研究人員解開了肌肉衰老之謎,。到目前為止,，唯一可靠的治療方法是運(yùn)動。

牛逼??！你已經(jīng)超過30歲，進(jìn)入了而立之年,。不過卻要告訴你一些壞消息,，你已經(jīng)開始失去減少肌肉了。而且更糟的是60歲以上的成年人中有多達(dá)四分之一,，80歲以上的成年人中,，有一半的人手臂和腿部比年輕時更瘦。

1988年,，塔夫茨大學(xué)的歐文·羅森伯格創(chuàng)造希臘根術(shù)語“少肌癥”來形容這個年齡相關(guān)的缺乏（減少癥肉（中）扎爾克斯）,。肌肉衰老可能有幾個潛在因素，包括肌肉干細(xì)胞數(shù)量減少,，線粒體功能障礙,，蛋白質(zhì)質(zhì)量和形成數(shù)量下降，以及荷爾蒙放松管制,。肌肉質(zhì)量的減少與肌肉無力相關(guān),，并且可能之前肌肉無力,，這可能使許多老年人難以進(jìn)行日常活動,，例如爬樓梯甚至從椅子上爬起來,。這可能導(dǎo)致不活動，這本身會導(dǎo)致任何年齡段的肌肉損失,。因此,，老年人可以進(jìn)入惡性循環(huán),，最終導(dǎo)致跌倒,，失去獨(dú)立，甚至過早死亡的風(fēng)險增加,。

好消息是,，運(yùn)動可以避免甚至逆轉(zhuǎn)肌肉損失和虛弱。最近的研究表明,，身體活動可以促進(jìn)線粒體健康,，增加蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn)，并恢復(fù)參與肌肉功能的信號分子水平,。但是,，雖然科學(xué)家們已經(jīng)了解了很多關(guān)于衰老的問題，并且知道運(yùn)動可以減緩不可避免的事情,，但這種關(guān)系的細(xì)節(jié)才剛剛開始成為焦點,。

體骨骼肌?密歇根大學(xué)里奇

肌肉干細(xì)胞的作用

骨骼肌由在胚胎和胎兒發(fā)育期間和出生后由肌肉前體細(xì)胞或成肌細(xì)胞融合形成的多核纖維組成，直到組織達(dá)到其成人大小,。成熟的纖維是有絲分裂后的,，意味著它們不再分裂。結(jié)果,，在成年期,，只有肌肉干細(xì)胞的存在才能使肌肉生長和修復(fù)成為可能。

1961年,，洛克菲勒大學(xué)生物物理學(xué)家Alexander Mauro利用電子顯微鏡首次描述了肌肉干細(xì)胞,，稱其為“衛(wèi)星細(xì)胞”，因為它們位于肌纖維的外圍,。¹隨后,，研究人員證明衛(wèi)星細(xì)胞是唯一能夠修復(fù)肌肉的細(xì)胞 - 這解釋了為什么老年人肌肉損傷的恢復(fù)緩慢且往往不完整：衛(wèi)星細(xì)胞的數(shù)量從年輕成人肌肉細(xì)胞核的8％下降在大約70至75歲之后僅為0.8％。

當(dāng)然,，衛(wèi)星細(xì)胞分裂和修復(fù)能力的下降也可能是罪魁禍?zhǔn)?，但研究并不支持這一觀點。在1989年進(jìn)行的開創(chuàng)性研究中,，密歇根大學(xué)的生物學(xué)家Bruce Carlson和John Faulkner表示,，從2歲大鼠中分離出的肌肉在接種到2至3個月大的大鼠時修復(fù)得更快更好,。² 最近，我們從年輕人和老年人身上分離出這些細(xì)胞,，并驚訝地發(fā)現(xiàn)老年人類衛(wèi)星細(xì)胞在培養(yǎng)中以及年輕受試者中生長,。³

然而，我們檢查的老年人類衛(wèi)星細(xì)胞的表觀遺傳指紋發(fā)生了顯著變化,，許多基因通過DNA甲基化被抑制,。已知一種稱為sprouty 1的基因是細(xì)胞靜止的重要調(diào)節(jié)因子。減少的 萌芽1表達(dá)可以限制衛(wèi)星細(xì)胞的自我更新,，并且可以部分解釋在衰老過程中人體肌肉中觀察到的衛(wèi)星細(xì)胞數(shù)量的逐漸下降,。實際上，刺激sprouty 1表達(dá)可防止與年齡相關(guān)的衛(wèi)星細(xì)胞損失,，并抵消小鼠神經(jīng)肌肉接頭的年齡相關(guān)性退化,。⁴ 

