肌肉衰老的奥秘

团队绘制模仿达芬奇风格的肌肉衰老概念图 华大供图

　　浙江在线5月17日讯（记者 何冬健）“当你老了，头发花白，睡意沉沉……”

　　当我们吟诵诗人叶芝的经典诗歌，高中校园篮球场上挺拔少年肆意奔跑的身影,与历经沧海桑田后拄拐的老人形象，在心中交织浮现。

　　时间有种魔力。两个截然不同的形象背后，最大的区别在于肌肉功能逐渐下降，这一过程被称为“肌肉衰老”。

　　近日，杭州华大生命科学研究院联合国内外研究团队，发布迄今最完整的肌肉衰老过程单细胞图谱，为我们揭示了肌肉衰老的奥秘。

　　绘制肌肉图谱

　　387000多个细胞或细胞核，来自31个不同年龄、性别和地区背景的人群，如此庞大的细胞数，可以构成一张怎样奇妙的图谱？

　　“这是一张描述衰老过程中细胞群变化的图谱。”杭州华大生命科学研究院副研究员赖毅维说，图谱尽可能覆盖了15至99岁、具有不同机能水平的人类个体，发现了老年人中新细胞群的出现，以及与这些变化相关的微观特征。

　　这些新细胞群千奇百怪，像哥伦布发现新大陆一样，透过它们，科学家将掌握肌肉衰老的密码。

　　比方说，在老年人骨骼肌的肌纤维中，发现了心肌细胞的特征——心肌细胞虽然也具有收缩能力，但它的形状很短，与柱状、多细胞核的骨骼肌完全不同。

　　该发现让研究团队非常兴奋，赖毅维说：“这种表型特征本不应该出现在骨骼肌中，说明肌纤维的细胞在衰老过程中可能混淆了自己的身份，丢失了自己的特征。”

　　此外，一些新的肌纤维群体（比如修复型和退变型肌纤维亚型）出现在老年人的骨骼肌当中，它们在年轻人的肌肉图谱中几乎看不到。

　　赖毅维表示，它们有一部分可能是肌纤维衰老中率先衰老的群体，也可能是身体为了抵抗老化，特别培养的“修补匠”，在老年人身体中发挥着特殊的保护作用，帮助维持肌肉的功能，减缓衰老过程。

　　当肌肉受到损伤时，它会移动到相应区域，提供材料、指导肌纤维的修复。随着人类年龄增大、日益衰老，肌肉也会长期受到损伤，从而调动它日夜不休修复我们的身体。就像人得不到休息会“累垮”一样，这位特别的“修补匠”如果长久工作，修复能力也会被耗竭，它便“罢工”了。

　　找到肌肉老化关键

　　就像橡皮筋一样，随着年龄的增长，肌肉从富有弹性变得松弛脆弱。其中最关键的因素在哪里呢？

　　与上文修复型肌纤维亚型相似，肌肉中还含有一种很神奇的肌肉干细胞，它在成年后便处于静止状态，“沉睡”在身体之中。但在肌肉受到损伤时，便会被激活，开始增殖分化为肌细胞，修复受损的肌肉。

　　研究团队发现，在衰老的肌肉里面，肌肉干细胞处于不断激活的循环状态。“这种常态化的激活，对于它自身维持稳定是有害的。”赖毅维说，肌肉干细胞无法维持群体的规模，最终导致它无法有效增殖和分化以修复受损的肌肉，这也可能是衰老过程中肌肉干细胞耗竭的机制之一。

　　此外在衰老过程中，免疫细胞数量会增多并启动炎症程序。这个变化表明，衰老后的肌肉在遭受损伤时更难修复，并可能促进全身性炎症和加速老年人整体身体功能的衰退。

　　另一个关系到肌肉老化的关键发现是，快速肌纤维与慢速肌纤维的变化。

　　我们身体上的肌纤维分为慢速肌纤维和快速肌纤维。前者像个耐力选手，变化较慢，适应力较强，主要负责耐力型的活动，如长时间行走或骑自行车。而后者则像是爆发型选手，它们响应迅速，但也更容易疲劳，主要参与短暂而爆发的活动，比如短跑或跳高。

　　研究发现，随着年龄的增长，快速肌纤维会逐渐减少，而慢速肌纤维相对稳定，退变较为缓慢。这些变化代表了人类身体对衰老的一种自我调节机制，试图通过保留更多耐力型的肌纤维来应对老化带来的挑战。

　　“我们在临床上常提到老年人‘最后一跤’的问题。很多老年人都会经历突然间的摔倒，可能造成严重后果。”赖毅维说，这是因为老年人丢失了大量的快速肌纤维，直接影响了他们的运动能力，增加其摔倒的风险。

　　当然，年轻人也不例外。当我们缺乏足够的体育锻炼，或拥有其他不健康的生活习惯时，都会导致我们本身肌纤维的丢失，并且无法维持肌肉的稳态。

　　赖毅维提示，肌肉本身是一个重要的代谢器官，可以帮助身体维持糖稳态的平衡等。肌肉稳态的丢失，不仅会导致我们运动能力的减弱，还将导致身体新陈代谢水平的下降，如中心性肥胖，血压升高、血脂偏高，血糖高于正常值等病理性变化。

　　改善衰老的密码

　　获得2012年诺贝尔生理学或医学奖的两位科学家的成果表明，细胞重编程技术可以“回拨”细胞年龄。

　　那么，肌肉衰老的图谱能否成为科学家未来改善衰老密码的蓝本？

　　赖毅维告诉记者，衰老和疾病实际上是两个完全不一样的概念——衰老更多是非特异性的变化，它导致了疾病更容易发生。但它不是疾病本身，从衰老到疾病的转化过程之中，留有非常大的可以挽救的空间。

　　“当前我们正借助这份图谱，构筑人类的‘衰老时钟’——从细胞和分子的层面真正构建衰老的量化标准，判断人的生理学年龄。”他说，和修车一样，科学家应该先找出发生故障的原因，然后尝试用新技术新手段修复它。

　　打个比方，很难诊断是老年性肌萎缩和渐冻症的共性问题。科学家需要非常多临床的指标，如测量肌肉的耐力、MRI检查（磁共振成像）等，来衡量病情，却依旧无法准确量化该疾病发展的程度。未来可以将患者肌肉样本里的细胞或分子特征，对应到肌肉衰老单细胞图谱中，即可量化其肌肉衰老的程度。

　　“随着人类寿命的持续增加，老年人群所面临的慢性疾病问题日益受到社会的广泛关注。”负责此次研究临床研究部分的广东药科大学附属第一医院宋炎成主任表示，“本研究通过探索不同年龄、性别人群的肌肉退化情况，建立了一个全面的骨骼肌多模态单细胞图谱。该图谱促进了量化肌肉衰老模型的发展，将有助于我们更好地评估个体肌肉健康状况、预测潜在风险，并为临床实践和个性化干预计划的制定提供有力支持。相信通过持续深入的研究，未来我们将能更有效地延缓或改善肌肉衰老过程。”

　　当然就目前而言，相比于科幻电影中重返青春这样的想象，当务之急是延长人类的健康寿命，也就是促进“健康衰老”。研究团队也希望，随着研究持续深入地进行，我们对肌肉的衰老不是简单的修修补补，而是让受损细胞“回到过去”，重新开始分化和运转，延缓人类的衰老进程和疾病的发作概率。

　　也许，当我们老了，头发花白，依旧可以精力充沛地在大地上自由奔跑呢？