炎性衰老、肌肉丟失與抗阻運動

徐 唯

(鹽城師范學(xué)院體育學(xué)院，江蘇 鹽城 224002)

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炎性衰老、肌肉丟失與抗阻運動

徐 唯

(鹽城師范學(xué)院體育學(xué)院，江蘇 鹽城 224002)

炎性衰老；肌肉丟失；抗阻運動

炎性衰老是一種長期的、低度的慢性炎癥反應(yīng)狀態(tài)。它表現(xiàn)為循環(huán)血中炎癥反應(yīng)的標(biāo)志物如白細(xì)胞介素(IL)-6、腫瘤壞死因子(TNF)-α、C- 反應(yīng)蛋白(CRP)等明顯升高，可增加2～4倍〔1〕。適度的炎癥反應(yīng)是機體抵御外界病原體入侵與清除自身壞死組織的一種正常生理反應(yīng)，因而對人體是有益的。但是持續(xù)、穩(wěn)定、低度的炎癥刺激存在時，炎癥就會成為一種慢性持續(xù)損害而影響周圍組織的狀態(tài)，最終能導(dǎo)致嚴(yán)重的組織損傷，造成一個或多個器官的損害。因此，炎性衰老是引發(fā)許多老年病的基礎(chǔ)。研究表明，炎性衰老與許多衰老相關(guān)性疾病發(fā)生發(fā)展相關(guān)，如動脈粥樣硬化、關(guān)節(jié)炎、腫瘤、糖尿病、骨質(zhì)疏松、癡呆、血管病變、肥胖和代謝綜合征等〔2〕。自Franceschi等在2000年首次提出炎性衰老以來，研究工作者對其機制進(jìn)行了大量的研究，并提出了許多理論，這些理論包括自由基學(xué)說、應(yīng)激學(xué)說、免疫衰老學(xué)說、氧化炎癥學(xué)說、細(xì)胞因子學(xué)說、自噬學(xué)說等來闡述其產(chǎn)生的原因〔2〕，然而，這些學(xué)說并不能完全說明炎性衰老發(fā)生的原因，說明炎性衰老的發(fā)生是復(fù)雜的多因素相互作用的結(jié)果。隨著進(jìn)入老年，人的各個器官都會出現(xiàn)衰老現(xiàn)象，而這些衰老又會是相互影響的。炎性衰老是導(dǎo)致老年肌肉衰退的一個重要原因，炎性衰老與肌肉衰退是一種雙向的作用，老年骨骼肌減少也是炎性衰老的一個重要原因。而抗阻運動可對此種炎性衰老因素進(jìn)行有效的干預(yù)，因此，在預(yù)防與延緩炎性衰老中，應(yīng)加強抗阻訓(xùn)練。

1 肌肉丟失是炎性衰老的一個重要因素

1.1 肌肉因子IL-6、IL-15具有抗感染性 長期以來，人們把骨骼肌系統(tǒng)一直當(dāng)作動力供應(yīng)系統(tǒng)和能量代謝系統(tǒng)，骨骼肌還是一個重要的內(nèi)分泌器官，骨骼肌細(xì)胞可以分泌許多類肌肉因子，包括IL-6、 IL-8、Il-15、腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)等，它們發(fā)揮自分泌、旁分泌及內(nèi)分泌作用，對骨骼肌的代謝和重建及機體的其他系統(tǒng)發(fā)揮著調(diào)節(jié)功能，考慮到骨骼肌系統(tǒng)占人體體重的40%左右，即使骨骼肌系統(tǒng)分泌微量因子，也會對整體系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響〔3〕。因此，骨骼肌系統(tǒng)的肌肉因子應(yīng)該對機體有著重要的調(diào)節(jié)作用。骨骼肌細(xì)胞分泌的IL-6、 IL-15發(fā)揮著重要的抗感染功能，對機體促-抗感染細(xì)胞因子平衡具有重要的調(diào)節(jié)作用。