線粒體貢獻(xiàn)者

其他可能是肌肉衰老的罪魁禍?zhǔn)资蔷€粒體，即肌肉的強(qiáng)大動力,。為了有效地工作,，骨骼肌需要足夠數(shù)量的全功能線粒體。這些細(xì)胞器代表人體肌纖維體積的約5％至12％,，這取決于活動和肌肉專長（快速抽搐與慢抽搐）,。研究表明，線粒體形態(tài),，數(shù)量和功能的異常與老年人觀察到的肌肉質(zhì)量減少密切相關(guān),。

2013年，諾華公司的David Glass及其同事發(fā)現(xiàn)線粒體代謝途徑的標(biāo)志物隨著老年大鼠的顯著下調(diào),，這與肌肉減少癥的發(fā)病有關(guān),。⁵盡管發(fā)現(xiàn)僅僅是相關(guān)，定時和線粒體基因表達(dá)的下降之間近乎完美的關(guān)系和少肌癥的發(fā)作提供了強(qiáng)有力的證據(jù)表明,，線粒體功能障礙可能是驅(qū)動肌肉減少癥,。調(diào)節(jié)線粒體裂變和維持線粒體體積和功能的融合過程的基因表達(dá)和蛋白質(zhì)的產(chǎn)生也下降，這表明線粒體動力學(xué)在肌肉衰老過程中也受到干擾,。

與肌肉干細(xì)胞衰退一樣,，線粒體健康狀況不佳的根本原因可能是基因調(diào)控。2016年,，來自雀巢健康科學(xué)研究所和英國曼徹斯特城市大學(xué)的AlicePannérec及其同事檢查了大鼠和人體肌肉的轉(zhuǎn)錄組,，發(fā)現(xiàn)兩種物種對肌肉減少癥的易感性與線粒體過程中涉及的基因網(wǎng)絡(luò)失調(diào)密切相關(guān)。 ,，細(xì)胞外基質(zhì)的調(diào)節(jié)和纖維化,，由細(xì)胞外基質(zhì)蛋白的積累引起的肌肉中過量結(jié)締組織的形成。⁶

蛋白質(zhì)質(zhì)量控制

即使他們吃大量的蛋白質(zhì)，老年人通常也不能保持肌肉質(zhì)量,，可能是因為他們的身體不能足夠快地將蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為肌肉,，以跟上組織破裂的自然速度。此外,，老年人的肌肉經(jīng)歷較低水平的自噬,，這是一種在健康狀態(tài)下回收使用和損壞的蛋白質(zhì)，細(xì)胞器和其他細(xì)胞結(jié)構(gòu)的過程,。這可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)產(chǎn)生和降解之間的不平衡,，這可能與肌肉老化有關(guān)。

請參閱“ 吃自己的生活：自噬在健康和疾病中的作用 ”

還有其他方法減少自噬可能導(dǎo)致肌肉衰老和衰老期間的肌肉無力,。為了保持肌肉力量,，肌肉細(xì)胞必須擺脫隨時間累積的細(xì)胞內(nèi)垃圾。在肌肉細(xì)胞的情況下,，這種垃圾包括舊的細(xì)胞器,，如線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng),，受損蛋白質(zhì)團(tuán)塊和自由基,，所有這些都會隨著時間的推移而變成細(xì)胞毒性。通過回收線粒體,，肌肉纖維可以促進(jìn)能量產(chǎn)生并保持肌肉功能,。如果肌肉纖維未能清除這些潛在危險的實體，它們將變得更小和更弱,。果然,，在Marco Sandri的一項研究中在意大利帕多瓦大學(xué)的小組，其骨骼肌缺乏控制自噬的主要基因之一,，Atg7,，具有嚴(yán)重的肌肉損失和年齡依賴性肌肉無力。⁷

血液信號

2005年,，斯坦福大學(xué)干細(xì)胞生物學(xué)家托馬斯·蘭多 及其同事將年輕和老鼠的血液循環(huán)結(jié)合起來,，發(fā)現(xiàn)年輕小鼠血液中的因子能夠恢復(fù)老年小鼠的肌肉修復(fù)。現(xiàn)在眾所周知,，循環(huán)激素和生長因子的水平隨著年齡的增長而急劇下降,，這對肌肉衰老有影響。實際上,，激素替代療法可以有效地逆轉(zhuǎn)肌肉老化,，部分是通過激活參與蛋白質(zhì)合成的途徑。

參見“ 老年人如何重獲青春 ”

肌肉衰老如何：肌肉減少癥,，隨著年齡的增長肌肉質(zhì)量的減少,，可以早在30歲開始，并影響大部分老年人。幸運(yùn)的是,，運(yùn)動可以對抗肌肉衰老,，可能是通過逆轉(zhuǎn)這種衰退根源的許多與年齡相關(guān)的生理變化。查看完整信息圖：

