Биохимические маркеры метаболизма скелетных мышц, клиническое значение в онкологии: обзор литературы

Цель исследования – проанализировать современную литературу о подходах к оценке биохимических маркеров метаболизма скелетных мышц, определить перспективные направления исследований в данной области, обозначить возможные терапевтические стратегии.
Материал и методы. Поиск литературы для подготовки обзора осуществлен по базам данных Web of Science, Scopus, Medline, the Cochrane library, РИНЦ, Pubmed. В ходе поиска проанализировано 146 источников, из них в обзор включено 47 публикаций за период 2010–2025 гг.
Результаты. Анализ научной литературы позволил выделить 4 ключевых протеолитических каскада, участвующих в развитии саркопении у онкологических пациентов: убиквитин-протеасомный, аутофагический, кальпаин-зависимый и каспазозависимый. Особое внимание уделено прогностической роли биохимических маркеров, включая экспрессию MuRF1 и Atrogin-1, уровни цитокинов и цистатина С. Обнаружена высокая прогностическая значимость соотношения креатинин/цистатин С в оценке риска токсичности противоопухолевой терапии и смертности. Выявлены перспективные молекулярные мишени для таргетной терапии: AMPK, сигнальные каскады IGF-1/AKT/mTOR и транскрипционный фактор NF-kB.
Заключение. Саркопения при онкологических заболеваниях обусловлена сложными и взаимосвязанными молекулярными механизмами, включающими как деградацию белка, так и нарушение регенерации мышечной ткани. Использование биохимических маркеров и таргетных вмешательств открывает перспективы для персонализированной диагностики и терапии. Необходимы дальнейшие клинические исследования для валидации биомаркеров и оценки эффективности новых терапевтических стратегий, направленных на предотвращение мышечной атрофии у онкологических больных.

1. Lee K., Park S.J., Kim J., Hong S.H., Kim I.H., Lee J., Lee M.A., Shin K., Mun H.S. Skeletal Muscle Density as a Predictor of Prognosis and Physical Reserve in Patients with Cancer of Unknown Primary. J Clin Med. 2025; 14(9): 2947. doi: 10.3390/jcm14092947.

2. Jurdana M., Cemazar M. Sarcopenic obesity in cancer. Radiol Oncol. 2024; 58(1): 1–8. doi: 10.2478/raon-2024-0011.

3. Лядов В.К., Дикова Т.С., Зацепина А.Ю., Иващенко Д.В. Миостеатоз и его влияние на результаты лечения больных с опухолями желудочно-кишечного тракта: систематический обзор и метаанализ. Современная онкология. 2022; 24; (2): 234–41. doi: 10.26442/18151434.2022.2.201710. EDN: NLGDPG.

4. Agca S., Kir S. The role of interleukin-6 family cytokines in cancer cachexia. FEBS Journal. 2024; 291(18): 4009–23. doi: 10.1111/febs.17224.

5. Gagnon B., Murphy J., Simonyan D., Penafuerte C.A., Sirois J., Chasen M., Tremblay M.L. Cancer anorexia-cachexia syndrome is characterized by more than one infammatory pathway. J Cachexia Sarcopenia Muscle. 2024; 15(3): 1041–53. doi: 10.1002/jcsm.13430.

6. Paval D.R., Patton R., McDonald J., Skipworth R.J.E., Gallagher I.J., Laird B.J., Caledonian Cachexia Collaborative. A systematic review examining the relationship between cytokines and cachexia in incurable cancer. J Cachexia Sarcopenia Muscle. 2022; 13(2): 824–38. doi: 10.1002/jcsm.12912.

7. Nishikawa H., Goto M., Fukunishi S., Asai A., Nishiguchi S., Higuchi K. Cancer cachexia: its mechanism and clinical signifcance. Int J Mol Sci. 2021; 22(16): 8491. doi: 10.3390/ijms22168491.

8. Zeng X., Zhao L., Chen Z., Kong L., Chen S. Calpain inhibitors inhibit mitochondrial calpain activity to ameliorate apoptosis of cocultured myoblast. Chin J Physiol. 2022; 65(5): 226–32. doi: 10.4103/0304-4920.359797.

9. Vainshtein A., Sandri M. Signaling pathways that control muscle mass. Int J Mol Sci. 2020; 21(13): 4759. doi: 10.3390/ijms21134759.