1.1.1 IL-6 研究〔4〕證實，IL-6是運動時骨骼肌分泌最早與最多，并對機體具有多功能調(diào)節(jié)作用的肌肉因子。IL-6在炎癥系統(tǒng)中是緊隨TNF-α、IL-1其后早期出現(xiàn)的細(xì)胞因子，在許多老年疾病中伴隨著外周血IL-6的升高，因此，早期傾向于認(rèn)為它是一個前炎癥因子。IL-6主要具有抗感染性，它應(yīng)該被歸類為抗感染因子。IL-6的抗感染性主要表現(xiàn)在以下幾方面：①IL-6 對促炎性因子TNF-α的產(chǎn)生具有抑制作用。IL-6能抑制脂多糖引起的人單核細(xì)胞 TNF-α 的分泌，給小鼠注射 IL-6 的拮抗劑，小鼠的 TNF-α水平顯著升高，IL-6 基因敲除小鼠TNF-α 水平也顯著高于對照組〔5〕，給健康人注射外源性的 IL-6 能抑制內(nèi)毒素引起的 TNF-α 水平升高〔6〕。②IL-6能誘導(dǎo)抗感染因子IL-1受體拮抗劑(IL-1ra)和可溶性TNF受體(sTNF-R)和IL-10的產(chǎn)生。研究〔7〕證實，給人體注入IL-6會引發(fā)IL-1ra和sTNF-R的產(chǎn)生；IL-1ra與IL-1β競爭結(jié)合IL-1β受體可以阻斷IL-1β的活性。IL-10是一種強效抗感染因子，它可以阻斷許多細(xì)胞因子的合成，包括IL-1β,TNF-α。而且，IL-6是來自肝細(xì)胞急性期蛋白的主要誘導(dǎo)者。而這些大多數(shù)急性期蛋白具有抗感染性。③IL-6能夠刺激下丘腦-垂體-腎上腺軸(HPA)分泌皮質(zhì)醇從而抑制炎癥因子的作用。在下丘腦，垂體組織都有IL-6受體，激活這些受體會引起腎上腺皮質(zhì)分泌皮質(zhì)醇，而皮質(zhì)醇對前炎癥因子具有很大的抑制作用。綜上，IL-6具有非常大的抗炎癥特性，運動時骨骼肌大量分泌的IL-6發(fā)揮著重要的抗感染功能。

1.1.2 IL-15 IL-15 是一種分子量為14～15 kD的因子，最初認(rèn)為它是由免疫細(xì)胞分泌的、并證明具有誘導(dǎo)T細(xì)胞增殖、提高自然殺傷細(xì)胞(NK)的細(xì)胞毒性、促進(jìn)活化的B細(xì)胞增殖和分化等重要功能的一種細(xì)胞因子〔8〕。研究〔9〕表明，機體的肌肉組織是IL-15 mRNA表達(dá)最高的組織，機體的肌肉組織也可以表達(dá)IL-15，并對機體組織的能量代謝、肌肉構(gòu)建發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用。因此，IL-15也是一種重要的肌肉因子。IL-15是肌肉-脂肪相互交流作用的一個重要因子，它具有抑制脂肪組織生成的作用。而IL-15之所以具有這種作用是因為，①IL-15可以刺激脂解、抑制脂肪細(xì)胞分化和脂肪生成〔10〕;②脂肪組織本身幾乎不分泌IL-15，因此，脂肪組織一般不會產(chǎn)生IL-15的自分泌作用，但是，脂肪組織大量表達(dá)IL-15受體(IL-15R)，因此，脂肪組織具有接受外來IL-15作用的受體；③肌肉組織是IL-15 mRNA表達(dá)最高的組織,機體的肌肉組織可以表達(dá)IL-15〔11〕。同時，許多研究表明，力量練習(xí)或有氧運動可導(dǎo)致循環(huán)血液中IL-15的升高，說明，肌肉因子IL-15可進(jìn)入外周循環(huán)血中并作用于脂肪組織〔12,13〕。④肌肉組織IL-15 mRNA表達(dá)量與身體質(zhì)量指數(shù)(BMI)、總脂肪量、軀干脂肪質(zhì)量和四肢脂肪量呈負(fù)相關(guān)，說明肌肉因子IL-15確實對脂肪組織有作用。因此，以上研究結(jié)果說明，肌肉因子IL-15具有抑制脂肪組織積累的作用。研究證實，脂肪組織不僅是一個能量儲存器官，也是一個巨大的炎癥因子內(nèi)分泌器官，脂肪細(xì)胞本身與浸入脂肪組織的白細(xì)胞可分泌大量的前炎癥因子，如IL-1β,TNF-α等進(jìn)入循環(huán)血液中，因此，老年個體的脂肪組織是引起“低度炎癥反應(yīng)狀態(tài)”的一個重要因素〔14〕。由于肌肉因子IL-15可抑制脂肪組織的生成，從而降低脂肪組織的炎癥因子的分泌，因此說，肌肉因子IL-15也具有抗感染性。運動時或體力活動時肌肉分泌的IL-15發(fā)揮著重要的抗感染功能。

