浅述肌少症的诱因

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  摘 要 骨骼肌减少症是随着年龄增长而导致的肌肉质量和力量的丧失,目前已被认为是长期患病人群和老年人残疾和肌力下降的主要原因。肌肉减少症是正常衰老的一部分,并不需要疾病的发生,尽管慢性疾病也会加速肌肉萎缩的。骨骼肌质量的减少会导致生活质量的下降和一系列慢性疾病的发生,同时甚至威胁生命。而目前大家公认导致肌肉减少症的原因相对较多,尽管其具体分子作用机制尚不清楚,但随着年龄增长,神经、代谢、激素、营养和身体活动相关的变化都可能会导致肌肉质量的下降。在这篇综述中,我们将介绍肌少症相关概念与日常活动能力的关系和影响其发病机制的部分原因。
  关键词 肌少症 机制 活动能力
  骨骼肌减少症(sarcopenia)一词来源于希腊语,意为“肌肉缺乏”,是1989年创造的一个专业术语,是指随着机体的衰老而出现的肌肉质量和力量的下降。肌肉减少症,是指因持续骨骼肌量流失、强度和功能下降而引起的一种退化性综合症。骨骼肌是人体运动系统的动力,肌肉的衰老和萎缩是人体衰老体现的重要标志之一,肌萎缩的发生非常容易引起骨折的发生以及关节损伤等问题。患有肌肉减少症的老年人日常活动表现为站立困难、步履缓慢、容易跌倒和骨折等。不仅如此,肌肉减少症还会影响器官功能,可能会引发心脏和肺部衰竭,甚至死亡。骨骼肌减少症可以被认为是一个机体退化的过程以及结果[1]。与年龄相关的特质相符合的是肌少症的发生随着年龄的增长发病率逐渐提升。骨骼肌减少症的出现是否成为临床发病较为明显的诱因,这取决于许多因素,包括肌肉质量的减少以及降低的速度加快。其中包括个人身体活动水平和饮食的不同等外界因素。像骨质疏松一样,决定肌少症的因素可能是遗传因素与环境因素的组合,它们之间有着一系列复杂的相互作用。然而,与主要由雌激素状态决定的绝经期骨质流失不同,肌肉内稳态依赖于许多合成代谢和分解代谢信号。因此,骨骼肌减少症的病因将是多因素的。在这篇文章中,我们将描述目前对肌少症的流行、发病机制、病因和治疗的理解。
  一、肌少症的本质
  如前所述,随着年龄的增长,所有人的肌肉质量和功能都会下降。即使是优秀的运动员,尽管他们一直在进行体育锻炼,其运动表现能远远超过久坐不动的成年人,但是随着年龄的增长,他们的瘦组织也同样会减少。同样,有氧能力也会伴随着年龄的增长而下降,即使是锻炼相对活跃的跑步者和游泳者也是如此,反映了肌肉和心肺储备的下降。随着年龄的增长,老年人的身体细胞质量统一性地低于中年人或年轻人,肌肉力量也是如此。当步入老年时,细胞质量的下降主要是由于肌肉质量的减少。此外,随着细胞质量下降速度快于细胞间结缔组织和水,瘦体重的“质量”也同时下降。也就是说,老年人身上的一公斤瘦组织与来自正常健康年轻人的也有所不同,主要表现在其细胞内组织相对较少,而细胞外组织相对较多。在20至29岁的男性中,肌细胞质量占瘦体重的59%,相比之下,在80至89岁的男性中,肌细胞质量仅为瘦肉质量的46%,可以明显看到瘦组织质量本身也显著下降。因此,随着年龄的增长,瘦体重既有数量上的变化,也有质的变化。然而,由于瘦组织的密度随着年龄的增长而改变,因此基于密度的方法如水下称重无法检测到细胞质量与瘦质量比例的改变。然而,骨骼肌减少症实际上是一种肌肉细胞的紊乱,导致了躯体细胞中肌肉细胞的减少。所以在肌肉水平上,就像在整个身体水平上一样,既有数量上的减少,也有质量上的下降。数量上的损失是由于肌肉细胞的凋亡和剩余肌肉细胞蛋白质含量的减少所导致的。随着肌肉数量的下降,肌肉质量也随之下降。其中肌肉质量是相对于肌肉的力量来定义的,这两者都发生在宏观层面和细胞水平上的力。目前一个悬而未决的问题是更年期会导致骨质的流失,但是否会以同样的方式加速女性的肌肉萎缩,但目前观察到的是瘦组织流失加速多见于绝经期妇女。其中与绝经前基线妇女相比较发现静息代谢率、体力活动和瘦体重都出现明显的下降,但脂肪量、腰臀比和空腹胰岛素水平都有所增加。虽然这些结果还没有在更大的样本中被复制,但它们确实表明,雌激素水平的急剧变化很可能在加速绝经期肌肉减少症的发生中发挥了促进作用。这表明雌激素水平的改善可能是一种有助于减少女性肌肉萎缩的干预措施。