L'invecchiamento è caratterizzato da un declino del controllo neuromuscolare e da una progressiva perdita di massa, forza e potenza muscolare, che porta a una ridotta mobilità, perdita di indipendenza, un più elevato tasso di ospedalizzazione e un aumento della mortalità. Diversi studi suggeriscono un decadimento non lineare di questi cambiamenti legati all'età. I processi di denervazione-reinnervazione, che portano alla sopravvivenza di un numero minore di unità motorie ma di dimensioni maggiori in età avanzata, iniziano già tra i 50 e i 60 anni e possono essere amplificati negli anziani (oltre i 75 anni).Dopo i 50 anni, la riduzione di forza/potenza muscolare è accelerata e più rapida della perdita media di massa muscolare. La maggior parte delle osservazioni proviene da studi trasversali e diversi fattori confondenti associati all'invecchiamento secondario, come i livelli di attività fisica, possono contribuire (o compensare) le riduzioni osservate della funzione neuromuscolare legate all'età. Rispetto ai disegni trasversali, quelli prospettici presentano il vantaggio di poter indagare i meccanismi fondamentali escludendo la variabilità intersoggetto. In questo progetto si caratterizzano i cambiamenti longitudinali legati all'età nella funzione motoria, nella prestazione fisica e nel metabolismo aerobico muscolare con un approccio integrato. Il nostro obiettivo è combinare metodi classici di valutazione in vivo ed ex vivo della funzione neuromuscolare con approcci innovativi per la valutazione dei cambiamenti e delle interazioni tra variabili neurali, strutturali e metaboliche in due fasi critiche dell'invecchiamento: 55-60 anni e 75-80 anni. Descriveremo l'andamento temporale a 2 anni di 1) meccanismi che compromettono la funzione neuromuscolare (processi di denervazione-reinnervazione); 2) interazioni tra cambiamenti strutturali muscolari e compromissioni neurali/metaboliche; 3) cambiamenti funzionali e metabolici che si verificano a livello di muscolo intero e di singole fibre. I risultati amplieranno l'attuale comprensione dei determinanti fisiologici delle alterazioni neuromuscolari nell'invecchiamento, identificando il decorso e la velocità di variazione di specifici fattori che mediano la perdita funzionale e la disabilità negli anziani.

L'intolleranza all'esercizio fisico, definita come l'incapacità di produrre/mantenere una forza o potenza muscolare adeguata per svolgere un compito commisurato alle esigenze della vita quotidiana, rappresenta uno dei tratti clinici distintivi dell'invecchiamento, così come di molte malattie croniche. Di conseguenza, metodi e strumenti non invasivi in grado di identificare e quantificare oggettivamente i deficit metabolici e funzionali del metabolismo ossidativo muscolare, in soggetti sani e pazienti, sono diventati essenziali. In questo ambito, il nostro gruppo è responsabile dello sviluppo di tecnologie ottiche innovative per la determinazione del metabolismo ossidativo muscolare. Le tecniche sviluppate sono: 1) spettroscopia nel vicino infrarosso nel dominio del tempo (TD NIRS) per la determinazione della concentrazione di ossi-, deossi- e emoglobina totale muscolare e della saturazione di ossigeno muscolare; 2) spettroscopia a correlazione diffusa (DCS), per la determinazione del flusso ematico muscolare. Entrambe le tecniche, integrate tra loro, sono non-invasive e si possono applicare durante il rest o il movimento.