Sarcopenia之研究进展

【关键词】 Sarcopenia；衰老；骨骼肌；衰老

　　1 石家庄市白求恩医学中等专业学校

　　在人体正常生命进程的中后期，神经肌肉系统的结构和功能会发生不可避免的退行性变化，表现为随着年龄的增长，骨骼肌肌纤维的质量（包括体积和数量）丢失、力量降低，肌耐力和代谢能力下降以及结缔组织和脂肪增多等。1997年，美国学者Rosenberg〔1〕首先使用希腊语词汇“Sarcopenia”命名了这一现象。多年来，各国学者对Sarcopenia进行了不懈的研究，在国内，学者们对它的命名不一，有的称之为“骨骼肌衰老”〔2〕、有的称之为“老年性骨骼肌减少症”〔3〕，有的学者则称之为“少肌症”〔4〕等等。

　　1 Sarcopenia的流行病学特征
　　
　　研究表明，30岁以后，人的骨骼肌肌量平均每10年即下降6%〔3〕， Baumgartner等〔6〕用双能X线吸收仪测试883名老年人的骨骼肌量发现，在 70 岁以下的老年人群中，有13%～24%患有Sarcopenia，而在80岁以上的老年人中，患少肌症者则超过50%。两性对比，新墨西哥州883名老年被试中，75 岁以上的男性的患病率为58%，女性为45%。我国城市老年男子在80岁以后会出现一个肌力显著下降的过程，而老年女子出现在75岁左右，且男女两性之间的差值呈缩小倾向〔7〕。Gallagher等〔8〕用双能X 线吸收仪测量了20～90 岁的136 名男性和148 名女性的所有的四肢骨骼肌，结果发现男性的四肢骨骼肌比女性发达，但随着年龄的增长，男性骨骼肌萎缩的速率也比女性快。

　　2 Sarcopenia的临床表现和诊断标准

　　2.1 Sarcopenia的临床表现

　　Sarcopenia主要表现为肌力衰退，使老年人的活动能力降低，造成老年人行走、坐立、登高和举重物等日常动作完成困难，甚至导致平衡障碍、难以站立、极易摔倒等。与正常人相比，Sarcopenia患者的体重、去脂体重均明显降低，爆发力、握力等明显下降，下肢屈肌衰退显著，因此老人频繁跌倒。

　　2.1.1 爆发力下降明显

　　有研究发现，sarcopenia患者的胫骨前肌在等长背屈运动中的最大随意收缩力矩只有青年人的47%，其肌电信号只有青年人的25%〔9〕。我国学者刘宇等〔10〕采用肌动图来观测老年人股外肌在不同强度运动时运动单位的激活和衰老对肌肉疲劳的影响，结果发现，老年组的绝对/相对最大肌力和爆发力均明显低于年轻组，其相对最大爆发力与最大肌力下降之比高达46.2%，表明老年组的肌纤维以慢肌为主。老年组在75%强度下运动时的振幅下降是因老年人在高负荷运动时募集不到快肌所致，老年人的静、动态力量均有流失，但其动态力量即爆发力下降较明显。ette等〔11〕让55～84岁的2 654名受试者举起4.5 kg重量的物体，结果发现女性中55～64岁的有40%、65～74岁的有45%、75～84岁的有65%的受试者不能完成该任务。

　　2.1.2 下肢肌力减退显著

　　若以30岁为标准肌力，则30岁以后的肌力每年下降约6%，脚力下降最为明显，约为12%，下肢总比上肢明显〔12〕。老年人的下肢肌力减退会影响到其平衡功能〔13〕，而平衡能力衰退是老年人经常摔跤的直接原因〔14〕。

　　2.1.3 屈肌衰退甚于伸肌

　　朱从德等〔15〕在对150名身体健康、体型正常的40～69岁中老年女性在Bestpoise V 1.0人体平衡能力测试系统上进行的一次性平衡能力测试的统计时发现，受试者踝关节的屈肌力量和输出功率均随着年龄的增大而呈下降的趋势，其伸肌最大力矩/屈肌最大力矩之比值随着年龄的增大而增大，表明随着受试者年龄的增大，其踝关节伸肌、屈肌力量衰退出现了不平衡，屈肌衰退程度超过伸肌，这种力量的不平衡在60～69岁之间最为明显。此外，衰老也导致了肌肉收缩的时相特征的变化，即随着年龄的增加，骨骼肌收缩达到最大力量所用的时间逐渐延长，其最大松弛速度也随增龄而加快，70岁以后，松弛速度加快最为明显。Susan等〔16〕对受到同等程度损伤的未成年鼠和老年鼠的恢复期进行比较后发现，衰老大鼠的肌力的恢复期明显延长。