而且在男性和女性在不同年齡阶段身体组成的纵向变化发现在男性中,这种模式显示在40多岁时出现脂肪增加和瘦肉减少的趋势,然后减肥增加的趋势在60岁以后。对女性的研究表明,各个年龄段的女性的脂肪都在持续增加,但很少有数据描述60岁以上女性的身体组成变化。注意,几乎所有这些数据都是在成年人中获得的,而对骨骼肌减少症的种族和民族差异知之甚少。在组织水平上,衰老与衰老相关肌肉蛋白的合成,在一些研究中,在全身蛋白周转后,调整为瘦体重。然而,蛋白质合成的下降并非对所有蛋白质都是一致的。线粒体蛋白合成和肌球蛋白重链合成比肌浆蛋白合成有更大的下降,实际上随着年龄的增长而增加。与炎症条件下蛋白质周转增加相比,衰老导致的肌少症主要是可能是骨骼肌蛋白合成减少和蛋白分解增加的原因[2]。
  虽然肌肉质量的减少可以客观地定义肌肉减少症的存在,但是通过简单地测量质量或横截面积并不能充分反应出骨骼肌功能的变化。但目前很清楚的是肌肉质量的变化和肌肉性能的改变之间存在一定程度的关联和差异。老年人骨骼肌质量的明显下降是与年龄相关的关键因素,其被定义为最大自主关节扭矩或功率的减少。然而,现在很明显得是老年人的力量输出能力和肌肉大小之间的关系不像年轻人那样强健。事实上,年龄相关的肌肉力量下降远远超过观察到的肌肉质量或大小的变化,特别是在体重稳定的个体中。此外,维持甚至增加肌肉量可能也无法预防老年人的虚弱症的发生。此外,伴随年龄改变的力量产生能力一些与年龄相关的变化可能并不能通过减少肌肉质量的改变来解释,包括减小的比例。此外,由减肥导致肌肉质量/大小减少却没有出现肌肉力量的下降。值得注意的是,增加肌肉质量/体积的药物干预不一定像预期的提高肌力。同样,增加肌肉力量的身体活动干预不一定会增加肌肉的大小。值得注意的是,增加身体活动后肌肉力量的增加通常先于骨骼肌质量/大小的可测量变化。   二、肌少症与日常活动能力
  虽然我们主要关注肌肉质量随年龄的下降,但对老年人最重要的是他们的运动能力。当老年人的运动和日常活动能力不足或下降时,反而会加重肌萎缩的发生以及相关疾病的发生,比如糖尿病等慢性疾病。肌肉减少症的严重程度与功能状态之间应该是存在一定的关系,从现实的例子可以看出当肌少症越严重其机体功能就相對越低下,甚至出现一定的致残比例。在老年人群中,过度依赖和使用轮椅或助行器导致肌少症的风险也显着增加。在不同年龄、种族、性别、收入、酒精摄入量、体力活动、吸烟以及合并情况等,患肌少症的比例与严重程度可能值得我们进一步探讨。所以,在这个相对健康的患肌少症的人群中,肌少症的严重程度与重要的健康和残疾都可能存在一定的关联。虽然最简单的概念就是骨骼肌的过度减少会导致肌肉无力以及导致身体机能丧失,显然这种预估相对简单。更重要的是,在晚期肌肉减少症中肌肉无力是决定和限制其功能活动能力比如养老院中衣食无忧和日常活动水平的减少通常就是这种状态。然而,在较弱的肌肉减少症中,例如在走动者中,骨骼肌纤维的结构和功能之间的关系可能更复杂。在年轻人中,抗阻训练或不活动时看到的肌肉力量和大小的变化并不总是彼此相。此外,阻力运动可以导致功能的大幅改善,肌肉质量变化也会有适当的改善,甚至强度变化。而肌肉减少症的发生同时也是导致力量丧失的重要影响因素。
  三、肌少症的发病诱因
  在肌少症的发病机制中泛素蛋白酶系统和自噬溶酶体系统是其主要降解途径。总体而言,衰老导致的肌萎缩可以被认为是肌肉对神经刺激、生长激素、雌激素、睾酮、膳食蛋白质、身体活动、胰岛素等的几种合成代谢刺激的减弱或抵抗。并且可能是由于几种分解代谢的发展而导致的如慢性炎症,比如细胞炎症因子的产生,肿瘤坏死因子-α[TNF-α],白细胞介素-6[IL-6]等。而且这些因素都可能间接导致和加重肌萎缩的发展,但众多原因中的任何一个是否比其他的更重要目前还尚不清楚。如果肌肉减少症有一个最重要的原因,那么很可能是随着年龄的增长可能会失去运动神经元对肌肉的输入刺激。因为神经支配是保持肌肉质量和力量至关重要的因素,这种下降很可能是肌肉减少症的核心。随着年龄的增长,神经元损失发生在神经系统的许多部位,包括初级运动皮层,皮质下细胞核,小脑和海马。然而,在衰老的过程中神经元的丢失程度受到更多限制,并且老年神经元可能存在一定的可塑性。