy, ktoré obmedzujú jeho chronickú nadmernú aktivitu. Rozhoduje aj to, kedy po tréningu aktivitu meriame.
Rast a oprava nie sú súperi
Bielkoviny z jedla sa pri trávení rozložia na aminokyseliny. Sval z nich potom tvorí vlastné bielkoviny, ktoré potrebuje na obnovu a rast po tréningu. Pri nižšej dostupnosti živín rastová signalizácia ustupuje a uvoľňuje sa brzdiaci vplyv mTORC1 na autofágiu.
Oba procesy prebiehajú priebežne, mení sa ich intenzita a vzájomný pomer. Zdravý sval potrebuje vedieť reagovať na záťaž, jedlo aj obdobie bez jedla. Problémom je strata tejto pružnosti, nie samotná existencia mTORC1.
Pôst prirodzene tlmí mTOR
Keď nejeme, slabnú signály z inzulínu a živín, ktoré podporujú aktivitu mTORC1. Tento útlm vedci namerali aj v ľudských svaloch.
V štúdii ôsmich zdravých mužov viedli tri dni bez jedla približne k 40 % poklesu fosforylácie mTOR. Fosforylácia je chemická úprava bielkoviny. V tomto pokuse podľa nej vedci posudzovali mieru aktivácie mTOR.
Fosforylácia klesla aj pri ďalších dvoch bielkovinách: 4E-BP1, ktorá sa podieľa na riadení tvorby nových bielkovín, a ULK1, ktorá pomáha spúšťať autofágiu. Množstvo LC3B-II, jednej z bielkovín používaných na sledovanie autofágie, naopak stúplo približne o 30 %.
Pôst tak preukázateľne stlmil mTOR signalizáciu. Pri autofágii sa zmenilo množstvo sledovaných bielkovín, stúplo však aj p62. Zo samotného množstva týchto bielkovín vedci nedokázali určiť, či bunka poškodené súčasti skutočne rozkladala rýchlejšie.
Trojdňový pôst tu slúži ako skúmaný experimentálny režim. Pre bežný život je podstatný princíp: nie každá hodina musí byť anabolická, teda zameraná na tvorbu nových tkanív. Možnosti kratších režimov rozoberám v článku o prerušovanom pôste.
Pri pôste stúpa aj rastový hormón
Počas pôstu klesá inzulín a tlmí sa mTOR, no rastového hormónu, GH, sa uvoľňuje výrazne viac.
V experimente s deviatimi zdravými mužmi zvýšil dvojdňový pôst celkovú 24-hodinovú produkciu GH približne päťnásobne. Hormón sa uvoľňoval častejšie a vo väčších pulzoch. Zvýšenie GH zaznamenala aj štúdia 72-hodinového pôstu u mužov s obezitou.
Rastový hormón počas pôstu podporuje lipolýzu – uvoľňovanie mastných kyselín z tukového tkaniva. Organizmus ich využíva ako palivo a šetrí glukózu aj časť bielkovín. Význam uvoľňovania tuku pre šetrenie bielkovín ukázal aj ľudský experiment s potlačením lipolýzy a ovplyvnením GH.
Rastový hormón podporuje rast tkanív aj prostredníctvom rastového faktora IGF-1. Pri pôste však tieto dve látky nereagujú rovnako. Kým GH stúpa, hladina IGF-1 môže klesať, ako ukázala štúdia päťdňového pôstu.
Ďalšia štúdia na ľuďoch ukázala, že počas pôstu GH výraznejšie podporoval uvoľňovanie tuku zo zásob. Časť jeho signálov vo vnútri buniek bola pritom slabšia a nižšia bola aj aktivita IGF-1.
Metabolizmus sa teda presúva k využívaniu zásob a šetreniu, nie k budovaniu svalov.
Ako teda spojiť pôst a budovanie svalov?
Starší človek potrebuje pravidelný silný podnet na rast: silový tréning, dostatok bielkovín s leucínom a ďalšími esenciálnymi aminokyselinami aj energiu na regeneráciu. Esenciálne aminokyseliny si telo nedokáže vytvoriť samo, musí ich dostať zo stravy.
Na pokrytie týchto potrieb nemusí človek jesť každé dve hodiny.
Osemtýždňová štúdia sledovala 34 silovo trénujúcich mužov s priemerným vekom približne 29 rokov. Polovica dodržiavala režim 16/8: jedli počas ôsmich hodín denne a zvyšných 16 hodín nejedli. Muži v tejto skupine si zachovali beztukovú hmotu, teda hmotnosť tela bez tuku, aj rozmery meraných svalov a maximálnu silu. Jedlo si rozdelili do troch porcií, prijímali potrebnú energiu a pokračovali v tréningu.