而且,，肌肉本身是一種分泌性內(nèi)分泌器官,。當(dāng)肌肉收縮流入血液時產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，無論是自身還是包裹在膜結(jié)合的囊泡中,，保護(hù)它們免受循環(huán)酶的降解,。丹麥炎癥和代謝中心和體育活動研究中心的Bente Pedersen是第一個使用術(shù)語肌球蛋白來描述這些蛋白質(zhì)的人。分泌的肌細(xì)胞因子可以局部作用于肌細(xì)胞或其他類型的細(xì)胞,，如成纖維細(xì)胞和炎癥細(xì)胞,，以協(xié)調(diào)肌肉生理和修復(fù)，或者它們可以在遠(yuǎn)端器官（如大腦）中起作用,。

盡管已經(jīng)在培養(yǎng)物中鑒定了這些肌細(xì)胞中的一些,，但人類肌肉纖維分泌多達(dá)965種不同的蛋白質(zhì) - 研究人員才剛剛開始了解它們在肌肉衰老中的作用。第一個被鑒定的肌細(xì)胞因子白細(xì)胞介素-6（IL-6）通過降低肌肉環(huán)境中炎性細(xì)胞因子的水平參與肌肉維持,，同時增加胰島素刺激的葡萄糖攝取和脂肪酸氧化,。循環(huán)水平高的IL-6老年人更容易發(fā)生肌肉減少癥。另一種肌球蛋白,，胰島素樣生長因子1（IGF-1）,，可以引發(fā)肌纖維腫脹，包括運(yùn)動后,。IGF-1水平隨著年齡的增長而降低,，IGF-1結(jié)合的細(xì)胞表面受體的水平也是如此，過表達(dá)IGF-1的小鼠對年齡相關(guān)的肌肉減少癥具有抗性,。
來自法國INSERM-圖盧茲大學(xué)代謝與心血管疾病研究所的Nathalie Viguerie及其同事最近發(fā)現(xiàn)了一種新的肌球蛋白,，他們稱之為apelin。⁸研究人員已經(jīng)證明,，這種肽可以糾正許多在老化肌肉放松管制的途徑,。當(dāng)注射到老鼠體內(nèi)時，apelin促進(jìn)新線粒體的形成,，刺激蛋白質(zhì)合成,，自噬和其他關(guān)鍵代謝途徑，并通過增加衛(wèi)星細(xì)胞的數(shù)量和功能來增強(qiáng)衰老肌肉的再生能力,。與IGF-1一樣,，人體衰老過程中循環(huán)apelin的水平下降，這表明將apelin水平恢復(fù)到年輕成人的水平可能會改善肌肉減少癥,。

鍛煉以對抗肌肉衰老

雖然肌肉損失的原因很多且很復(fù)雜,，但現(xiàn)在有大量證據(jù)表明運(yùn)動可以預(yù)防或逆轉(zhuǎn)這些與年齡相關(guān)的許多變化，而不活動會加速肌肉衰老。例如,，今年早些時候,，伯明翰大學(xué)的 Janet Lord和倫敦國王學(xué)院的Steven Harridge檢查了125名男性和女性業(yè)余自行車運(yùn)動員的肌肉，并證明一生的常規(guī)運(yùn)動可以減緩肌肉老化：沒有損失那些年齡較大且經(jīng)常鍛煉的人的肌肉質(zhì)量或肌肉力量,。更令人驚訝的是,，免疫系統(tǒng)也沒有老化。⁹

運(yùn)動對肌肉健康的影響可能通過與年齡相關(guān)的肌肉損失和虛弱的機(jī)制起作用,。例如,，通過鍛煉可以增加衛(wèi)星細(xì)胞的數(shù)量，并且活躍的老年人比久坐不動的人擁有更多的這些細(xì)胞,。這就是為什么髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)手術(shù)前的運(yùn)動可以加速老年人的康復(fù),。

身體活動也會影響肌肉的線粒體。缺乏運(yùn)動會降低骨骼肌中線粒體的效率和數(shù)量,，而運(yùn)動會促進(jìn)線粒體健康,。去年，帕多瓦大學(xué)桑德里實驗室的Caterina Tezze發(fā)現(xiàn)OPA1水平下降與老年受試者肌肉質(zhì)量和力量減少之間存在強(qiáng)烈的相關(guān)性,，而OPA1水平則是保持在一生中經(jīng)常鍛煉的高級運(yùn)動員的肌肉中,。¹⁰

