988年 ，塔夫茨大學的歐文·羅森伯格創造希臘根術語“少肌症”來形容這個年齡相關的缺乏（減少症肉（中）紮爾克斯） 。肌肉衰老可能有幾個潛在因素 ，包括肌肉幹細胞數量減少 ，線粒體功能障礙 ，蛋白質質量和營業額下降 ，以及荷爾蒙放鬆管製 。肌肉質量的減少與肌肉無力相關 ，並且可能之前肌肉無力 ，這可能使許多老年人難以進行日常活動 ，例如爬樓梯甚至從椅子上爬起來 。這可能導致不活動 ，這本身會導致任何年齡段的肌肉損失 。因此 ，老年人可以進入惡性循環 ，最終導致摔倒 ，失去獨立，甚至過早死亡的風險增加 。

好消息是 ，運動可以避免甚至扭轉肌肉損失和虛弱 。最近的研究表明 ，身體活動可以促進線粒體健康 ，增加蛋白質周轉 ，並恢複參與肌肉功能的信號分子水平 。但是 ，雖然科學家們對衰老中出現的問題了解很多 ，並且知道運動可以減緩不可避免的速度 ，但這種關係的細節才剛剛開始成為焦點 。

人體骨骼肌

©密歇根大學裏奇

肌肉幹細胞的作用

骨骼肌由在胚胎和胎兒發育期間和出生後由肌肉前體細胞或成肌細胞融合形成的多核纖維組成 ，直到組織達到其成人大小 。成熟的纖維是有絲分裂後的 ，意味著它們不再分裂 。因此 ，在成年期 ，隻有肌肉幹細胞的存在才能使肌肉生長和修複成為可能 。

1961年 ，洛克菲勒大學生物物理學家Alexander Mauro利用電子顯微鏡首次描述了肌肉幹細胞 ，稱其為“衛星細胞” ，因為它們位於肌纖維的外圍 。隨後 ，研究人員證明衛星細胞是唯一能夠修複肌肉的細胞 - 這解釋了為什麽老年人肌肉損傷的恢複緩慢而且往往不完整 ：衛星細胞的數量從年輕成人肌肉細胞核總數的8％下降在大約70至75歲之後僅為0.8％ 。

當然 ，衛星細胞分裂和修複能力的下降也可能是罪魁禍首 ，但研究並不支持這一觀點 。在1989年開展的開創性研究中 ，密歇根大學的生物學家Bruce Carlson和John Faulkner表示 ，從一隻2歲大鼠中分離出來的肌肉在接種到2到3個月大的大鼠時會更快更好地修複 。最近 ，尊龍凱時從年輕人和老年人中分離出這些細胞 ，並驚訝地發現老年人類衛星細胞在培養物中以及年輕受試者中生長 。

然而 ，尊龍凱時檢查的老年人類衛星細胞的表觀遺傳指紋發生了顯著變化 ，許多基因通過DNA甲基化被抑製 。已知一種稱為sprouty 1的基因是細胞靜止的重要調節因子 。減少的 萌芽1表達可以限製衛星細胞的自我更新 ，並且可以部分解釋在衰老過程中人體肌肉中觀察到的衛星細胞數量的逐漸下降 。實際上 ，刺激sprouty 1表達可防止與年齡相關的衛星細胞損失 ，並抵消小鼠神經肌肉接頭的年齡相關性退化 。

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線粒體貢獻者

其他可能是肌肉衰老的罪魁禍首是線粒體 ，即肌肉的強大動力 。為了有效地工作 ，骨骼肌需要足夠數量的全功能線粒體 。這些細胞器代表人體肌纖維體積的約5％至12％ ，這取決於活動和肌肉專長（快速抽搐與慢抽搐） 。研究表明 ，線粒體形態 ，數量和功能的異常與老年人觀察到的肌肉質量損失密切相關 。

2013年 ，諾華公司的David Glass及其同事發現線粒體代謝途徑的標記隨著老年大鼠的顯著下調 ，這與肌肉減少症的發生有關 。盡管發現僅僅是相關 ，定時和線粒體基因表達的下降之間近乎完美的關係和少肌症的發作提供了強有力的證據表明 ，線粒體功能障礙可能是驅動肌肉減少症。調節線粒體裂變和維持線粒體體積和功能的融合過程的基因表達和蛋白質的產生也下降 ，這表明線粒體動力學在肌肉衰老過程中也受到幹擾 。

與肌肉幹細胞衰退一樣 ，線粒體健康狀況不佳的根本原因可能是基因調控 。2016年 ，來自雀巢健康科學研究所和英國曼徹斯特城市大學的AlicePannérec及其同事檢查了大鼠和人體肌肉的轉錄組 ，發現兩種物種對肌肉減少症的易感性與線粒體過程中涉及的基因網絡失調密切相關 。  ，調節細胞外基質和纖維化 ，在肌肉中形成過多的結締組織 ，由細胞外基質蛋白的積累引起 。

