拡散テンソル磁気共鳴画像法と筋力との関連によって評価されるヒトの骨格筋の微細構造と建築の年齢に関連した変化

拡散テンソル磁気共鳴イメージング（DT-MRI）は、筋肉特性の客観的な尺度を提供し、年齢関連の変化に関する洞察を提供します。dt-mriを、年齢に関連した違いを特徴付け、これらを筋力と比較することを目的として、大規模な健康老化コホートで骨格筋の微細構造とアーキテクチャをプローブしました。94人の参加者（43人の女性、年齢の中央値= 56、範囲= 22-89歳）を募集し、微細構造パラメーターと平均拡散率（MD）を測定しました。長さ、繊維の湾曲、および生理学的断面積（PCSA） - 大腿直筋（RF）および上腕二頭筋ロングス（BFL）。アーキテクチャ測定との比較のために、膝の伸長と屈曲トルクも測定されました。FAとMDは年齢（β= 0.33、P = 0.001、R2 = 0.10;およびβ= -0.36、P <0.001、R2 = 0.12）と関連しており、FAは文献からのI型繊維の割合と負の関連がありました（β= -0.70、p = 0.024、およびr2 = 0.43）。ペンネーション角、繊維湾曲、束の長さ、およびPCSAは、RFの年齢と関連していました（β= -0.22、0.26、-0.23、および-0.31、それぞれ; p <0.05）。年齢（それぞれβ= 0.36および-0.40、P <0.001）に関連付けられています。RFでは、ペンネーション角とPCSAは強度に関連していました（それぞれβ= 0.29および0.46; p <0.01）。BFLでは、PCSAのみが強度に関連していました（β= 0.43; P <0.001）。我々の結果は、微細構造の老化と筋肉質の違いによる骨格筋の建築の変化を示しています。DT-MRIは、サルコペニアの初期段階での筋肉の変化を解明し、機能障害につながる筋肉の年齢に関連する微細構造の変化を防ぐことを目的とした介入のモニタリングに役立つ可能性があります。

Diffusion-tensor magnetic resonance imaging (DT-MRI) offers objective measures of muscle characteristics, providing insights into age-related changes. We used DT-MRI to probe skeletal muscle microstructure and architecture in a large healthy-aging cohort, with the aim of characterizing age-related differences and comparing these to muscle strength. We recruited 94 participants (43 female; median age = 56, range = 22-89 years) and measured microstructure parameters-fractional anisotropy (FA) and mean diffusivity (MD)-in 12 thigh muscles, and architecture parameters-pennation angle, fascicle length, fiber curvature, and physiological cross-sectional area (PCSA)-in the rectus femoris (RF) and biceps femoris longus (BFL). Knee extension and flexion torques were also measured for comparison to architecture measures. FA and MD were associated with age (β = 0.33, p = 0.001, R2  = 0.10; and β = -0.36, p < 0.001, R2  = 0.12), and FA was negatively associated with Type I fiber proportions from the literature (β = -0.70, p = 0.024, and R2  = 0.43). Pennation angle, fiber curvature, fascicle length, and PCSA were associated with age in the RF (β = -0.22, 0.26, -0.23, and -0.31, respectively; p < 0.05), while in the BFL only curvature and fascicle length were associated with age (β = 0.36, and -0.40, respectively; p < 0.001). In the RF, pennation angle and PCSA were associated with strength (β = 0.29, and 0.46, respectively; p < 0.01); in the BFL, only PCSA was associated with strength (β = 0.43; p < 0.001). Our results show skeletal muscle architectural changes with aging and intermuscular differences in the microstructure. DT-MRI may prove useful for elucidating muscle changes in the early stages of sarcopenia and monitoring interventions aimed at preventing age-associated microstructural changes in muscle that lead to functional impairment.