科学家发现减缓甚至逆转心脏衰老的新方法

Scientists find novel way to slow and even reverse aging of the heart

科学家们开发出一种混合生物材料，可能有助于减缓或逆转心脏的衰老。这项新研究聚焦于一个鲜为人知的细胞生物学领域——细胞外基质（ECM），并探索其对衰老心脏的影响。

随着年龄的增长，人体器官和系统会逐渐变得迟缓且效率降低，心脏也不例外。根据这项新研究的作者指出，细胞外基质（ECM）可能在随年龄增长而出现的心脏功能下降中起到了关键作用。他们希望利用一种创新材料的研究，未来能够帮助我们减缓这一过程。以下是他们的研究内容以及未来可能的发展方向，同时还将提供一些今天就可以开始实施的延缓心脏衰老的建议。

什么是细胞外基质？

细胞外基质（ECM）是由分子和矿物质组成的网络，位于细胞之间。它通常被称为细胞的“支架”，在体内扮演着许多重要角色。具体来说，它通常提供结构支持，防止不同组织相互粘连，增强细胞间的通讯，并协助伤口愈合。这些功能为何对心脏健康至关重要呢？

ECM与衰老心脏的关系

根据最近发表在《自然材料》（Nature Materials）上的论文，作者表示：“众所周知，ECM的力学特性、组织结构和组成会随着年龄变化。”他们解释说，这些ECM的变化可能是导致心脏肌肉随年龄增长而变硬的原因之一。与年龄相关的改变会触发所谓的“心脏成纤维细胞”，这可能导致纤维化：即结缔组织的堆积，类似于疤痕形成。

虽然纤维化是一种重要的修复功能，可帮助受损的心脏组织恢复，但当其失去控制时，会导致ECM变得更僵硬、更不灵活。对于心脏来说，这会降低其泵血的效率。

专注于ECM的研究相对较新颖。“大多数关于衰老的研究都集中在细胞如何随时间变化，”该研究的资深作者、新加坡国立大学机械生物学研究所助理教授詹妮弗·杨（Jennifer Young）解释道，“我们的研究则着眼于ECM，以及这种环境的变化如何影响心脏衰老。”

DECIPHER：一种混合生物材料

为了揭示ECM在心脏健康中的作用，研究团队设计了一种名为DECIPHER（DECellularized In Situ Polyacrylamide Hydrogel-ECM hybrid）的高科技模型。该模型使用了来自大鼠的心脏组织和一种实验室制造的凝胶，后者具有与ECM相似的物理特性。

作者解释说，此前尚不清楚是细胞信号的变化还是组织硬度的变化更能解释与年龄相关的心脏功能下降。

“DECIPHER平台解决了这个问题，”该研究的第一作者艾弗里·孙（Avery Rui Sun）在新闻发布会上表示。他进一步解释称，这个平台可以让研究人员独立控制呈现给细胞的硬度和生化信号——这是以往任何使用天然组织的系统都无法做到的。

换句话说，他们可以调整模型，观察当细胞信号像年轻心脏一样运作时，但在较老、更僵硬的ECM环境下会发生什么。反之，他们也可以模拟在年轻、灵活的ECM环境下，老化心脏的生化信号。结果表明，年轻的细胞信号能够抵消较硬ECM带来的负面影响。相反，年轻细胞在“老化”的ECM上表现出功能障碍的迹象。

“这意味着围绕老化心脏细胞的生化环境比硬度更重要，”詹妮弗·杨总结道。

这意味着什么？

医学新闻网站《今日医学新闻》（Medical News Today）联系了未参与该研究的介入性心脏病学家尼尚特·卡尔拉博士（Nishant Kalra），他是Ingenovis Health旗下公司VitalSolution的首席医疗官。他告诉我们：“年轻心脏组织中的表面分子（配体）可以防止促进纤维化的细胞被激活，即使组织像老化心脏组织一样僵硬。这为针对细胞外环境以减缓心脏衰老提供了新的方法。”

下一步：进行人体研究

“这项工作为识别分子机制和潜在治疗靶点提供了平台，从而预防或逆转与年龄相关的心脏功能障碍。尽管很有前景，但需要进一步验证人类转化，因为该研究使用的是大鼠细胞。”

——尼尚特·卡尔拉博士

尽管令人兴奋，但要将这些结果转化为新型治疗方法，仍需无数研究和许多年的时间。然而，有许多科学支持的生活方式改变可以帮助我们在衰老过程中保护心脏。

如何在衰老过程中保护心脏？

我们向卡尔拉博士请教了一些保持心脏健康的建议。“基于生活方式的预防心脏衰老的最佳证据策略包括：”

• 规律的有氧运动：每周至少150分钟的中等强度或75分钟的高强度有氧活动。
• 遵循健康的饮食模式：多摄入水果、蔬菜、全谷物和瘦肉蛋白，同时限制饱和脂肪、反式脂肪、胆固醇和钠的摄入，例如采用地中海饮食或DASH饮食。
• 戒烟：烟草会损害血管并增加心脏病风险。
• 充足的睡眠：每晚保证7至9小时的优质睡眠。睡眠不足会对心脏健康产生负面影响。
• 体重管理：肥胖是心脏病的主要风险因素。
• 减轻压力：找到健康的压力管理方式，例如运动、冥想或亲近大自然。

“这些行为，”他继续说道，“与减少生物和心血管衰老密切相关，这一点在大型流行病学研究中得到了证实，并受到美国心脏协会的支持。”

《今日医学新闻》还联系了英国私人医疗公司Treated的家庭医生丹尼尔·阿特金森博士（Daniel Atkinson）。他也建议减少酒精摄入。

“每周饮酒量应控制在14个单位以下（约4到5杯），避免一次性饮用超过3杯，并确保每周至少连续48小时不饮酒以让身体（包括心脏和肝脏）得到休息。”

——丹尼尔·阿特金森博士

阿特金森博士表示：“过量饮酒会带来多种健康风险，其中之一就是提高血压，从而增加患心脏病的风险。”他还解释说，过量饮酒会削弱心肌，使心脏更难向全身泵血。

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