A szarkopénia az öregedéssel járó izomtömeg- és izomerővesztés, ami az elöregedő társadalom életminőségét negatívan befolyásoló, fizikai teljesítményt és napi aktivitást erősen korlátozó betegsége. Az izmokat érintő elváltozások esélye nőhet az esszenciális nyomelem szelén hiányában, ami izomfájdalmat, fáradékonyságot és gyengeséget is okozhat. Hasonló negatív következményei lehetnek izomspecifikus fehérjék hiányának is már fiatal és öregkorban is. Vizsgálatainkban kimutattuk, hogy az önkéntes futás mértéke, a maximális rángás és tetanuszos erő, valamint az izmok belső raktáraiból felszabadult Ca2+ mennyisége csökkent, míg a reaktív oxigén gyökök termelése megnőtt az idős egerek esetén a fiatal állatokhoz képest. Ezek a változások a kalciumcsatorna RyR1 és a Selenoprotein N tartalom csökkenésével és a RyR1 degradációjának növekedésével jártak együtt. Mind az egész életen át tartó edzés, mind a rövid távú szelén étrend kiegészítés képes volt kompenzálni az izomerő és az SR-ből történő Ca2+ felszabadulás csökkenését idős egerekben. Viszont a fiatal korban megjelenő izomtömeg növekedés erre nem volt képes, amit miosztatin hiányos egereken végzett kísérleteink bizonyítottak. A szelén étrend-kiegészítés szignifikánsan növelte a Selenoprotein N szintjét az öreg egerekben és megmutattuk, hogy izmokra kifejtett jótékony hatása RyR1-független útvonalon keresztül valósul meg. Megvizsgáltuk az SR normális elhelyezkedéséért felelős sAnk1-hiányos egerekben az SR kalcium tartalmát, ami jelentősen lecsökkent a fiatal és idős sAnk1 KO állatokban, míg a járulékos strukturális módosulások csak az öregedés során jelentek meg. Bebizonyítottuk, hogy az sAnk1 hiánya az intracelluláris Ca2+- homeosztázist is befolyásolja. Míg a nyugalmi citoszolikus Ca2+-szint nem változott a sAnk1 KO egerekből származó rostokban, a depolarizáló pulzusokkal kiváltott Ca2+-tranziensek amplitúdója lecsökkent bennük a feszültségfüggésük megváltozása nélkül. Továbbá a szaponinnal permeabilizált rostokon végzett spontán Ca2+- felszabadulási események (spark-ok) elemzése azt mutatta, hogy a spark-ok gyakorisága szignifikánsan alacsonyabb volt a fiatal és idős KO egerek esetén is, a kontrollhoz viszonyítva. Ezenkívül, a spark-ok amplitúdója és térbeli kiterjedése, és így a felszabaduló kalcium mennyisége is szignifikánsan kisebb volt a KO állatokban. Összefoglalásképpen elmondhatjuk, hogy eredményeink alapján a mérsékelt edzésnek és a szelén étrend kiegészítésnek jótékony hatása van az SR-ből történő kalcium felszabadulásra és az izomerőre öreg korban, míg a megnövekedett izomtömeg nem javítja a fizikai teljesítményt az öregedés során. Továbbá a sAnk1 hiánya nem csak az SR struktúrájára van negatív hatással, hanem annak csökkent Ca2+-raktározási kapacitását is okozza, ami végül kisebb Ca2+- felszabadulást és következményesen gyengébb izomerőt eredményez. Eredményeink az időskori szarkopénia és genetikai eredetű izombetegségek új terápiás lehetőségei előtt nyithatnak utat.

Sarcopenia, aging-related loss of muscle mass and muscle strength, is a disease that negatively affects the quality of life of an aging society and severely limits physical performance and daily activity. The absence of the essential trace element selenium may increase the chances of muscle damage, which can also cause muscle pain, fatigue and weakness. Lack of musclespecific proteins can have similar negative consequences in young and old age. In our studies, the rate of voluntary running, maximal twitching and tetanus force, and the amount of Ca2+ released were shown from the internal stores of muscles decreased, while the production of reactive oxygen radicals increased in elderly mice compared to young animals. These changes were associated with decreased calcium channel RyR1 and Selenoprotein N content and increased RyR1 degradation. Both lifelong exercise and short-term selenium dietary supplementation were able to compensate for the decrease in muscle strength and Ca2+ release from SR in elderly mice. However, the increase in muscle mass at a young age was not able to do so, as demonstrated by our experiments in myostatin-deficient mice. Selenium supplementation significantly increased Selenoprotein N levels in old mice and we have shown that its beneficial effect on muscles is mediated through a RyR1 independent pathway. The calcium content of SR was examined in sAnk1-deficient mice responsible for the normal location of SR, which was significantly decreased in young and old sAnk1 KO animals, whereas additional structural changes appeared only during aging. The absence of sAnk1 also affects intracellular Ca2+ homeostasis. While resting cytosolic Ca2+ levels did not change in fibers from sAnk1 KO mice, the amplitude of Ca2 + transients induced by depolarizing pulses decreased in them without changing their voltage dependence. Furthermore, analysis of spontaneous Ca2+ release events (sparks) on saponin-permeabilized fibers showed that the frequency of sparks was also significantly lower in young and elderly KO mice compared with the control. In addition, the amplitude and spatial extent of the sparks, and thus the amount of calcium released, were also significantly lower in KO animals. In summary, our results suggest that moderate exercise and selenium dietary supplementation have a beneficial effect on calcium release from SR and muscle strength in old age, while increased muscle mass does not improve physical performance during aging. Furthermore, the lack of sAnk1 not only as a negative effect on the structure of SR, but also causes its decreased Ca2+ storage capacity, which ultimately results in lower Ca2+ release and consequently weaker muscle strength. Our results may show the way for new therapeutic options for sarcopenia and genetic muscle diseases in old age.