炎性衰老、肌肉丢失与抗阻运动

徐 唯

(盐城师范学院体育学院，江苏 盐城 224002)



炎性衰老、肌肉丢失与抗阻运动

徐 唯

(盐城师范学院体育学院，江苏 盐城 224002)

炎性衰老；肌肉丢失；抗阻运动

炎性衰老是一种长期的、低度的慢性炎症反应状态。它表现为循环血中炎症反应的标志物如白细胞介素(IL)-6、肿瘤坏死因子(TNF)-α、C- 反应蛋白(CRP)等明显升高，可增加2～4倍〔1〕。适度的炎症反应是机体抵御外界病原体入侵与清除自身坏死组织的一种正常生理反应，因而对人体是有益的。但是持续、稳定、低度的炎症刺激存在时，炎症就会成为一种慢性持续损害而影响周围组织的状态，最终能导致严重的组织损伤，造成一个或多个器官的损害。因此，炎性衰老是引发许多老年病的基础。研究表明，炎性衰老与许多衰老相关性疾病发生发展相关，如动脉粥样硬化、关节炎、肿瘤、糖尿病、骨质疏松、痴呆、血管病变、肥胖和代谢综合征等〔2〕。自Franceschi等在2000年首次提出炎性衰老以来，研究工作者对其机制进行了大量的研究，并提出了许多理论，这些理论包括自由基学说、应激学说、免疫衰老学说、氧化炎症学说、细胞因子学说、自噬学说等来阐述其产生的原因〔2〕，然而，这些学说并不能完全说明炎性衰老发生的原因，说明炎性衰老的发生是复杂的多因素相互作用的结果。随着进入老年，人的各个器官都会出现衰老现象，而这些衰老又会是相互影响的。炎性衰老是导致老年肌肉衰退的一个重要原因，炎性衰老与肌肉衰退是一种双向的作用，老年骨骼肌减少也是炎性衰老的一个重要原因。而抗阻运动可对此种炎性衰老因素进行有效的干预，因此，在预防与延缓炎性衰老中，应加强抗阻训练。

1 肌肉丢失是炎性衰老的一个重要因素

1.1 肌肉因子IL-6、IL-15具有抗感染性 长期以来，人们把骨骼肌系统一直当作动力供应系统和能量代谢系统，骨骼肌还是一个重要的内分泌器官，骨骼肌细胞可以分泌许多类肌肉因子，包括IL-6、 IL-8、Il-15、脑源性神经营养因子(BDNF)等，它们发挥自分泌、旁分泌及内分泌作用，对骨骼肌的代谢和重建及机体的其他系统发挥着调节功能，考虑到骨骼肌系统占人体体重的40%左右，即使骨骼肌系统分泌微量因子，也会对整体系统产生较大影响〔3〕。因此，骨骼肌系统的肌肉因子应该对机体有着重要的调节作用。骨骼肌细胞分泌的IL-6、 IL-15发挥着重要的抗感染功能，对机体促-抗感染细胞因子平衡具有重要的调节作用。

1.1.1 IL-6 研究〔4〕证实，IL-6是运动时骨骼肌分泌最早与最多，并对机体具有多功能调节作用的肌肉因子。IL-6在炎症系统中是紧随TNF-α、IL-1其后早期出现的细胞因子，在许多老年疾病中伴随着外周血IL-6的升高，因此，早期倾向于认为它是一个前炎症因子。IL-6主要具有抗感染性，它应该被归类为抗感染因子。IL-6的抗感染性主要表现在以下几方面：①IL-6 对促炎性因子TNF-α的产生具有抑制作用。IL-6能抑制脂多糖引起的人单核细胞 TNF-α 的分泌，给小鼠注射 IL-6 的拮抗剂，小鼠的 TNF-α水平显著升高，IL-6 基因敲除小鼠TNF-α 水平也显著高于对照组〔5〕，给健康人注射外源性的 IL-6 能抑制内毒素引起的 TNF-α 水平升高〔6〕。②IL-6能诱导抗感染因子IL-1受体拮抗剂(IL-1ra)和可溶性TNF受体(sTNF-R)和IL-10的产生。研究〔7〕证实，给人体注入IL-6会引发IL-1ra和sTNF-R的产生；IL-1ra与IL-1β竞争结合IL-1β受体可以阻断IL-1β的活性。IL-10是一种强效抗感染因子，它可以阻断许多细胞因子的合成，包括IL-1β,TNF-α。而且，IL-6是来自肝细胞急性期蛋白的主要诱导者。而这些大多数急性期蛋白具有抗感染性。③IL-6能够刺激下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA)分泌皮质醇从而抑制炎症因子的作用。在下丘脑，垂体组织都有IL-6受体，激活这些受体会引起肾上腺皮质分泌皮质醇，而皮质醇对前炎症因子具有很大的抑制作用。综上，IL-6具有非常大的抗炎症特性，运动时骨骼肌大量分泌的IL-6发挥着重要的抗感染功能。