運(yùn)動可以預(yù)防或逆轉(zhuǎn)許多與年齡相關(guān)的變化,，而不活動會加速肌肉衰老。

運(yùn)動甚至可以刺激肌肉細(xì)胞,，以維持更年輕的基因轉(zhuǎn)錄物和蛋白質(zhì)水平,。例如，來自明尼蘇達(dá)州羅切斯特的梅奧診所的Sreekumaran Nair及其同事發(fā)現(xiàn),，高強(qiáng)度有氧間歇訓(xùn)練逆轉(zhuǎn)了許多與年齡相關(guān)的肌肉成分差異,，包括恢復(fù)線粒體蛋白水平。¹¹和西蒙Melov在巴克研究所研究老齡化和馬克Tarnopolsky加拿大麥克馬斯特大學(xué)及其同事發(fā)現(xiàn),，雖然健康老年人（平均年齡70歲）的基因表達(dá)譜與阻力運(yùn)動訓(xùn)練計劃之前的線粒體功能障礙一致,，但在短短六個月內(nèi)，這種基因指紋完全逆轉(zhuǎn)表達(dá)水平與年輕受試者中觀察到的水平相當(dāng),。此外,，運(yùn)動改善了肌肉功能：老年人在訓(xùn)練前比年輕人弱59％，之后只有38％弱,。¹²不同類型的運(yùn)動可以在肌肉中引發(fā)可變但特定的反應(yīng),。例如，根據(jù)奈爾的研究,，力量訓(xùn)練在制造肌肉方面是有效的,，而有氧運(yùn)動（如騎自行車和步行）的高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練在細(xì)胞水平上對抗與年齡相關(guān)的損失和虛弱具有最大的影響

運(yùn)動似乎也會影響自噬。2011年12月,，桑德里和他的同事們首次在小鼠中報告自噬活動可以通過自愿體力活動來增強(qiáng),，在這種情況下，在跑步機(jī)上運(yùn)行,。¹³ 2012年1月,，德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心的Beth Levine團(tuán)隊證實，運(yùn)動可以迅速增加自噬活動,，并且運(yùn)動需要自噬才能產(chǎn)生有益效果：無法增加自噬的體力活躍的小鼠沒有顯示跑步后肌肉質(zhì)量,，線粒體含量或胰島素敏感性的任何增加。¹⁴

最后,，運(yùn)動也可以明顯恢復(fù)隨年齡增長而下降的肌細(xì)胞因子水平,。例如,，當(dāng)老年受試者遵循常規(guī)的身體活動計劃時，他們的身體表現(xiàn)的改善與循環(huán)apelin水平的增加之間存在直接關(guān)聯(lián),。¹⁵類似地,， 伊萬Bautmans從布魯塞爾自由大學(xué)表明，增加的循環(huán)炎癥標(biāo)志物的水平與老年患者肌肉疲勞相關(guān),，并且阻力訓(xùn)練青壯年降低炎性myokines,。¹⁶

通過這些機(jī)制和我們尚未發(fā)現(xiàn)的其他機(jī)制，運(yùn)動可以提高老年人的整體力量,，特別是骨骼肌的代謝活力,。作為人體中最豐富的組織，占其總質(zhì)量的30％至40％,，肌肉不僅對運(yùn)動和呼吸至關(guān)重要,，而且對葡萄糖，脂質(zhì)和氨基酸穩(wěn)態(tài)也很重要,。因此,，與年齡相關(guān)的肌肉質(zhì)量和質(zhì)量的喪失有助于老年患者常見的一般代謝功能障礙。在年齡較大的女性中,，一小時的快走行動在第二天產(chǎn)生了升高的胰島素敏感性,。¹⁷因此，鍛煉以試圖對抗肌肉衰老的后果永遠(yuǎn)不會太晚,。

詳細(xì)了解肌肉老化所涉及的分子和細(xì)胞途徑可為開發(fā)治療干預(yù)措施以促進(jìn)蛋白質(zhì)合成和增加肌肉質(zhì)量鋪平道路,。目前，定期運(yùn)動與良好的營養(yǎng)相結(jié)合仍然是對抗肌肉減少癥以及可能整體衰老的最有效方法,。除了詳細(xì)說明肌肉老化的根本原因之外,，未來的研究應(yīng)該尋求確定最佳的體育鍛煉和營養(yǎng)計劃，以對抗與年齡相關(guān)的肌肉損失和虛弱,。它可能不會顯著增加人的壽命,，但它肯定會幫助人們在更健康的狀態(tài)下達(dá)到其壽命的終點。

Gillian Butler-Browne在法國巴黎的SorbonneUniversité,，INSERM，Institut de Myologie,，Centre de Recherche en Myologie研究神經(jīng)肌肉疾病和基因治療,。在同一個機(jī)構(gòu)，Vincent Mouly研究健康和疾病的肌肉再生,，Anne Bigot研究肌肉衰老,，Capucine Trollet研究與年齡相關(guān)的肌肉疾病和基因治療。

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