10. Baczek J., Silkiewicz M., Wojszel Z.B. Myostatin as a Biomarker of Muscle Wasting and other Pathologies-State of the Art and Knowledge Gaps. Nutrients. 2020; 12(8): 2401. doi: 10.3390/nu12082401.

11. Адамова И.Г., Тараки Б.М., Ибрагимова Г.М., Федоров И.Г., Мануйлова О.О., Пшенникова И.Г., Ильченко Л.Ю., Никитин И.Г. Фенотипические особенности саркопении при жировой болезни печени. Эффективная фармакотерапия. 2024; 20(18): 86–92. doi: 10.33978/2307-3586-2024-20-18-86-92. EDN: EBRXGD.

12. Vanhorebeek I., Casaer M.P., Gunst J. Nutrition and autophagy defciency in critical illness. Curr Opin Crit Care. 2023; 29(4): 306–14. doi: 10.1097/MCC.0000000000001056.

13. Sebastián D., Beltrà M., Irazoki A., Sala D., Aparicio P., Aris C., Alibakhshi E., Rubio-Valera M., Palacín M., Castellanos J., Lores L., Zorzano A. TP53INP2-dependent activation of muscle autophagy ameliorates sarcopenia and promotes healthy aging. Autophagy. 2024; 20(8): 1815–24. doi: 10.1080/15548627.2024.2333717.

14. Vanhorebeek I., Gunst J., Derde S., Derese I., Boussemaere M., Güiza F., Martinet W., Timmermans J.P., D’Hoore A., Wouters P.J, van den Berghe G. Insufcient activation of autophagy allows cellular damage to accumulate in critically ill patients. J Clin Endocrinol Metab. 2011; 96(4): 633–45. doi: 10.1210/jc.2010-2563.

15. Feng Y., He D., Yao Z., Klionsky D.J. The machinery of macroautophagy. Cell Research. 2014; 24(1): 24–41. doi: 10.1038/cr.2013.168.

16. Dooley H.C., Razi M., Polson H.E.J., Girardin S.E., Wilson M.I., Tooze S.A. WIPI2 links LC3 conjugation with PI3P, autophagosome formation, and pathogen clearance by recruiting Atg12-5-16L1. Mol Cell. 2014; 55(2): 238–52. doi: 10.1016/j.molcel.2014.05.021.

17. Jung C.Y., Kim H.W., Han S.H., Yoo T.H., Kang S.W., Park J.T. Creatinine-cystatin C ratio and mortality in cancer patients: a retrospective cohort study. J Cachexia Sarcopenia Muscle. 2022; 13(4): 2064–72. doi: 10.1002/jcsm.13006.

18. Gao S., Xie H., Wei L., Liu M., Liang Y., Wang Q., Tang S., Gan J. Serum creatinine/cystatin C ratio as a prognostic indicator for patients with colorectal cancer. Front Oncol. 2023; 13: 1155520. doi: 10.3389/fonc.2023.1155520.

19. Sun J., Yang H., Cai W., Zheng J., Shen N., Yang X., Pan B., Zhang W., Chen X., Shen X. Serum creatinine/cystatin C ratio as a surrogate marker for sarcopenia in patients with gastric cancer. BMC Gastroenterol. 2022; 22(1): 26. doi: 10.1186/s12876-022-02093-4.

20. Cuciureanu D., Filip P.V., Pop C.S., Diaconu S.L. A short history of sarcopenia and frailty and their impact on advanced chronic liver disease. J Med Life. 2024; 17(7): 660–64. doi: 10.25122/jml-2024-0304.

21. Cruz-Jentoft A.J., Baeyens J.P., Bauer J.M., Boirie Y., Cederholm T., Landi F., Martin F.C., Michel J.P., Rolland Y., Schneider S.M., Topinková E., Vandewoude M., Zamboni M., European Working Group on Sarcopenia in Older People. Sarcopenia: European consensus on defnition and diagnosis: Report of the European Working Group on Sarcopenia in Older People. Age Ageing. 2010; 39(4): 412–23. doi: 10.1093/ageing/afq034.

22. Najm A., Niculescu A.G., Grumezescu A.M., Beuran M. Emerging Therapeutic Strategies in Sarcopenia: An Updated Review on Pathogenesis and Treatment Advances. Int J Mol Sci. 2024; 25(8): 4300. doi: 10.3390/ijms25084300.