1.1.2 IL-15 IL-15 是一种分子量为14～15 kD的因子，最初认为它是由免疫细胞分泌的、并证明具有诱导T细胞增殖、提高自然杀伤细胞(NK)的细胞毒性、促进活化的B细胞增殖和分化等重要功能的一种细胞因子〔8〕。研究〔9〕表明，机体的肌肉组织是IL-15 mRNA表达最高的组织，机体的肌肉组织也可以表达IL-15，并对机体组织的能量代谢、肌肉构建发挥着重要的调节作用。因此，IL-15也是一种重要的肌肉因子。IL-15是肌肉-脂肪相互交流作用的一个重要因子，它具有抑制脂肪组织生成的作用。而IL-15之所以具有这种作用是因为，①IL-15可以刺激脂解、抑制脂肪细胞分化和脂肪生成〔10〕;②脂肪组织本身几乎不分泌IL-15，因此，脂肪组织一般不会产生IL-15的自分泌作用，但是，脂肪组织大量表达IL-15受体(IL-15R)，因此，脂肪组织具有接受外来IL-15作用的受体；③肌肉组织是IL-15 mRNA表达最高的组织,机体的肌肉组织可以表达IL-15〔11〕。同时，许多研究表明，力量练习或有氧运动可导致循环血液中IL-15的升高，说明，肌肉因子IL-15可进入外周循环血中并作用于脂肪组织〔12,13〕。④肌肉组织IL-15 mRNA表达量与身体质量指数(BMI)、总脂肪量、躯干脂肪质量和四肢脂肪量呈负相关，说明肌肉因子IL-15确实对脂肪组织有作用。因此，以上研究结果说明，肌肉因子IL-15具有抑制脂肪组织积累的作用。研究证实，脂肪组织不仅是一个能量储存器官，也是一个巨大的炎症因子内分泌器官，脂肪细胞本身与浸入脂肪组织的白细胞可分泌大量的前炎症因子，如IL-1β,TNF-α等进入循环血液中，因此，老年个体的脂肪组织是引起“低度炎症反应状态”的一个重要因素〔14〕。由于肌肉因子IL-15可抑制脂肪组织的生成，从而降低脂肪组织的炎症因子的分泌，因此说，肌肉因子IL-15也具有抗感染性。运动时或体力活动时肌肉分泌的IL-15发挥着重要的抗感染功能。

1.2 肌肉丢失降低肌肉因子IL-6、IL-15的分泌 正常人在40岁左右开始出现衰老性肌肉丢失,到75岁以后丢失程度加剧。肌肉丢失是一个复杂的生理生化变化过程，它不仅是一个结构变化过程，更是一个肌肉功能变化过程。肌肉因子的分泌是骨骼肌的一个重要功能，因此，肌肉丢失会影响肌肉因子的分泌过程〔15〕。Hamada〔16〕研究报道，老年人股外侧肌 IL-6 mRNA 低于青年人。王今越等〔17〕研究表明，老年大鼠与青年大鼠腓肠肌/体重，IL-6 mRNA表达降低。Donatto〔18〕研究表明，肌肉丢失导致肌肉因子IL-6表达降低。肌肉IL-15 mRNA在翻译合成IL-15蛋白的过程中受许多因素的复杂调控，因此，肌肉IL-15 mRNA与肌肉IL-15表达并不相关。而肌肉可溶性IL-15R(sIL-15R)α表达是肌肉IL-15表达的重要控制因素，肌肉sIL-15Rα表达高低可以反映IL-15表达的大小，因此，肌肉sIL-15Rα表达与肌肉IL-15表达呈正相关。肌肉丢失导致肌肉IL-15 mRNA表达升高，然而肌肉丢失却导致肌肉IL-15蛋白表达下降〔19〕。另外，研究证实，随着年龄的增长，肌肉sIL-15Rα mRNA表达降低，它的降低会导致肌肉IL-15蛋白表达下降〔20〕。机体的炎症系统包括促炎症反应系统与抗炎症反应系统，正常情况下，机体的促炎症介质与抗炎症介质相互作用，使系统保持在一个促-抗感染平衡状态。骨骼肌收缩产生的肌肉因子IL-6、IL-15具有重要的抗感染性，它们参与系统的促-抗感染相互作用，对于维持系统的促-抗感染平衡具有重要作用。然而，随着年龄的增长，肌肉丢失会降低肌肉因子IL-6、IL-15的分泌，导致系统抗炎能力下降，从而导致系统促炎症反应升高。因此，肌肉丢失应该是炎性衰老的一个重要因素。