　　2.2 Sarcopenia的检测和诊断标准

　　因Sarcopenia导致老年人劳动能力丧失，自理能力下降，所以明确诊断Sarcopenia非常重要。目前应用较多的诊断标准是Baumgartner等〔6〕在1988年提出的老年人四肢骨骼肌的质量(kg)与身高的平方(m2)之比值低于相应族群青年人平均值的两个标准差以上，即可诊断为Sarcopenia。双能X射线吸收仪被用来测定肢体骨骼肌的质量。此外还有学者通过测定伸膝等长力矩、去脂体重、相对骨骼肌指数、握力等以及应用肌电图、磁共振成像、步态分析等来确诊〔9〕。

　　2.3 Sarcopenia的病理

　　CT、MRI和尸体检测等证实，骨骼肌的质量从20～80岁总体下降高达40%〔17〕，但因在骨骼肌质量下降的同时往往伴有脂肪囤积，所以体重一般不会下降〔18〕。Lexell等〔19〕对43名15～83岁的健康人进行尸体解剖时发现，衰老骨骼肌的萎缩还伴有肌纤维数量的减少，70岁以后，Ⅰ型肌纤维的横截面积可下降 15%～20%，Ⅱ型肌纤维下降达 40%，可能是部分Ⅱ型肌纤维向Ⅰ型肌纤维转化或是Ⅱ型肌纤维的数量直接减少所致。Sarcopenia患者的肌肉具有脂肪肌肉的特征，存在于肌肉细胞附近的脂肪细胞直接影响它们的新陈代谢，胰岛素敏感度〔20〕。De Coppi等〔21〕研究得出衰老骨骼肌中的修复细胞卫星细胞有转变成脂肪的潜在可能，共焦显微镜下观察发现，Sarcopenia患者骨骼肌的超微结构与青年肌肉相比出现了明显的变化，表现为兴奋收缩解偶联，横管系统肿胀，肌浆网碎裂等。

　　2.4 Sarcopenia的机制

　　近年来，国内外诸多专家、学者从组织学、生物化学和分子生物学等各方面对骨骼肌衰老进行了较深入的研究，证实了激素水平的变化、 活性氧（ROS）氧化损伤、细胞凋亡、中枢及外周神经系统神经支配的变化、热量和蛋白质摄入的变化等均与Sarcopenia相关，但Sarcopenia是与衰老相关的多因素综合作用的结果，其发病的确切机制尚待进一步研究。

　　2.4.1 激素水平变化的影响

　　随着年龄增加，睾酮、肾上腺皮质激素及生长激素等类合成激素的减少使骨骼肌蛋白合成减少，严重影响了肌肉蛋白的结构和功能〔22〕。Van den Beld等〔23〕研究发现，73～94岁的老年人大约每增加1岁，其血液中游离睾酮的水平就减少3%，其减少程度与老年人的肌肉质量和力量的下降基本一致。睾酮分泌的减少还可导致体内Leptin（瘦素）水平升高，据研究，Leptin水平的上调还与老年厌食症相关，而饮食中蛋白摄入的不足就会出现负氮平衡，肌肉降解而丢失〔24〕。

　　2.4.2 蛋白质的合成与分解失衡

　　蛋白质约占肌肉重量的20%，Sarcopenia的发生很可能与蛋白质的代谢有关。Welle等〔25〕研究发现，老年人骨骼肌中的混合性肌蛋白减少了30%。随着衰老进程的发展，机体蛋白合成能力的衰退超过了分解能力的衰退，从而使机体蛋白代谢出现负氮平衡，为了修复并维持肌肉的质量，就需要不断地有结构蛋白替代丧失功能的蛋白，导致肌肉的降解和丢失〔26〕。Morley等〔27〕研究发现，伴随着增龄所引起的摄食减少，老年人（尤其是老年男性）体内出现了调控摄食的多个位点失衡的现象，这直接导致了食物蛋白摄入的减少。有调查显示，三分之一超过60岁的老年人每日蛋白质的摄入量的摄入量达不到推荐标准0.18 g/kg，甚至有15%的老年人的蛋白摄入量还不到推荐量的75%，因此蛋白摄入不足可能是导致Sarcopenia的另一重要原因。
　
　　2.4.3 自由基造成氧化损伤以及骨骼肌的修复机制失能的影响