但目前所知的体力活动,激素水平或遗传因素在保护老年人运动过程中都起到一定的积极作用。在随年龄增长其激素合成代谢水平都有一定的降低,其中作用于肌肉组织中类固醇可能是最相对比较重要的,研究表明雌激素和睾酮都对肌肉有重要的合成代谢作用,虽然雌激素的作用也可能通过转换为睾丸激素而介导的。而在女性中,绝经期间雌激素的下降很明确,而且在男性中,睾酮的下降速度和轨迹变化更大。年龄在25至75岁之间,平均血清睾酮水平下降约30%,游离睾酮水平下降高达50%,而且这种现象随着年龄的增长下降仍在继续[4]。此外,雌激素和睾酮都可以抑制加速骨骼肌蛋白分解代谢的炎症细胞因子如IL-1和IL-6等。表明随着年龄的增长,这些激素分泌的减少和丧失可能对肌肉产生直接和间接加速分解代谢作用。生长激素在40岁左右开始分泌水平出现下降,并在接下的时间中持续减少。然而,生长激素缺乏对肌肉减少症也有一定的作用。而且有人发现在血清瘦素水平、体脂指数和生长激素之间存在强烈的反比关系。
  胰岛素是肌肉中的主要合成代谢激素之一,随着人们年龄的增长,它的作用似乎也在下降。在胰岛素抵抗前期,糖尿病与严重的肌肉萎缩有关,胰岛素增加了糖尿病患者的体细胞质量和蛋白质含量。胰岛素对肌肉的作用似乎主要是抑制蛋白质分解,尽管有研究表明证明胰岛素在增加肌肉蛋白质合成中起到一定的作用[3]。随着年龄增长而在非糖尿病患者中目前尚不清楚胰岛素的抗蛋白代谢分解作用的有效程度,但胰岛素抵抗肯定会在肌肉减少症的发展中起作用。胰岛素抵抗随着年龄,脂肪量(特别是内脏脂肪量)和缺乏身体活动而增加。此外,TNF-α通过解离胰岛素受体的异二聚体来增加胰岛素抗性,并且血清TNF-α随着年龄的增长和肥胖而增加。由于这些病因,在许多老年人中发生的胰岛素作用的减少可能对肌肉具有加快分解作用。在大约60岁以后的男性和女性可观察到体重增加模式类似,老年人体重减轻可能是由许多因素引起的,其中一些因素可能是生物衰老的一部分,但其他因素肯定与疾病有关。然而,无论原因如何,瘦体重的减少是这种与年龄相关的体重减轻的必然结果。身体活动随着年龄的增长而下降,特别是在发达的国家,外界的环境刺激可能是维持其质量和功能的最重要的因素。身体活动较少的老年人体力和瘦体重较活跃的老年人较少且寿命短,是不是肌肉含量在其中起到部分原因尚不清楚,可能是身体活动较少的人在遗传上被剥夺了足够的肌肉量,并且身体活动和身体成分之间的关 系不是因果关系。也许是目前相对有说服力的证据表明身体活动的重要性来是来改善运动能力进而逆转肌肉减少症的进展。在身体任何脂肪水平和年龄水平上,身体健康的男性相对于心肺功能低下的人拥有更低心血管死亡率,这表明体育活动可以影响生存,也可能与体重无关。如果通过适当的运动计划优化体重增加可以增加瘦体重而不增加脂肪含量。增加心血管风险因素的实质可能是退休后久坐不动,放任体重增加。我们认为,把注意力和资源集中在为60岁以上的成年人开展全民力量训练项目上要恰当得多。显然,这样一个项目同样是是公共卫生和沟通方面的挑战。但是卧床休息和微重力会导致肌肉大小和力量大幅下降进而引发废用性肌萎缩的发生,即使有足够的蛋白质和能量摄入。蛋白质缺乏在肌肉减少症的发展中起到更大的作用。绝经后妇女当饮食建议食用0.8g/kg/d的推荐一般的蛋白质时会导致体细胞质量和胰岛素样生长因子-1显着下降[5]。明确的是膳食蛋白质适度减少会加重肌肉减少症的发展。
  四、总结
  肌肉减少症是人体衰老的正常部分,但如果不加以控制,它可能导致虚弱、残疾、跌倒和独立能力的丧失甚至威胁生命健康。目前发现肌肉减少症有许多致病因素,包括久坐不动的生活方式和神经、激素、营养和免疫等决定因素或其中部分的共同作用。目前采用阻力训练改善肌肉减少症是有效的改善方式,但面对老年人和疾病人群风险高且难以实施。所以,预防肌肉减少症的干预实施要提前采取行动,防患于未然,且注意饮食等多方面综合作用。采取终生体力活动和饮食结构的改善可能是这种疾病最有效的公共卫生干预措施。而我们需要更加深入的了解其具体分子机制,从而采取更加有效的运动、药物以及营养等多方面的干预方式。
  参考文献:
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