2 抗阻运动可对肌肉丢失引发炎性衰老因素进行有效的干预

2.1 抗阻运动是肌肉重建的最佳运动方式 肌肉丢失不仅降低了肌肉系统本身的功能，也给全身健康带来不利影响。衰老的肌肉具有一定的可塑性，通过一定方式的运动干预与营养干预，衰老的肌肉丢失可以得到延缓或一定程度的重建。而抗阻训练是肌肉重建最有效的运动方式，它也是临床医学与康复医学治疗与预防肌肉丢失最重要的手段〔21〕。老年人进行抗阻训练后，肌肉的力量、质量,肌纤维横断面增粗都较训练前有显著的增加，而且，力量增加的幅度要明显高于质量增加的幅度，这种力量与质量不成比例的增加说明，肌肉重建不仅是力量、体积的重建，也是肌肉深层次功能的重建〔22〕。

2.2 肌肉重建提高了IL-6、IL-15的分泌 肌肉丢失引起IL-6、IL-15分泌降低，然而肌肉丢失通过抗阻训练进行肌肉重建以后，IL-6、IL-15分泌功能是否也得到重建，对此问题的研究还未见报道。然而，通过抗阻训练进行肌肉重建以后，IL-6、IL-15分泌功能也得到重建，IL-6、IL-15分泌功能增强。

2.2.1 肌肉重建提高IL-6分泌 IL-6是一个重要的促进肌肉生长的因子，它对促进肌肉肥大有着至关重要的作用。Serrano〔23〕研究报道，IL-6对维持肌纤维基本大小不起作用，而在肌纤维的增大中，IL-6起关键作用；IL-6对肌肉肥大的促进作用是通过IL-6/信号传导与转录激活因子(STAT)3路径刺激卫星细胞增殖和迁移实现的；肌肉肥大与IL-6分泌呈正相关。Begue〔24〕对成年大鼠进行了10 w的力量训练，研究结论证实以前的报道，10 w的力量训练引起了肌肉肥大，同时IL-6在静息状态下分泌明显增加，而IL-6分泌增加与肌肉肥大显著相关。王今越等〔17〕研究说明，肌肉丢失导致大鼠肌肉质量下降，IL-6 mRNA表达降低；而通过6 w跑台运动后，老年大鼠肌肉质量增加，IL-6 mRNA表达增加，IL-6 mRNA表达增加是肌肉质量增加的重要因素。Donatto〔18〕的研究同样说明了这个观点。通过对恶质病大鼠进行8 w的力量训练，与对照组相比，训练组腓肠肌的质量与IL-6的表达均增加，IL-6的增加与肌肉增大呈正相关。

2.2.2 肌肉重建提高IL-15分泌 IL-15不仅是一个脂肪降解因子，同时它还是一个肌肉合成因子。它的合成作用表现在两个方面：①IL-15是一个强劲的刺激肌肉蛋白质合成与抑制肌肉蛋白质分解的因子〔25〕；②IL-15是拮抗TNF-α引发肌肉细胞的凋亡作用。IL-15这种促进骨骼肌蛋白合成、抑制骨骼肌蛋白降解的作用提示肌肉因子IL-15可能是一种重要的内源性抗肌肉萎缩因子。IL-15 确实具有强大的抗肌肉萎缩的作用，它对缓解因为肌肉丢失的疾病,如:恶病质，肌肉减少和失用性萎缩的效果非常明显，有的甚至恢复到正常水平〔9，26〕。而Steven〔27〕研究表明，对不同性别、不同种族人群进行10 w力量训练后，肌肉增大明显， IL-15与肌肉肥大密切相关。肌肉丢失通过力量训练进行肌肉重建的过程中，IL-15是一个重要的调节因子，肌肉重建应该伴随着肌肉因子IL-15分泌的增加，只有这样才能保证肌肉萎缩的逐渐恢复。因此，肌肉重建过程，也是一个IL-15分泌增加的过程。

抗阻运动可有效地促进肌肉重建，肌肉重建不仅是力量、质量的重建，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个重要原因，因此，抗阻运动可对此种炎性衰老因素进行有效的干预，所以，抗阻运动具有重要的预防与缓解炎性衰老作用。在抗炎性衰老的研究中，有氧运动是被大量研究证明具有有效抗感染性的运动方式，而抗阻运动对抗炎性衰老的作用，并没有得到应有的重视。抗阻运动通过肌肉重建获得的抗感染性衰老能力是有氧运动所不可替代的，与有氧运动抗感染作用结合后产生的效果是两种作用效果的叠加，产生了更大的抗炎性衰老效果。因此，在抗炎性衰老中，应加强抗阻运动，科学的方法是有氧运动与抗阻运动相结合，只有这样，抗炎性衰老的效果才会更好。长期以来，在老年锻炼中，有氧运动、柔韧运动，身心运动一直是老年人经常选择与乐于接受的运动方式，而抗阻运动是许多老年人所回避的运动项目，然而，从抗炎性衰老的角度讲，老年人应加强抗阻训练。

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〔2015-12-17修回〕

(编辑 苑云杰/杜 娟)

徐 唯(1966-)，男，副教授，硕士，主要从事运动与健康研究。

R875

A

1005-9202(2016)23-6035-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2016.23.115