1.2 肌肉丟失降低肌肉因子IL-6、IL-15的分泌 正常人在40歲左右開始出現(xiàn)衰老性肌肉丟失,到75歲以后丟失程度加劇。肌肉丟失是一個復(fù)雜的生理生化變化過程，它不僅是一個結(jié)構(gòu)變化過程，更是一個肌肉功能變化過程。肌肉因子的分泌是骨骼肌的一個重要功能，因此，肌肉丟失會影響肌肉因子的分泌過程〔15〕。Hamada〔16〕研究報道，老年人股外側(cè)肌 IL-6 mRNA 低于青年人。王今越等〔17〕研究表明，老年大鼠與青年大鼠腓腸肌/體重，IL-6 mRNA表達(dá)降低。Donatto〔18〕研究表明，肌肉丟失導(dǎo)致肌肉因子IL-6表達(dá)降低。肌肉IL-15 mRNA在翻譯合成IL-15蛋白的過程中受許多因素的復(fù)雜調(diào)控，因此，肌肉IL-15 mRNA與肌肉IL-15表達(dá)并不相關(guān)。而肌肉可溶性IL-15R(sIL-15R)α表達(dá)是肌肉IL-15表達(dá)的重要控制因素，肌肉sIL-15Rα表達(dá)高低可以反映IL-15表達(dá)的大小，因此，肌肉sIL-15Rα表達(dá)與肌肉IL-15表達(dá)呈正相關(guān)。肌肉丟失導(dǎo)致肌肉IL-15 mRNA表達(dá)升高，然而肌肉丟失卻導(dǎo)致肌肉IL-15蛋白表達(dá)下降〔19〕。另外，研究證實，隨著年齡的增長，肌肉sIL-15Rα mRNA表達(dá)降低，它的降低會導(dǎo)致肌肉IL-15蛋白表達(dá)下降〔20〕。機體的炎癥系統(tǒng)包括促炎癥反應(yīng)系統(tǒng)與抗炎癥反應(yīng)系統(tǒng)，正常情況下，機體的促炎癥介質(zhì)與抗炎癥介質(zhì)相互作用，使系統(tǒng)保持在一個促-抗感染平衡狀態(tài)。骨骼肌收縮產(chǎn)生的肌肉因子IL-6、IL-15具有重要的抗感染性，它們參與系統(tǒng)的促-抗感染相互作用，對于維持系統(tǒng)的促-抗感染平衡具有重要作用。然而，隨著年齡的增長，肌肉丟失會降低肌肉因子IL-6、IL-15的分泌，導(dǎo)致系統(tǒng)抗炎能力下降，從而導(dǎo)致系統(tǒng)促炎癥反應(yīng)升高。因此，肌肉丟失應(yīng)該是炎性衰老的一個重要因素。

2 抗阻運動可對肌肉丟失引發(fā)炎性衰老因素進(jìn)行有效的干預(yù)

2.1 抗阻運動是肌肉重建的最佳運動方式 肌肉丟失不僅降低了肌肉系統(tǒng)本身的功能，也給全身健康帶來不利影響。衰老的肌肉具有一定的可塑性，通過一定方式的運動干預(yù)與營養(yǎng)干預(yù)，衰老的肌肉丟失可以得到延緩或一定程度的重建。而抗阻訓(xùn)練是肌肉重建最有效的運動方式，它也是臨床醫(yī)學(xué)與康復(fù)醫(yī)學(xué)治療與預(yù)防肌肉丟失最重要的手段〔21〕。老年人進(jìn)行抗阻訓(xùn)練后，肌肉的力量、質(zhì)量,肌纖維橫斷面增粗都較訓(xùn)練前有顯著的增加，而且，力量增加的幅度要明顯高于質(zhì)量增加的幅度，這種力量與質(zhì)量不成比例的增加說明，肌肉重建不僅是力量、體積的重建，也是肌肉深層次功能的重建〔22〕。

2.2 肌肉重建提高了IL-6、IL-15的分泌 肌肉丟失引起IL-6、IL-15分泌降低，然而肌肉丟失通過抗阻訓(xùn)練進(jìn)行肌肉重建以后，IL-6、IL-15分泌功能是否也得到重建，對此問題的研究還未見報道。然而，通過抗阻訓(xùn)練進(jìn)行肌肉重建以后，IL-6、IL-15分泌功能也得到重建，IL-6、IL-15分泌功能增強。