Rast svalov môžeme pravidelne stimulovať a zároveň ponechať časť dňa bez ďalšieho príjmu potravy. Podmienkou zostáva dostatočná výživa, nie iba dodržanie hodín pôstu.
A čo apigenín?
Apigenín je flavonoid nachádzajúci sa v petržlene, zeleri či harmančeku. Pri pokusoch na bunkách a zvieratách ovplyvňoval AMPK – energetický senzor bunky, mTOR aj autofágiu.
V laboratórnej štúdii na ľudských kožných bunkách aktivoval AMPK, tlmil mTOR a podporoval autofágiu. Štúdia na myšiach a svalových bunkách naopak ukázala, že podporoval aktiváciu Akt/mTORC1, dozrievanie svalových buniek a hypertrofiu – zväčšovanie svalových vlákien.
Jeho účinok závisí od tkaniva a podmienok. Tieto rozdiely pripomínajú hlavnú myšlienku článku: dobrá metabolická regulácia neznamená mať jednu dráhu stále zapnutú alebo vypnutú.
Apigenín je preto zaujímavý tým, že v rôznych tkanivách a podmienkach môže aktivitu mTOR tlmiť aj podporovať. Jeho využitie na prevenciu sarkopénie, teda úbytku svalovej hmoty a sily, u ľudí zostáva výskumnou otázkou. Vnímal by som ho v tomto kontexte, nie ako náhradu pôstu alebo pohybu.
Sval potrebuje aj mitochondriálnu údržbu
Mitochondrie premieňajú energiu zo živín do podoby využiteľnej pre svalovú prácu. Svalové bunky ich obsahujú veľké množstvo a potrebujú ich priebežne obnovovať.
Špecializovanou formou autofágie je mitofágia – odstraňovanie poškodených mitochondrií. Kvalita mitochondrií ovplyvňuje získavanie energie, využívanie tukov aj to, ako sval zvláda záťaž. Súvisí tiež s tvorbou reaktívnych foriem kyslíka – molekúl, ktoré pri nadbytku môžu poškodzovať bunku.
Vedci zistili, že DEAF1 sa viaže aj na úseky DNA v blízkosti génov zapojených do odstraňovania poškodených mitochondrií. Naznačuje to, že môže ovplyvňovať aj tento proces. Jeho presnú úlohu ešte treba overiť.
Znamená to, že po päťdesiatke máme jesť menej bielkovín?
Naopak, dostatok bielkovín zostáva základom. S vekom sa často rozvíja anabolická rezistencia: rovnaké množstvo bielkovín vyvolá slabšiu odozvu svalu. Preto záleží na celkovom príjme aj rozdelení medzi plnohodnotné jedlá. Potrebu vyššej dávky bielkovín v jednom jedle vzhľadom na telesnú hmotnosť ukázalo aj porovnanie mladších a starších mužov.
Praktický model zdravého svalového starnutia
Z týchto poznatkov sa podľa mňa skladá jednoduchý model.
1. Stimuluj rast
Pravidelne silovo trénuj a zabezpeč svalu kvalitné jedlo s dostatkom bielkovín a leucínu. Záťaž a výživa podporia mTORC1 aj tvorbu svalových bielkovín.
2. Nechaj sval zregenerovať
Medzi náročnými tréningami toho istého svalu dopraj telu odpočinok, dostatok spánku a energie. Regenerácia patrí k tréningu rovnako ako samotná záťaž.
3. Vytvor priestor aj pre bunkovú údržbu
Nejedz nepretržite od rána do noci. Obdobie bez jedla tlmí mTORC1 a zmierňuje jeho brzdiaci vplyv na autofágiu.
Potom opäť nasleduje jedlo a ďalší tréningový podnet. Dĺžku prestávok prispôsob tomu, aby si dokázal pokryť výživu a udržiaval silu. Pri nízkej svalovej hmote má dostatočná výživa a zachovanie sily prednosť pred predlžovaním pôstu.
Svaly potrebujú tréning, výživu aj čas na obnovu
Pre mňa z toho vyplýva jasný smer: sval pravidelne zaťažiť a dobre vyživiť, dopriať mu regeneráciu aj čas bez ďalšieho príjmu potravy. Zachovať tento rytmus dáva väčší zmysel než sa snažiť o neustály rast alebo maximálnu autofágiu.
Ako tento prístup zladiť s tvojím jedálničkom a denným režimom, si môžeme prejsť na metabolickej konzultácii. Pozrieme sa na tvoju stravu, pohyb aj regeneráciu — čo ti už funguje dobre a čo má zmysel upraviť.
Súvisiace články