　　自由基与Sarcopenia的发生紧密相关。在骨骼肌衰老的过程中，不断产生的大量的自由基对骨骼肌造成了严重的氧化损伤，使骨骼肌的细胞膜、线粒体以及内质网等发生了结构和功能变化，从而影响了Ca2+的转运，进一步影响了骨骼肌的收缩功能。线粒体是产生氧自由基的部位，同时也是自由基的重要攻击目标，因其没有组蛋白的保护，所以不断受到自由基的攻击，在修复机制受损的情况下，受到的损伤不断累积进而使骨骼肌的能量供应不足而功能紊乱。随着Sarcopenia进程的发展，骨骼肌的修复细胞卫星细胞不仅自我繁殖能力下降，也同样受到了自由基的氧化刺激而损伤，进而影响了骨骼肌的修复机制〔28〕。

　　2.4.4 神经肌肉的功能衰退及运动单位重组

　　机体的自然增龄性的变化可发生于神经肌肉链的一个和多个环节，包括从中枢到外周运动神经元，到神经肌肉接头、肌膜的横管系统和肌质网、线粒体、肌节的相关蛋白，直到肌球蛋白横桥、肌动蛋白等一系列结构〔29〕。许多学者认为，衰老过程中的运动单位重组是肌肉丢失的主要原因，伴随着衰老进程，首先是支配快肌纤维的运动神经元出现功能衰退或失去活性，从而使被它支配的肌纤维出现萎缩或失活，导致肌纤维流失。多数情况下，失去支配的快肌纤维被相邻的支配慢肌纤维的运动神经元接管，称之为运动单位重组，重组后的快肌纤维收缩速度变慢，动作的精确性亦较差，使老年人出现平衡能力下降，动作迟缓。完全失去神经控制的肌纤维则萎缩、死亡〔30〕。

　　2.4.5 钙稳态失衡

　　有研究发现，早在骨骼肌出现明显的肌肉丢失之前，骨骼肌内反映钙的释放、摄入和再循环功能的指标钙火花〔31〕就已出现了变化，这说明钙稳态已出现了失衡。在衰老的骨骼肌内，钙传导机制即横管肌浆网系统解离，甚至出现肿胀，碎裂等导致钙流入和释放通道失能。Noah Weisleder等〔32〕研究发现钙机制的调控蛋白MG29、junctrophilin、triadin等蛋白的水平伴随衰老进程均发生了不同程度的降低。

　　3 Sarcopenia的干预措施

　　目前，有关Sarcopenia的发病机制尚没有完备的理论，因此对其采用的干预措施也有待深入研究。

　　3.1 运动

　　随着衰老进程的发展，机体各系统的功能逐步下降，运动能力和平衡能力亦逐步下降，老年人易疲劳，易跌倒，这些直接导致了老年人的生活方式发生改变，使他们很少从事体力活动，习惯于久坐。机体长时处于无应激状态，其各器官系统的功能进一步衰退，从而加重了运动能力的下降、加重了肌肉丢失，甚而诱发其他各种老年性疾病。因此，通过加强运动锻炼来遏制这种恶性循环，干预Sarcopenia应不失为一种好手段。运动可增加肌肉蛋白和糖原的贮备，加速骨骼的血液循环与代谢，改善心血管的功能，调节大脑及神经细胞的兴奋和抑制过程，使大脑反应敏捷，不宜疲劳，还可促进体内的物质代谢，提高酶类的活性，减缓内分泌功能的减退。
　　
　　美国著名的FAST试验得出结论，有氧运动和抗阻运动对身体功能均有益，但抗阻训练是能够显著提高肌肉质量和力量的运动方式。有学者将不经常参加运动锻炼的53名老人分成高、低强度训练组和对照组进行为期48 w的训练，结果发现高强度训练组获得了较高的力量增长，且停训4～8 w后，低强度训练组获得的力量增长全部消退，而高强度训练组并未完全消退〔33〕。Kraemer等〔34〕研究发现，抗阻训练结合耐力训练可使Ⅱb型肌纤维向Ⅱa型转化，使肌肉中的Ⅱa型纤维的比例增加，面积增大，总体上使肌肉肥大。也有研究发现，经常从事体育运动的妇女患Sarcopenia的机率可减半〔18〕。沈利岩等〔35〕得出结论，一定强度的有氧运动对人体的血液指标、功能指标、体质指标均能产生积极作用，运动不能推迟衰老进程，但却能使人具有较高水平的工作能力，从而相对延缓衰老。
　　
　　刘宇等〔10〕研究发现，老年人的静、动态力量均表现有肌力流失的现象，其中爆发力下降最明显。所以，老年人除了进行基础的有氧耐力训练外，与速度相关的爆发力训练不容忽视。训练爆发力的传统方法就是抗阻训练（又称负重训练或力量训练），目前，运动科学界普遍认为老年人的肌肉力量具有明显的可训练性，规律的抗阻训练可以维持和改善老年人的肌肉力量素质，提高老年人健康水平和生活质量。Sallinen等〔36〕对46名49～73岁的老人进行短期抗阻训练，结果发现，肌肉力量等功能性指标均有显著性增加。

