增齡性骨骼肌肌肉減少癥發生機制及其與運動的關系

羅佳 羅思

摘 要：骨骼肌是人體完成正常生理功能的重要構成部分，同時也是人體衰老過程中衰退性變化明顯的一大組織。骨骼肌肌肉減少癥是近年來眾多科研學者爭先研究的熱點病癥，緣于它在衰老機體中的發病率很高，同時也是嚴重影響老年人群生命質量的主要病癥之一。該文主要通過文獻資料法來對增齡性骨骼肌減少癥的發生機制進行綜合的闡述，并以抗阻訓練、有氧運動兩種運動形式探討運動對肌肉減少癥的影響，為進一步研究肌肉減少癥提供微薄的理論根據。

關鍵詞：肌肉減少癥 衰老 運動

中圖分類號：R580 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2813（2017）04（a）-0023-02

骨骼肌是人體進行日常活動的主要組織，是維持人體支撐、發力與平衡的生理學基礎。骨骼肌的異常病變嚴重影響人的生活質量。近年來圍繞這種病癥的研究普遍表明它與衰老直接相關，在老年人群中骨骼肌減少癥發病幾率高達8%～40%。原因是人體衰老過程中，由各激素水平、氧化應激水平、蛋白質合成分解、肌細胞增長與凋亡、鈣穩態失衡，造成骨骼肌衰退變化[1]。骨骼肌減少癥目前為止還沒有完全統一的診斷標準。這種病癥臨床治療手段主要有運動干預、膳食營養與藥物干預[2]。該文就目前為止衰老骨骼減少癥的發生機制及其該癥與運動改善之間的關系進行闡述。

1 骨骼肌減少癥的相關概念與患病表現

“sarcopenia”是1989年被美國Irwin Rosenberg提出的骨骼肌“肌肉減少癥”，在國內，有學者定義它為“骨骼肌衰減綜合癥”[3]，其含義大同小異。骨骼肌肌肉減少癥分為原發性與繼發性兩種，年齡的增長是原發性肌肉減少癥的唯一原因。2011年IWGS定肌肉減少癥是與年齡增加相關的骨骼肌質量與骨骼肌功能的丟失，并提出了基于全身去脂肪骨骼肌質量或者四肢去脂肪骨骼肌質量并結合全身活動能力的診斷標準。

肌肉減少癥的患病表現從形態上來看，肌肉體積減小與萎縮，內部變化主要為骨骼肌肌肉力量的下降與肌肉質量的下降。隨年齡增長，二者衰退的進程加快，尤其是80歲以后的老年人，骨骼肌肌肉功能急劇降低，機體活動能力嚴重下降，難以完成快速的運動，甚至不能維持平衡，增加跌倒受傷、骨折、甚至致殘的風險。有研究通過對比老年人不同部位的肌力結果顯示，老年人伸膝肌群力量10年間下降20%～40%的比例高于上肢握力下降比例，說明下肢肌肉的衰退會比上肢下降更快。下肢肌肉是維持人體平衡的關鍵。有研究表明，人骨骼肌的肌肉含量會在30歲以后出現衰退，大約為每十年下降6%，同時，不同類型肌肉纖維下降的比例不一致，Ⅱ型快肌比Ⅰ型慢肌的數量減少幅度更大，說明隨著年齡增長肌肉收縮最大力量減弱與達到最大力量的時間變長。

2 骨骼肌減少癥發生機制

2.1 運動神經元的丟失

骨骼肌作為運動神經支配的效應器，運動神經元傳達大腦指令，完成肌肉活動。機體衰老時，細胞凋亡與合成出現失衡，運動神經元減少的速度大于再生速度，國外有研究通過測定復合肌肉動作電位與表面機電干擾模式的數量與大小證實運動神經元的損失在肌肉減少癥中起著十分重要的作用。有實驗也證實，衰老時發現四肢近端與遠端肌肉的運動單元功能出現損害，說明在肌肉減少癥發生時α神經元的損失可能是年齡相關的肌肉質量損失的主要原因。

2.2 蛋白質的合成與分解

骨骼肌中儲存著大量的蛋白質，在衰老過程中蛋白質合成與分解失衡，其合成功能減退。骨骼肌中泛素-蛋白酶系統是骨骼肌衰退性改變中蛋白質降解的重要途徑，在該途徑中，E3是調節把靶蛋白降解速率的關鍵酶，其兩種mRNA的表達被視為骨骼肌萎縮早期的分子標記物。衰老時蛋白水解酶系統活動增強與上游調控它的途徑中相關因子，如核轉錄因子活動的增強，加速肌肉中蛋白質水解的速率。