蛋白質質量控製

即使他們攝入大量蛋白質 ，老年人也常常無法保持肌肉質量 ，可能是因為他們的身體無法快速將蛋白質轉化為肌肉 ，以跟上組織破裂的自然速度 。此外 ，老年人的肌肉經曆較低水平的自噬 ，這是一種在健康狀態下回收使用和損壞的蛋白質 ，細胞器和其他細胞結構的過程 。這可能導致蛋白質產生和降解之間的不平衡 ，這可能與肌肉老化有關 。

參見“ 吃自己生活 ：自噬在健康和疾病中的作用 ”

可能還有其他方法減少自噬可能導致肌肉衰老和衰老期間的肌肉無力 。為了保持肌肉力量 ，肌肉細胞必須擺脫隨時間累積的細胞內垃圾 。在肌肉細胞的情況下 ，這種垃圾包括舊的細胞器 ，如線粒體和內質網 ，受損蛋白質團塊和自由基 ，所有這些都會隨著時間的推移而變得具有細胞毒性 。通過回收線粒體 ，肌肉纖維可以促進能量產生並保持肌肉功能 。如果肌肉纖維無法清除這些潛在危險的實體 ，它們將變得更小和更弱 。果然 ，在Marco Sandri的一項研究中在意大利帕多瓦大學的小組中 ，骨骼肌缺乏控製自噬的主要基因之一的小鼠Atg7具有嚴重的肌肉損失和年齡依賴性肌肉無力 。

血液信號

2005年 ，斯坦福大學幹細胞生物學家托馬斯·蘭多 及其同事將年輕和年老小鼠的血液循環結合起來 ，發現年輕小鼠血液中的因子能夠恢複老年小鼠的肌肉修複 。現在眾所周知 ，循環激素和生長因子的水平隨著年齡的增長而急劇下降 ，這對肌肉老化有影響 。實際上 ，激素替代療法可以有效地逆轉肌肉老化 ，部分是通過激活參與蛋白質合成的途徑 。

肌肉衰老如何 ：肌肉減少症 ，隨著年齡的增長肌肉質量的減少 ，可以早在30歲開始 ，並影響大部分老年人 。幸運的是 ，運動可以對抗肌肉衰老 ，可能是通過逆轉這種衰退根源的許多與年齡相關的生理變化 。

而且 ，肌肉本身是一種分泌性內分泌器官 。當肌肉收縮流入血液時產生的蛋白質 ，無論是自身還是包裹在膜結合的囊泡中 ，通過循環酶保護它們免於降解 。丹麥炎症與代謝中心和體育活動研究中心的Bente Pedersen首次使用術語肌球蛋白來描述這些蛋白質 。分泌的肌細胞因子可以局部作用於肌肉細胞或其他類型的細胞 ，如成纖維細胞和炎症細胞，以協調肌肉生理和修複 ，或者它們可以在遠端器官（如大腦）中起作用 。

盡管已經在培養物中鑒定了這些肌細胞中的一些 ，但人類肌肉纖維分泌多達965種不同的蛋白質 - 研究人員才剛剛開始了解它們在肌肉衰老中的作用 。第一個被鑒定的肌細胞因子白細胞介素-6（IL-6）通過降低肌肉環境中炎性細胞因子的水平參與肌肉維持 ，同時增加胰島素刺激的葡萄糖攝取和脂肪酸氧化 。具有高循環水平的IL-6的老年人更容易發生肌肉減少症 。另一種肌球蛋白 ，胰島素樣生長因子1（IGF-1） ，可以引發肌纖維腫脹 ，包括運動後 。IGF-1水平隨著年齡的增長而降低 ，IGF-1結合的細胞表麵受體的水平也是如此 ，過表達IGF-1的小鼠對年齡相關的肌肉減少症具有抗性 。
來自法國INSERM-圖盧茲大學代謝與心血管疾病研究所的Nathalie Viguerie及其同事最近發現了一種新的肌球蛋白 ，他們稱之為apelin 。研究人員已經證明 ，這種肽可以糾正許多在老化肌肉放鬆管製的途徑 。當注射到老鼠體內時 ，apelin促進新線粒體的形成 ，刺激蛋白質合成 ，自噬和其他關鍵代謝途徑 ，並通過增加衛星細胞的數量和功能來增強衰老肌肉的再生能力 。與IGF-1一樣 ，人體衰老過程中循環apelin的水平下降 ，這表明將apelin水平恢複到年輕成人的水平可能會改善肌肉減少症 。

鍛煉以對抗肌肉衰老

雖然肌肉損失的原因很多且很複雜 ，但現在有大量證據表明運動可以預防或逆轉許多與年齡相關的變化 ，而不活動會加速肌肉衰老 。例如 ，今年早些時候 ，伯明翰大學的 Janet Lord和倫敦國王學院的Steven Harridge檢查了125名男性和女性業餘自行車運動員的肌肉 ，並表明一生的常規運動可以減緩肌肉老化 ：沒有損失那些年齡較大且經常鍛煉的人的肌肉質量或肌肉力量 。更令人驚訝的是 ，免疫係統也沒有老化 。