　　
　　力量训练后可引起肌肉肥大，以Ⅱb型肌纤维的肥大最为明显。Gregory等〔37〕发现，通过高阻力训练可改变骨骼肌肌球蛋白重链的组成和基因表达，还可使活化运动单位的数量增多，从而增加骨骼肌的力量，延缓因骨骼肌衰老导致的机能下降。Melow等〔38〕研究发现经6个月抗阻训练后可部分扭转健康老年人肌无力和线粒体功能减退。抗阻训练还可影响生长激素的分泌和释放，强度不同，效果也不同。尽管有人发现力竭运动后，肌肉和肝脏的自由基产生可增加2～3倍，但多数学者认为，长期运动的量和强度适宜时并不能增加自由基和脂质过氧化物的生成，肌肉、肝脏和血液的抗氧化力增加，超氧化物岐化酶、谷胱甘肽过氧化物酶和过氧化氢酶等的活性增加。
　　
　　因过大的力量训练负荷也可增加老年人受伤的几率，诱发心血管病等危险。因此老年人力量训练的量和强度都应谨慎。美国运动医学学会推荐高强度为 8～15 RM，每次练习完成1～3组。力量训练被认为是对抗Sarcopenia的一种最好的非药物干预方式，但训练方案的确定是不可忽视的因素，正期待进一步研究。目前，由于运动改善骨骼肌衰老的机制研究较少，很多只限于现象观察，因此尚须深入探讨。

　　3.2 饮食

　　目前，复合营养饮食疗法被广泛应用于干预Sarcopenia的研究。有研究者将12名老年妇女分成两组，均给予能够维持体重的食物，一组为低蛋白质饮食，另一组保证充足的蛋白质。结果发现低蛋白质饮食组在整个实验中一直处于负氮平衡，出现了瘦体重下降、肌肉功能下降等症状，而蛋白质充足组则在整个实验期间保持了氮平衡，而且瘦体重、肌肉的功能也得到了较好的保持〔39〕。另也有增加能量摄入可增加Ⅱ型肌纤维的报道〔40〕。热量限制延缓衰老的研究已有近70年的历史，许多实验不断证实，在满足机体对各种营养素需要量的前提下，适当限制能量摄入，能明显延缓衰老的速度〔41〕。衰老过程中铁在肌肉内的积累会引起氧化损伤，增加患Sarcopenia的风险，而热量限制饮食法可抵消此负面作用。限制能量摄入能提高脑组织的一氧化氮含量，并且使血清中超氧化物歧化酶活性增高，增强细胞清除自由基的能力，提高巨噬细胞的吞噬能力，使其在中枢神经系统中的生物学效应可以持久发挥，起到抗衰老作用〔42〕。

　　3.3 药物

　　性激素（包括睾酮和雌激素）是最重要的干预骨骼肌衰老的药物之一，睾酮可促进肌肉合成，使肌肉力量明显提高〔43〕。生长激素也是促进肌肉合成的重要激素，有研究让健康老年人服用6 个月的生长激素后，发现这些老人的瘦体重明显增加而脂肪明显下降〔44〕。激素类药物改善Sarcopenia的效果较明显，但因其副作用的危害也较大，如补睾酮类雄激素易导致红细胞增多症、前列腺癌变以及液体潴留等危重不良反应等〔45〕，因此激素类在临床上应用受到了限制。口服肌酸可以改善老年人骨骼肌的功能〔46〕，但其长期疗效尚不明确。

　　4 思考
　　
　　虽然Sarcopenia已经引起了国内一些学者的关注，但其相关研究仍处于探索阶段。至今未见国内有全国范围的Sarcopenia的调查报告，也未建立国内统一的诊断标准，对其机制的研究虽取得了一定的进展，但尚须深入研究。力量训练、营养干预等是对Sarcopenia实施干预的重要手段，其相关研究将是今后预防和治疗Sarcopenia的重要研究方向。

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