23. Cederholm T., Barazzoni R., Austin P., Ballmer P., Biolo G., Bischoff S.C., Compher C., Correia I., Higashiguchi T., Holst M., Jensen G.L., Malone A., Muscaritoli M., Nyulasi I., Pirlich M., Rothenberg E., Schindler K., Schneider S.M., de van der Schueren M.A., Sieber C., Valentini L., Yu J.C., Van Gossum A., Singer P. ESPEN guidelines on defnitions and terminology of clinical nutrition. Clin Nutr. 2017; 36(1): 49–64. doi: 10.1016/j.clnu.2016.09.004.

24. Cederholm T., Jensen G.L., Correia M.I.T.D., Gonzalez M.C., Fukushima R., Higashiguchi T., Baptista G., Barazzoni R., Blaauw R., Coats A., Crivelli A., Evans D.C., Gramlich L., Fuchs-Tarlovsky V., Keller H., Llido L., Malone A., Mogensen K.M., Morley J.E., Muscaritoli M., Nyulasi I., Pirlich M., Pisprasert V., de van der Schueren M.A.E., Siltharm S., Singer P., Tappenden K., Velasco N., Waitzberg D., Yamwong P., Yu J., Van Gossum A., Compher C. GLIM Core Leadership Committee; GLIM Working Group. GLIM criteria for the diagnosis of malnutrition – A consensus report from the global clinical nutrition community. Clin Nutr. 2019; 38(1): 1–9. doi: 10.1016/j.clnu.2018.08.002.

25. Хорошилов И.Е. Кахексия и саркопения у онкологических пациентов: диагностика и тактика лечения. Клиническое питание и метаболизм. 2020; 1(1): 36–46. doi: 10.36425/clinnutrit20650. EDN: DKQKLF.

26. Valenzuela C.A., Ponce C., Zuloaga R., González P., AvendañoHerrera R., Valdés J.A., Molina A. Efects of crowding on the three main proteolytic mechanisms of skeletal muscle in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). BMC Vet Res. 2020; 16(1): 294. doi: 10.1186/s12917-020-02518-w.

27. Jiao J., Demontis F. Skeletal muscle autophagy and its role in sarcopenia and organismal aging. Curr Opin Pharmacol. 2017; 34: 1–6. doi: 10.1016/j.coph.2017.03.009.

28. Lee D.E., Bareja A., Bartlett D.B., White J.P. Autophagy as a therapeutic target to enhance aged muscle regeneration. Cells. 2019; 8(2): 183. doi: 10.3390/cells8020183.

29. Kirkin V. History of the Selective Autophagy Research: How Did It Begin and Where Does It Stand Today? J Mol Biol. 2020; 432(1): 3–27. doi: 10.1016/j.jmb.2019.05.010.

30. Zhang J. Teaching the basics of autophagy and mitophagy to redox biologists – mechanisms and experimental approaches. Redox Biol. 2015; 4: 242–59. doi: 10.1016/j.redox.2015.01.003.

31. Mostowy S. Multiple roles of the cytoskeleton in bacterial autophagy. PLoS Pathog. 2014; 10(11): e1004409. doi: 10.1371/journal.ppat.1004409.

32. Gopal Krishnan P.D., Lee W.X., Goh K.Y., Choy S.M., Turqueza L.R.R., Lim Z.H., Tang H.W. Transcriptional regulation of autophagy in skeletal muscle stem cells. Dis Model Mech. 2025; 18(2): DMM052007. doi: 10.1242/dmm.052007.

33. Sirago G., Picca A., Calvani R., Coelho-Júnior H.J., Marzetti E. Mammalian Target of Rapamycin (mTOR) Signaling at the Crossroad of Muscle Fiber Fate in Sarcopenia. Int J Mol Sci. 2022; 23(22): 13823. doi: 10.3390/ijms232213823.

34. Kuno A., Hosoda R., Sebori R., Hayashi T., Sakuragi H., Tanabe M., Horio Y. Resveratrol Ameliorates Mitophagy Disturbance and Improves Cardiac Pathophysiology of Dystrophin-defcient mdx Mice. Sci Rep. 2018; 8(1): 15555. doi: 10.1038/s41598-018-33930-w.

35. Mariean C.R., Tiucă O.M., Mariean A., Cotoi O.S. Cancer Cachexia: New Insights and Future Directions. Cancers (Basel). 2023; 15(23): 5590. doi: 10.3390/cancers15235590.

