华盛顿：研究人员发现了一个分子"开关"，有助于解释为什么运动能保持衰老肌肉的健康。通过降低一种名为DEAF1的基因水平，体育活动使老年肌肉能够清除损伤、自我修复并保持力量。杜克-新加坡国立大学医学院(Duke-NUS Medical School)的一项新研究表明，体育活动可以恢复随年龄减弱的自然修复系统，帮助肌肉在晚年恢复并保持功能。
研究团队与新加坡总医院(Singapore General Hospital)和卡迪夫大学(Cardiff University)的合作者发现，运动有助于纠正衰老肌肉细胞内部产生的重要失衡。
这项发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS)上的研究成果为肌肉衰老背后的生物机制提供了新见解，并可能最终导致预防与年龄相关的肌肉流失的新方法。
为什么肌肉健康随年龄增长而下降
健康的肌肉不仅仅能够实现运动。它们对于维持新陈代谢、调节血糖水平和支持整体健康至关重要。从中年开始，肌肉力量和功能逐渐下降，增加了跌倒、骨折以及从疾病或受伤中恢复延迟的风险。
这些后果超出了个人健康的范畴。随着人口老龄化，肌肉流失会增加对护理人员和医疗系统的需求。因此，保持肌肉功能是维持独立性和生活质量的重要组成部分。肌肉健康的一个关键调节器是一种称为mTORC1的生长通路，它有助于控制蛋白质生产和肌肉维持。
在衰老的肌肉中，这一通路可能变得过度活跃。当这种情况发生时，肌肉更多地专注于构建新的蛋白质，而在清除受损蛋白质方面变得效率低下。
随着时间的推移，这些受损蛋白质在肌肉细胞内积累，使它们处于压力之下，并导致与衰老相关的逐渐力量丧失。
DEAF1成为关键的肌肉衰老基因
研究人员确定了一种名为DEAF1的基因是这一过程背后的一个重要因素。根据研究，DEAF1水平在衰老肌肉中上升。随着DEAF1增加，它推动mTORC1活性升高，破坏了蛋白质生产和蛋白质清除之间的正常平衡。这种失衡加速了肌肉退化。
在正常条件下，DEAF1由一组称为FOXOs的蛋白质调节。然而，FOXO活性随着年龄自然下降。因此，DEAF1不再受到严格控制，允许其水平增加，并将肌肉进一步推向修复和维护的反方向。
运动如何恢复肌肉修复
研究团队发现，只要基础调节系统仍然有反应，运动就能帮助逆转这种失衡。杜克-新加坡国立大学(Duke-NUS)癌症和干细胞生物学计划的助理教授、该研究的主要作者唐鸿文(Tang Hong-Wen)表示："运动可以逆转这一过程，纠正失衡。体育活动激活某些降低DEAF1水平的蛋白质，使生长通路恢复平衡。这使衰老的肌肉能够清除受损蛋白质，正确地重建自身，并帮助它们保持更强健和更有弹性。"
研究人员还发现了一个重要的限制。在一些较老的肌肉中，DEAF1水平变得极高或FOXO活性大幅下降。在这种情况下，仅靠运动可能不足以完全恢复肌肉的修复能力。
这一发现可能有助于解释为什么一些老年人从运动中获得比其他人更大的益处，并强调了理解肌肉衰老潜在生物学的重要性。
在果蝇和小鼠中确认的结果
为了测试他们的发现，研究人员在果蝇和老年小鼠中进行了实验。结果在两个物种中都是一致的。提高DEAF1水平导致肌肉更快地减弱，而降低DEAF1恢复了更健康的蛋白质平衡并改善了肌肉力量。这些发现表明DEAF1在不同生物体的肌肉衰老中起着保守的作用。
超越衰老的潜在益处
这项研究的影响可能超出了正常衰老的范围。DEAF1还影响肌肉干细胞，这些干细胞负责帮助肌肉修复和再生组织。这些干细胞随着年龄增长自然变得效果较差，而DEAF1的紊乱似乎使恢复更加困难。
这些发现对于从手术、疾病或癌症等慢性疾病中恢复的人也可能有价值。研究人员建议，靶向DEAF1可能在分子水平上重现运动的一些有益效果，即使在体力活动有限的情况下，也有助于维持肌肉力量。
杜克-新加坡国立大学癌症和干细胞生物学计划的研究助理、该研究的第一作者蔡诗文(Priscillia Choy Sze Mun)表示："运动告诉肌肉'清理和重置'。降低DEAF1有助于老年肌肉恢复力量和平衡，几乎就像按下倒带按钮。随着数百万老年人面临肌肉衰退的风险，了解DEAF1可能导致保护肌肉和提高生活质量的新方法。"
杜克-新加坡国立大学研究高级副院长Patrick Tan教授补充说："这项研究在分子层面上帮助解释了为什么衰老的肌肉失去自我修复能力，以及为什么运动可以在某些个体中恢复这种平衡。通过将DEAF1确定为这一过程中的关键调节器，这些发现可能导致将运动的益处带给快速老龄人口社会的新方法。"
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