Preview

Acta Biomedica Scientifica

Расширенный поиск

Возможности применения аминокислот с разветвлёнными боковыми цепями (BCAA) для лечения и профилактики саркопении у пациентов пожилого и старческого возраста (обзор литературы)

https://doi.org/10.29413/ABS.2023-8.3.11

Полный текст:

Аннотация

В связи с высокой распространённостью саркопении среди пациентов пожилого и старческого возраста актуальными являются ранняя своевременная профилактика и лечение саркопении и её осложнений. Для сохранения мышечной силы и массы при старении могут применяться пищевые добавки белков. Представляет научный интерес возможность применения аминокислот с разветвлённой цепью (BCAA, branched-chain amino acids) в лечении и профилактике саркопении у гериатрических пациентов. BCAA способствуют синтезу и замедляют деградацию белков мышечной ткани, участвуют в процессах регуляции чувствительности тканей к инсулину, утилизации аммиака, цикле трикарбоновых кислот и т. д.
Стратегия поиска. Поиск научных статей для обзора литературы производился в базах «PubMed» и «PubMed Central». Критерием выбора являлись научные статьи, опубликованные в период до декабря 2022 г. включительно. Ключевые слова для поиска: «branched-chain amino acids», «BCAA», «body composition», «sarcopenia», «aging». В список статей был включён Консенсус Европейской рабочей группы по саркопении второго пересмотра (European Working Group on Sarcopenia in Older People 2, EWGSOP2) 2019 г.
Выводы. Возможность применения BCAA у пожилых и старых пациентов для профилактики и лечения саркопении является актуальной темой, которая продолжает активно изучаться. Эффективность добавок BCAA в рацион питания является спорной при условии ежедневного потребления достаточного количества белка. С другой стороны, добавление BCAA может быть оправдано в тех случаях, когда невозможно потреблять достаточное количество высококачественного белка с пищей. Необходимы дополнительные исследования по этой теме.

Об авторах

Д. П. Курмаев
ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия

Курмаев Дмитрий Петрович – кандидат медицинских наук, ассистент кафедры эндокринологии и гериатрии

443099, г. Самара, ул. Чапаевская, 89, Россия 



С. В. Булгакова
ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия

Булгакова Светлана Викторовна – доктор  медицинских наук, доцент, заведующая кафедрой  эндокринологии и гериатрии 

443099, г. Самара, ул. Чапаевская, 89, Россия 



Е. В. Тренева
ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия

Тренева Екатерина Вячеславовна – кандидат медицинских наук, доцент кафедры эндокринологии и гериатрии

443099, г. Самара, ул. Чапаевская, 89, Россия 



И. С. Четверикова
ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия

Четверикова Ирина Сергеевна – аспирант кафедры эндокринологии и гериатрии

443099, г. Самара, ул. Чапаевская, 89, Россия 



О. В. Косарева
ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия

Косарева Ольга Владиславовна – кандидат медицинских наук, доцент кафедры эндокринологии и гериатрии

443099, г. Самара, ул. Чапаевская, 89, Россия 



Л. А. Шаронова
ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия

Шаронова Людмила Александровна – кандидат медицинских наук, доцент кафедры эндокринологии и гериатрии

443099, г. Самара, ул. Чапаевская, 89, Россия 



Ю. А. Долгих
ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия

Долгих Юлия Александровна – кандидат медицинских наук, ассистент кафедры эндокринологии и гериатрии

443099, г. Самара, ул. Чапаевская, 89, Россия 



Список литературы

1. Cruz-Jentoft AJ, Guelistan B, Bauer J, Boirie Y, Bruyère Cederholm T, Cooper C, et al. Sarcopenia: Revised European consensus on definition and diagnosis. Age Ageing. 2019; 48: 16-31. doi: 10.1093/ageing/afy169

