Calcium-lek in spiercellen versnelt spierafbraak op leeftijd

In jonge spiercellen verloopt alles geordend. Calcium-ionen vertellen de spier wanneer hij moet samentrekken. Een regeleiwit, CaMKII genaamd, stuurt dat proces aan. Bij jonge mensen werkt dit systeem goed samen met de mitochondriën, de energiefabrieken van de cel. Maar met de jaren gaat het mis.

Calcium lekt weg uit de compartimenten waar het hoort, de mitochondriën raken ontkoppeld van het calciumproces, en CaMKII blijft continu actief in plaats van alleen als dat nodig is. Onderzoekers testten dit bij muizen van 3,7 maanden oud en vergeleken die met uitzonderlijk oude muizen van 33 maanden. De onderzoekers vonden significant kleinere spieren bij de oude muizen, samen met meer CaMKII-activiteit in rusttoestand.

Kunstmatige activering toont het mechanisme

Om te bewijzen dat constante CaMKII-activiteit de oorzaak is, ontwikkelden de onderzoekers een viraal deeltje (adeno-geassocieerd virus, of AAV) dat CaMKII permanent actief maakte in één specifieke spier per muis. De andere spier diende als controle. Binnen twee maanden was de behandelde spier kleiner én zwakker, gram voor gram, dan de onbehandelde spier in hetzelfde dier.

Na negen maanden was het spierverlies nog uitgesproken groter. De mitochondriën waren niet minder talrijk, maar wel slechter georganiseerd. Een deel van het spierverlies bleek gedreven door ontsteking: toen de onderzoekers het ontstekingssignaal NF-κB blokkeerden, bleef de spier op kracht, maar verloor hij nog steeds massa. Er spelen dus meerdere mechanismen tegelijk.

Wat betekent dit voor het begrijpen van spierverlies?

Dit onderzoek is een dierstudie. De bevindingen zijn nog niet bij mensen bevestigd. Toch biedt het een concreet aanknopingspunt: als CaMKII-ontregeling en calcium-lek spierverlies met de leeftijd aandrijven, zijn dit potentiële doelwitten voor toekomstige behandelingen. De onderzoekers wijzen er zelf op dat de gebruikte biomarker voor CaMKII-activiteit niet in alle spiertypen even betrouwbaar is, en dat CaMKII op veel andere manieren gewijzigd kan worden. Voorzichtigheid bij de interpretatie is dus op zijn plaats.

Voor een longevity-perspectief is het interessant dat spierverlies op leeftijd (sarcopenie) samenhangt met een verhoogd risico op vallen, invaliditeit en vroegtijdig overlijden. Een beter begrip van de onderliggende celbiologie is een stap in de richting van effectievere aanpakken.

Lees het originele artikel