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運動對肌肉健康的影響可能通過與年齡相關的肌肉損失和虛弱的多種機製起作用 。例如 ，通過鍛煉可以增加衛星細胞的數量 ，並且活躍的老年人比更久坐的個體具有更多的這些細胞 。這就是為什麽髖關節和膝關節手術前的運動可以加速老年人的康複 。

身體活動也會影響肌肉的線粒體 。缺乏運動會降低骨骼肌中線粒體的效率和數量，而運動會促進線粒體健康 。去年 ，帕多瓦大學桑德裏實驗室的Caterina Tezze發現OPA1（一種參與線粒體形成的蛋白質）水平下降與老年受試者肌肉質量和力量下降之間存在很強的相關性 ，而OPA1水平則是保持在一生中經常鍛煉的高級運動員的肌肉中 。

運動甚至可以刺激肌肉細胞 ，以維持更年輕的基因轉錄物和蛋白質水平 。例如 ，來自明尼蘇達州羅切斯特的梅奧診所的Sreekumaran Nair及其同事發現 ，高強度有氧間歇訓練逆轉了許多與年齡相關的肌肉成分差異 ，包括恢複線粒體蛋白水平 。和西蒙Melov在巴克研究所研究老齡化和馬克Tarnopolsky加拿大麥克馬斯特大學及其同事發現，雖然健康老年人（平均年齡70歲）的基因表達譜與阻力運動訓練計劃之前的線粒體功能障礙一致 ，但在短短六個月內 ，這種基因指紋完全逆轉表達水平與年輕受試者中觀察到的水平相當 。此外 ，運動改善了肌肉功能 ：老年人在訓練前比年輕人弱59％ ，之後隻有38％弱 。不同類型的運動可以在肌肉中引發可變但特定的反應 。例如 ，根據奈爾的研究 ，盡管力量訓練在製造肌肉方麵是有效的 ，但在有氧運動中進行的高強度間歇訓練（如騎自行車和步行）在對抗與年齡相關的損失和虛弱方麵在細胞水平上具有最大的影響 。

運動可以預防或逆轉許多與年齡相關的變化 ，而不活動會加速肌肉衰老 。

運動似乎也會影響自噬 。2011年12月 ，桑德裏和他的同事們首次在小鼠中報告自噬活動可以通過自願體力活動來增強 ，在這種情況下 ，在跑步機上運行 。2012年1月 ，德克薩斯大學西南醫學中心的Beth Levine團隊證實 ，運動可以迅速增加自噬活動 ，並且運動需要自噬才能產生有益效果 ：無法增加自噬的體力活躍的老鼠沒有顯示跑步後肌肉質量 ，線粒體含量或胰島素敏感性的任何增加 。

最後 ，運動也可以明顯恢複隨年齡增長而下降的肌細胞因子水平 。例如 ，當老年受試者遵循常規的身體活動計劃時 ，其身體表現的改善與循環apelin水平的增加之間存在直接關聯 。類似地 ， 伊萬Bautmans從布魯塞爾自由大學表明 ，增加的循環炎症標誌物的水平與老年患者肌肉疲勞相關 ，並且阻力訓練青壯年降低炎性myokines 。

通過這些機製和尊龍凱時尚未發現的其他機製 ，運動可以提高老年人的整體力量 ，特別是骨骼肌的代謝活力 。作為人體中最豐富的組織 ，占其總質量的30％至40％ ，肌肉不僅對運動和呼吸至關重要 ，而且對葡萄糖 ，脂質和氨基酸穩態也很重要 。因此 ，年齡相關的肌肉質量和質量的喪失有助於老年患者常見的一般代謝功能障礙 。在年齡較大的女性中 ，一小時的快走行為在第二天產生了升高的胰島素敏感性 。因此 ，鍛煉以試圖對抗肌肉衰老的後果永遠不會太晚 。

詳細了解肌肉老化中涉及的分子和細胞途徑可能為開發治療幹預措施以促進蛋白質合成和增加肌肉質量鋪平了道路 。目前 ，定期運動與良好的營養相結合仍然是對抗肌肉減少症和可能整體衰老的最有效方法 。除了詳細說明肌肉老化的根本原因之外 ，未來的研究應該尋求定義最佳的體育鍛煉和營養計劃 ，以對抗與年齡相關的肌肉損失和虛弱 。它可能不會顯著增加人的壽命 ，但它肯定會幫助人們在更健康的狀態下達到其壽命的終點 。

Gillian Butler-Browne在法國巴黎的SorbonneUniversité ，INSERM ，Institut de Myologie ，Centre de Recherche en Myologie研究神經肌肉疾病和基因治療 。在同一個機構 ，Vincent Mouly研究健康和疾病的肌肉再生 ，Anne Bigot研究肌肉老化 ，Capucine Trollet研究與年齡相關的肌肉疾病和基因治療 。