2. Tipton KD, Hamilton DL, Gallagher IJ. Assessing the role of muscle protein breakdown in response to nutrition and exercise in humans. Sports Med. 2018; 48(Suppl 1): 53-64. doi: 10.1007/s40279-017-0845-5

3. Plotkin DL, Delcastillo K, Van Every DW, Tipton KD, Aragon AA, Schoenfeld BJ. Isolated leucine and branched-chain amino acid supplementation for enhancing muscular strength and hypertrophy: A narrative review. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2021; 31(3): 292-301. doi: 10.1123/ijsnem.2020-0356

4. Neinast M, Murashige D, Arany Z. Branched chain amino acids. Annu Rev Physiol. 2019; 81: 139-164. doi: 10.1146/annurevphysiol-020518-114455

5. Doestzada M, Zhernakova DV, van den Munckhof I, Wang D, Kurilshikov A, Chen L, et al. Systematic analysis of relationships between plasma branched-chain amino acid concentrations and cardiometabolic parameters: An association and Mendelian randomization study. BMC Med. 2022; 20(1): 485. doi: 10.1186/s12916-022-02688-4

6. Ko CH, Wu SJ, Wang ST, Chang YF, Chang CS, Kuan TS, et al. Effects of enriched branched-chain amino acid supplementation on sarcopenia. Aging (Albany NY). 2020; 12(14): 15091-15103. doi: 10.18632/aging.103576

7. Lackey DE, Lynch CJ, Olson KC, Mostaedi R, Ali M, Smith WH, et al. Regulation of adipose branched-chain amino acid catabolism enzyme expression and cross-adipose amino acid flux in human obesity. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2013; 304(11): E1175-E1187. doi: 10.1152/ajpendo.00630.2012

8. Gancheva S, Jelenik T, Alvarez-Hernandez E, Roden M. Interorgan metabolic crosstalk in human insulin resistance. Physiol Rev. 2018; 98: 1371-1415. doi: 10.1152/physrev.00015.2017

9. Vanweert F, Schrauwen P, Phielix E. Role of branched-chain amino acid metabolism in the pathogenesis of obesity and type 2 diabetes-related metabolic disturbances BCAA metabolism in type 2 diabetes. Nutr Diabetes. 2022; 12(1): 35. doi: 10.1038/s41387-022-00213-3

10. Buse MG. In vivo effects of branched chain amino acids on muscle protein synthesis in fasted rats. Horm Metab Res. 1981; 13(9): 502-505. doi: 10.1055/s-2007-1019316

11. Garlick PJ, Grant I. Amino acid infusion increases the sensitivity of muscle protein synthesis in vivo to insulin. Effect of branched-chain amino acids. Biochem J. 1988; 254(2): 579-584. doi: 10.1042/bj2540579

12. Туртикова О.В., Лысенко Е.А., Немировская Т.Л., Шенкман Б.С. Влияние смеси аминокислот с разветвленной боковой цепью на восстановление атрофированных скелетных мышц крыс. Авиакосмическая и экологическая медицина. 2014; 48(6): 53-58.

13. Wolfe RR. Branched-chain amino acids and muscle protein synthesis in humans: Myth or reality? J Int Soc Sports Nutr. 2017; 14: 30. doi: 10.1186/s12970-017-0184-9

14. Brosnan JT, Brosnan ME. Branched-chain amino acids: enzyme and substrate regulation. J Nutr. 2006; 136(Suppl 1): 207S-211S. doi: 10.1093/jn/136.1.207S

15. Nie C, He T, Zhang W, Zhang G, Ma X. Branched chain amino acids: beyond nutrition metabolism. Int J Mol Sci. 2018; 19: 954. doi: 10.3390/ijms19040954

16. Dam G, Ott P, Aagaard NK, Vilstrup H. Branched-chain amino acids and muscle ammonia detoxification in cirrhosis. Metab Brain Dis. 2013; 28(2): 217-220. doi: 10.1007/s11011-013-9377-3