36. Madeddu C., Sanna E., Gramignano G., Tanca L., Cherchi M.C., Mola B., Petrillo M., Macciò A. Correlation of Leptin, Proinfammatory Cytokines and Oxidative Stress with Tumor Size and Disease Stage of Endometrioid (Type I) Endometrial Cancer and Review of the Underlying Mechanisms. Cancers (Basel). 2022; 14(2): 268. doi: 10.3390/cancers14020268.

37. Vita E., Stefani A., Piro G., Mastrantoni L., Cintoni M., Cicchetti G., Sparagna I., Monaca F., Horn G., Russo J., Barone D., Di Salvatore M., Trisolini R., Lococo F., Mazzarella C., Cancellieri A., Carbone C., Larici A.R., Mele M.C., Pilotto S., Milella M., Tortora G., Bria E. Leptin-mediated meta-infammation may provide survival beneft in patients receiving maintenance immunotherapy for extensive-stage small cell lung cancer (ES-SCLC). Cancer Immunol Immunother. 2023; 72(11): 3803–12. doi: 10.1007/s00262-023-03533-0.

38. Ma Y., Yan Q., Wang P., Guo W., Yu L. Therapeutic potential of ghrelin/GOAT/GHSR system in gastrointestinal disorders. Front Nutr. 2024; 11: 1422431. doi: 10.3389/fnut.2024.1422431.

39. Fang R., Yan L., Liao Z. Abnormal lipid metabolism in cancerassociated cachexia and potential therapy strategy. Front Oncol. 2023; 13: 1123567. doi: 10.3389/fonc.2023.1123567.

40. Wang Y., Dong Z., An Z., Jin W. Cancer cachexia: Focus on cachexia factors and inter-organ communication. Chin Med J (Engl). 2024; 137(1): 44–62. doi: 10.1097/CM9.0000000000002846.

41. Soria Rivas A., Escobar Álvarez Y., Blasco Cordellat A., Majem Tarruella M., Molina Mata K., Motilla de la Cámara M., Del Mar Muñoz Sánchez M., Zafra Poves M., Beato Zambrano C., Cabezón Gutierrez L. SEOM clinical guidelines for cancer anorexia-cachexia syndrome (2023). Clin Transl Oncol. 2024; 26(11): 2866–76. doi: 10.1007/s12094-024-03502-8.

42. Metwally E., Al-Abbadi H.A., Hussain T., Murtaza G., Abdellatif A.M., Ahmed M.F. Calpain signaling: from biology to therapeutic opportunities in neurodegenerative disorders. Front Vet Sci. 2023; 10: 1235163. doi: 10.3389/fvets.2023.1235163.

43. Smith I.J., Dodd S.L. Calpain activation causes a proteasomedependent increase in protein degradation and inhibits the Akt signalling pathway in rat diaphragm muscle. Exp Physio. 2007; 92(3): 561–73. doi: 10.1113/expphysiol.2006.035790.

44. Hamilton G., Colbert J.D., Schuettelkopf A.W., Watts C. Cystatin F is a cathepsin C-directed protease inhibitor regulated by proteolysis. EMBO J. 2008; 27(3): 499–508. doi: 10.1038/SJ.EMBOJ.7601979.

45. Bodnar L., Wcislo G.B., Smoter M., Gasowska-Bodnar A., Stec R., Synowiec A., Szczylik C. Cystatin C as a parameter of glomerular fltration rate in patients with ovarian cancer. Kidney Blood Press Res. 2010; 33(5): 360–67. doi: 10.1159/000319097.

46. Suzuki K., Furuse H., Tsuda T., Masaki Y, Okazawa S., Kambara K., Inomata M., Miwa T., Matsui S., Kashii T., Taniguchi H., Hayashi R., Tobe K. Utility of creatinine/cystatin C ratio as a predictive marker for adverse efects of chemotherapy in lung cancer: A retrospective study. J Int Med Res. 2015; 43(4): 573–82. doi: 10.1177/0300060515579116.

47. Wilcox S.H, Calixto J., Dray S.D., Rasch D.M., Smith A.H., Brodowski K.D., Hill J.T., Thomson D.M. Chronic treatment of old mice with AICAR reverses age-related changes in exercise performance and skeletal muscle gene expression. FASEB Bioadv. 2025; 7(3): e1491. doi: 10.1096/fba.2024-00252.