2.3 生長因子水平變化

生長激素GH與胰島素樣生長因子IGF-1能維持骨骼肌質量，前者分泌誘導后者實現抑制骨骼肌的衰退，但隨著衰老的發生，GH分泌下降，從而誘導IGF-1水平下降，難以維持骨骼肌的質量。研究通過對比70歲老年人與20歲年輕人骨骼肌肌源性IGF-1的表達水平發現，老年人下降比例高達45%，此外其下游PI3K、AKT等也出現了衰退。IGF-1調節的PI3K/AKT信號通路能夠通過抑制蛋白質酶系統抑制蛋白質的降解。因此生長激素，生長因子及其下游通路在骨骼肌減少癥的調控上起了一定作用。

2.4 氧自由基與線粒體功能障礙

骨骼肌衰老時，氧自由基的生產與機體自我清除的能力不成正比，當過量的氧自由基如ROS在肌肉內部積累，攻擊其他器官，造成肌細胞進一步受損，加速骨骼肌肌肉減少癥。在線粒體DNA會出現損傷，同時也是衰老的基礎，因為其自我修復能力有限，在衰老時肌肉內產生的氧自由基的攻擊下造成損傷，影響機體能源物質供應短缺。減緩氧化損傷程度與抑制氧自由基時抑制骨骼肌衰老的重要方法。

3 運動對骨骼肌減少癥的影響

骨骼肌衰減癥臨床上常用的干預方法主要有藥物療法、運動訓練法、營養補充法等。藥物主要是睪酮、生長激素等，增加肌肉力量、維持肌肉質量，但目前為止這些藥物存在不少副作用，長期使用可能會造成機體依賴性以及其他疾病。而運動干預對骨骼肌相關衰退性疾病的良性影響目前已經達成共識，且運動是最為經濟、安全的治療干預方法，有研究認為 運動鍛煉的干預手段遠遠優于營養與藥物的療效。

3.1 抗阻訓練

抗阻訓練是指機體克服一定阻力運動從而增強肌肉耐力與力量的訓練方法。有研究表明通過10周的抗阻訓練，使得受試者肌纖維中胰島素樣生長因子IGF-1密度增加。此外，有研究經過6個月的抗阻實驗發現能提高增齡性骨骼肌減少癥的再生能力，能夠急劇增加生長因素IEa和肌細胞生成素mRNA的表達，從而促進老年人肌肉組織的再生長，改善肌無力與線粒體功能的衰退。有研究通過對比大量研究抗阻訓練對骨骼肌的影響中發現，大多數受試者的骨骼肌力量都有明顯增強。進行抗阻訓練時的不同運動強度與運動方式是否對骨骼肌減少癥的影響是否存在顯著差異，還未有系統的研究。

3.2 有氧運動

有氧運動對骨骼肌衰老的良性影響早有報道，衰老過程中，人體的有氧運動能力持續下降，骨骼肌表現為肌肉質量的減少以及線粒體數量的減少，有氧運動能夠有效增加引起線粒體基因轉錄的增加、加強線粒體蛋白質的合成從而增加衰老骨骼肌中的線粒體數量。有研究證實線粒體發生的關鍵因子PGC-1α在有氧運動的影響下出現短暫性轉錄激活，在維持衰老骨骼肌質量與有氧能力上起到幫助。有氧運動在分子水平上的影響較多，除了對衰老時氧化應激的改善，也對骨骼肌中生長因子IGF-1的升高有幫助。

4 結語

肌肉減少癥與其說是一種疾病，倒不如說是一種必經的生理過程，是每個人衰老時或多或少都會經歷的，它發生的機制極其復雜，目前對它還沒有十分系統完整的認識，治療手段只能起到一定的改善作用。

參考文獻

[1] 莊文，張明鳴.肌肉減少癥的定義和診斷標準[J].腫瘤代謝與營養電子雜志，2014（3）：1-4.

[2] 伍映鑫，伍曉汀.骨骼肌減少癥的發病機制與臨床干預對策[J].中華普通外科學文獻：電子版，2015（6）：428-430.

[3] Rosenbeng IH. Sancopenia origins and clinical relevance[J].J Nature.1997，127（5）：990s-991s.