17. Ott P, Clemmesen O, Larsen FS. Cerebral metabolic disturbances in the brain during acute liver failure: From hyperammonemia to energy failure and proteolysis. Neurochem Int. 2005; 47(1-2): 13-18. doi: 10.1016/j.neuint.2005.04.002

18. Joanisse S, Lim C, McKendry J, Mcleod JC, Stokes T, Phillips SM. Recent advances in understanding resistance exercise training-induced skeletal muscle hypertrophy in humans. F1000Res. 2020; 9: F1000 Faculty Rev-141. doi: 10.12688/f1000research.21588.1

19. Glynn EL, Fry CS, Drummond MJ, Dreyer HC, Dhanani S, Volpi E, et al. Muscle protein breakdown has a minor role in the protein anabolic response to essential amino acid and carbohydrate intake following resistance exercise. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2010; 299(2): R533-540. doi: 10.1152/ajpregu.00077.2010

20. Biolo G, Tipton KD, Klein S, Wolfe RR. An abundant supply of amino acids enhances the metabolic effect of exercise on muscle protein. Am J Physiol. 1997; 273(1 Pt 1): E122-E129. doi: 10.1152/ajpendo.1997.273.1.E122

21. Rieu I, Balage M, Sornet C, Giraudet C, Pujos E, Grizard J, et al. Leucine supplementation improves muscle protein synthesis in elderly men independently of hyperaminoacidaemia. J Physiol. 2006; 575(Pt 1): 305-315. doi: 10.1113/jphysiol.2006.110742

22. Caron E, Ghosh S, Matsuoka Y, Ashton-Beaucage D, Therrien M, Lemieux S, et al. A comprehensive map of the mTOR signaling network. Mol Syst Biol. 2010; 6: 453. doi: 10.1038/msb.2010.108

23. Laplante M, Sabatini DM. mTOR signaling in growth control and disease. Cell. 2012; 149(2): 274-293. doi: 10.1016/j.cell.2012.03.017

24. Blomstrand E, Eliasson J, Karlsson HK, Köhnke R. Branchedchain amino acids activate key enzymes in protein synthesis after physical exercise. J Nutr. 2006; 136(Suppl 1): 269S-273S. doi: 10.1093/jn/136.1.269S

25. Kimball SR, Jefferson LS. Signaling pathways and molecular mechanisms through which branched-chain amino acids mediate translational control of protein synthesis. J Nutr. 2006; 136(Suppl 1): 227S-231S. doi: 10.1093/jn/136.1.227S

26. Holeček M. Muscle amino acid and adenine nucleotide metabolism during exercise and in liver cirrhosis: Speculations on how to reduce the harmful effects of ammonia. Metabolites. 2022; 12(10): 971. doi: 10.3390/metabo12100971

27. Burd NA, Beals JW, Martinez IG, Salvador AF, Skinner SK. Food-first approach to enhance the regulation of post-exercise skeletal muscle protein synthesis and remodeling. Sports Med. 2019; 49(Suppl 1): 59-68. doi: 10.1007/s40279-018-1009-y

28. Wolfe RR, Goodenough RD, Wolfe MH, Royle GT, Nadel ER. Isotopic analysis of leucine and urea metabolism in exercising humans. J Appl Physiol Respir Environ Exerc Physiol. 1982; 52: 458-466. doi: 10.1152/jappl.1982.52.2.458

29. Yoon MS. The emerging role of branched-chain amino acids in insulin resistance and metabolism. Nutrients. 2016; 8(7): 405. doi: 10.3390/nu8070405

30. Breen L, Phillips SM. Nutrient interaction for optimal protein anabolism in resistance exercise. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2012; 15(3): 226-232. doi: 10.1097/MCO.0b013e3283516850

31. Witard OC, Wardle SL, Macnaughton LS, Hodgson AB, Tipton KD. Protein considerations for optimising skeletal muscle mass in healthy young and older adults. Nutrients. 2016; 8(4): 181. doi: 10.3390/nu8040181