2.2.1 肌肉重建提高IL-6分泌 IL-6是一個重要的促進(jìn)肌肉生長的因子，它對促進(jìn)肌肉肥大有著至關(guān)重要的作用。Serrano〔23〕研究報道，IL-6對維持肌纖維基本大小不起作用，而在肌纖維的增大中，IL-6起關(guān)鍵作用；IL-6對肌肉肥大的促進(jìn)作用是通過IL-6/信號傳導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子(STAT)3路徑刺激衛(wèi)星細(xì)胞增殖和遷移實現(xiàn)的；肌肉肥大與IL-6分泌呈正相關(guān)。Begue〔24〕對成年大鼠進(jìn)行了10 w的力量訓(xùn)練，研究結(jié)論證實以前的報道，10 w的力量訓(xùn)練引起了肌肉肥大，同時IL-6在靜息狀態(tài)下分泌明顯增加，而IL-6分泌增加與肌肉肥大顯著相關(guān)。王今越等〔17〕研究說明，肌肉丟失導(dǎo)致大鼠肌肉質(zhì)量下降，IL-6 mRNA表達(dá)降低；而通過6 w跑臺運動后，老年大鼠肌肉質(zhì)量增加，IL-6 mRNA表達(dá)增加，IL-6 mRNA表達(dá)增加是肌肉質(zhì)量增加的重要因素。Donatto〔18〕的研究同樣說明了這個觀點。通過對惡質(zhì)病大鼠進(jìn)行8 w的力量訓(xùn)練，與對照組相比，訓(xùn)練組腓腸肌的質(zhì)量與IL-6的表達(dá)均增加，IL-6的增加與肌肉增大呈正相關(guān)。

2.2.2 肌肉重建提高IL-15分泌 IL-15不僅是一個脂肪降解因子，同時它還是一個肌肉合成因子。它的合成作用表現(xiàn)在兩個方面：①IL-15是一個強勁的刺激肌肉蛋白質(zhì)合成與抑制肌肉蛋白質(zhì)分解的因子〔25〕；②IL-15是拮抗TNF-α引發(fā)肌肉細(xì)胞的凋亡作用。IL-15這種促進(jìn)骨骼肌蛋白合成、抑制骨骼肌蛋白降解的作用提示肌肉因子IL-15可能是一種重要的內(nèi)源性抗肌肉萎縮因子。IL-15 確實具有強大的抗肌肉萎縮的作用，它對緩解因為肌肉丟失的疾病,如:惡病質(zhì)，肌肉減少和失用性萎縮的效果非常明顯，有的甚至恢復(fù)到正常水平〔9，26〕。而Steven〔27〕研究表明，對不同性別、不同種族人群進(jìn)行10 w力量訓(xùn)練后，肌肉增大明顯， IL-15與肌肉肥大密切相關(guān)。肌肉丟失通過力量訓(xùn)練進(jìn)行肌肉重建的過程中，IL-15是一個重要的調(diào)節(jié)因子，肌肉重建應(yīng)該伴隨著肌肉因子IL-15分泌的增加，只有這樣才能保證肌肉萎縮的逐漸恢復(fù)。因此，肌肉重建過程，也是一個IL-15分泌增加的過程。

抗阻運動可有效地促進(jìn)肌肉重建，肌肉重建不僅是力量、質(zhì)量的重建，也是肌肉分泌功能的重建，肌肉重建提高了IL-15、IL-6的分泌。老年人肌肉因子IL-15、IL-6分泌降低是炎性衰老的一個重要原因，因此，抗阻運動可對此種炎性衰老因素進(jìn)行有效的干預(yù)，所以，抗阻運動具有重要的預(yù)防與緩解炎性衰老作用。在抗炎性衰老的研究中，有氧運動是被大量研究證明具有有效抗感染性的運動方式，而抗阻運動對抗炎性衰老的作用，并沒有得到應(yīng)有的重視?？棺柽\動通過肌肉重建獲得的抗感染性衰老能力是有氧運動所不可替代的，與有氧運動抗感染作用結(jié)合后產(chǎn)生的效果是兩種作用效果的疊加，產(chǎn)生了更大的抗炎性衰老效果。因此，在抗炎性衰老中，應(yīng)加強抗阻運動，科學(xué)的方法是有氧運動與抗阻運動相結(jié)合，只有這樣，抗炎性衰老的效果才會更好。長期以來，在老年鍛煉中，有氧運動、柔韌運動，身心運動一直是老年人經(jīng)常選擇與樂于接受的運動方式，而抗阻運動是許多老年人所回避的運動項目，然而，從抗炎性衰老的角度講，老年人應(yīng)加強抗阻訓(xùn)練。

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〔2015-12-17修回〕

(編輯 苑云杰/杜 娟)

徐 唯(1966-)，男，副教授，碩士，主要從事運動與健康研究。

R875

A

1005-9202(2016)23-6035-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2016.23.115