32. Giezenaar C, Chapman I, Luscombe-Marsh N, FeinleBisset C, Horowitz M, Soenen S. Ageing is associated with decreases in appetite and energy intake – A meta-analysis in healthy adults. Nutrients. 2016; 8(1): 28. doi: 10.3390/nu8010028

33. Morton RW, Murphy KT, McKellar SR, Schoenfeld BJ, Henselmans M, Helms E, et al. A systematic review, meta-analysis and meta-regression of the effect of protein supplementation on resistance training-induced gains in muscle mass and strength in healthy adults. Br J Sports Med. 2018; 52(6): 376-384. doi: 10.1136/bjsports-2017-097608

34. Churchward-Venne TA, Breen L, Di Donato DM, Hector AJ, Mitchell CJ, Moore DR, et al. Leucine supplementation of a lowprotein mixed macronutrient beverage enhances myofibrillar protein synthesis in young men: A double-blind, randomized trial. Am J Clin Nutr. 2014; 99(2): 276-286. doi: 10.3945/ajcn.113.068775

35. Schoenfeld BJ, Aragon AA. How much protein can the body use in a single meal for muscle-building? Implications for daily protein distribution. J Int Soc Sports Nutr. 2018; 15: 10. doi: 10.1186/s12970-018-0215-1

36. Macnaughton LS, Wardle SL, Witard OC, McGlory C, Hamilton DL, Jeromson S, et al. The response of muscle protein synthesis following whole-body resistance exercise is greater following 40 g than 20 g of ingested whey protein. Physiol Rep. 2016; 4(15): e12893. doi: 10.14814/phy2.12893

37. Bouillanne O, Neveux N, Nicolis I, Curis E, Cynober L, Aussel C. Long-lasting improved amino acid bioavailability associated with protein pulse feeding in hospitalized elderly patients: A randomized controlled trial. Nutrition. 2014; 30(5): 544-550. doi: 10.1016/j.nut.2013.10.006

38. Aguiar AF, Grala AP, da Silva RA, Soares-Caldeira LF, Pacagnelli FL, Ribeiro AS, et al. Free leucine supplementation during an 8-week resistance training program does not increase muscle mass and strength in untrained young adult subjects. Amino Acids. 2017; 49(7): 1255-1262. doi: 10.1007/s00726-017-2427-0

39. De Andrade IT, Gualano B, Hevia-Larraín V, Neves-Junior J, Cajueiro M, Jardim F, et al. Leucine supplementation has no further effect on training-induced muscle adaptations. Med Sci Sports Exerc. 2020; 52(8): 1809-1814. doi: 10.1249/MSS.0000000000002307

40. Mobley CB, Mumford PW, McCarthy JJ, Miller ME, Young KC, Martin JS, et al. Whey protein-derived exosomes increase protein synthesis and hypertrophy in C2–C12 myotubes. J Dairy Sci. 2017; 100(1): 48-64. doi: 10.3168/jds.2016-11341

41. Mettler S, Mitchell N, Tipton KD. Increased protein intake reduces lean body mass loss during weight loss in athletes. Med Sci Sports Exerc. 2010; 42(2): 326-337. doi: 10.1249/MSS.0b013e3181b2ef8e

42. Bauer J, Biolo G, Cederholm T, Cesari M, Cruz-Jentoft AJ, Morley JE, et al. Evidence-based recommendations for optimal dietary protein intake in older people: a position paper from the PROT-AGE Study Group. J Am Med Dir Assoc. 2013; 14(8): 542-559. doi: 10.1016/j.jamda.2013.05.021

43. Cereda E, Pisati R, Rondanelli M, Caccialanza R. Whey protein, leucine- and vitamin-D-enriched oral nutritional supplementation for the treatment of sarcopenia. Nutrients. 2022; 14(7): 1524. doi: 10.3390/nu14071524

44. Morley JE, Argiles JM, Evans WJ, Bhasin S, Cella D, Deutz NE, et al. Nutritional recommendations for the management of sarcopenia. J Am Med Dir Assoc. 2010; 11(6): 391-396. doi: 10.1016/j.jamda.2010.04.014

45. Kramer IF, Verdijk LB, Hamer HM, Verlaan S, Luiking YC, Kouw IWK, et al. Both basal and post-prandial muscle protein synthesis rates, following the ingestion of a leucine-enriched whey protein supplement, are not impaired in sarcopenic older males. Clin Nutr. 2017; 36(5): 1440-1449. doi: 10.1016/j.clnu.2016.09.023

46. Komar B, Schwingshackl L, Hoffmann G. Effects of leucine-rich protein supplements on anthropometric parameter and muscle strength in the elderly: A systematic review and metaanalysis. J Nutr Health Aging. 2015; 19(4): 437-446. doi: 10.1007/s12603-014-0559-4

47. Park MK, Lee SJ, Choi E, Lee S, Lee J. The effect of branched chain amino acid supplementation on stroke-related sarcopenia. Front Neurol. 2022; 13: 744945. doi: 10.3389/fneur.2022.744945

48. Katsanos CS, Kobayashi H, Sheffield-Moore M, Aarsland A, Wolfe RR. A high proportion of leucine is required for optimal stimulation of the rate of muscle protein synthesis by essential amino acids in the elderly. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2006; 291(2): E381-E387. doi: 10.1152/ajpendo.00488.2005

49. Wilkinson DJ, Piasecki M, Atherton PJ. The age-related loss of skeletal muscle mass and function: Measurement and physiology of muscle fibre atrophy and muscle fibre loss in humans. Ageing Res Rev. 2018; 47: 123-132. doi: 10.1016/j.arr.2018.07.005

50. Koopman R, Walrand S, Beelen M, Gijsen AP, Kies AK, Boirie Y, et al. Dietary protein digestion and absorption rates and the subsequent postprandial muscle protein synthetic response do not differ between young and elderly men. J Nutr. 2009; 139(9): 1707-1713. doi: 10.3945/jn.109.109173

51. Pennings B, Groen B, de Lange A, Gijsen AP, Zorenc AH, Senden JM, et al. Amino acid absorption and subsequent muscle protein accretion following graded intakes of whey protein in elderly men. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2012; 302(8): E992-E999. doi: 10.1152/ajpendo.00517.2011

52. Symons TB, Sheffield-Moore M, Wolfe RR, PaddonJones D. A moderate serving of high-quality protein maximally stimulates skeletal muscle protein synthesis in young and elderly subjects. J Am Diet Assoc. 2009; 109(9): 1582-1586. doi: 10.1016/j.jada.2009.06.369


Рецензия

Для цитирования:


Курмаев Д.П., Булгакова С.В., Тренева Е.В., Четверикова И.С., Косарева О.В., Шаронова Л.А., Долгих Ю.А. Возможности применения аминокислот с разветвлёнными боковыми цепями (BCAA) для лечения и профилактики саркопении у пациентов пожилого и старческого возраста (обзор литературы). Acta Biomedica Scientifica. 2023;8(3):106-114. https://doi.org/10.29413/ABS.2023-8.3.11

For citation:


Kurmayev D.P., Bulgakova S.V., Treneva E.V., Chetverikova I.S., Kosareva O.V., Sharonova L.A., Dolgikh Yu.A. Possibilities of using branched-chain amino acids for the treatment and prevention of sarcopenia in elderly and old patients (literature review). Acta Biomedica Scientifica. 2023;8(3):106-114. (In Russ.) https://doi.org/10.29413/ABS.2023-8.3.11

Просмотров: 1649


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2541-9420 (Print)
ISSN 2587-9596 (Online)