身體不活動對年齡相關功能衰退的可能影響 (上) | The Likely Contribution Of Physical Inactivity To Age-Related Functional Decline

身體不活動對年齡相關功能衰退的可能影響 (上) | The Likely Contribution Of Physical Inactivity To Age-Related Functional Decline

人類肌肉結構與新陳代謝的年齡相關變化：身體不活動對年齡相關功能衰退的可能影響

在英國，預計到2035年，65歲以上人口將占總人口的23%，85歲以上人口佔總人口的5%。衰老與肌肉代謝的持續性變化及功能性能力下降有關，進而失去個體獨立性。與衰老相關的肌肉代謝變化已被認為與肌肉結構改變、肌肉質量及胰島素敏感度下降有關。不過，通常歸因於肌肉衰老的生物學特徵也出現在針對身體不活動（如步數減少和臥床休息）的對照研究當中，但目前尚未釐清這些衰老特徵有多少是因為衰老本身或久坐不動所導致，而這對於Covid-19大流行期間居家隔離降低身體活動程度的情況尤為重要。當前我們對於身體不活動在與老年人肌肉衰退相關的多種負面特徵相對影響了解有限。而政府部門推薦的體育活動指南對於肌肉健康產生積極影響可以說不存在。因此，當務之急是優先研究衰老、身體活動及肌肉質量與代謝健康之間的相互作用，以便為”正常”的肌肉老化過程以及改善健康維度及幸福感策略提供相關資訊。本綜合論述將重點關注於伴隨著衰老而來的肌肉結構及新陳代謝的重要變化，並強調缺乏運動可能對於這些變化造成的影響。

關鍵字 : 缺乏活動；老化；肌少症；肌肉；新陳代謝

1. 前言

老化與骨骼肌質量、新陳代謝和功能性能力的持續性變化相關，這也與個體獨立性下降及總死亡率增加有關（Srikanthan和Karlamangla，2014年）。有鑑於到2035年時，65歲以上的人將佔英國人口的23%，85歲以上的人將5%（英國國家統計局），因此研究老化對肌肉質量和新陳代謝的影響至關重要。老化的某些特徵實際上可能是部分可逆的，Busse是第一個提出原發性老化及次發性老化者（Busse，1969年）；原發性老化是指與時間相關的內在生物化過程，與壓力、創傷或疾病無關，而繼發性衰老是繼環境和生活方式（如飲食和身體活動）影響下發生的生理衰退，由此我們可以說導致繼發性老化的部分因素是可逆的。人們隨著年齡增長，身體活動程度趨於下降（Milanović及Pantelić等人，2013年）。截至目前為止，針對老年人的研究尚未能以詳細量化方式測量身體活動程度基線，再者，比較年輕與年老族群的研究也沒有以規律性身體活動分組進行比較（Frontera等人，2000），且老年人在不運動期間肌肉體積與質量的下降是否與年輕人擁有相同軌跡也存有爭議性，有研究呈現了相反反應（Kortebein等人，2007；Suetta等人，2009）。

而這點也越來越重要，因為因應目前Covid-19全球大流行，政府部門為遏制病毒傳播而實施的行動限制導致一般人久坐不動的行為顯著增加。封鎖行為也對老年人的身心健康產生了不利影響，包括心肺功能失調、體重增加和社會孤立（Narici等人，2020 年；Kirwan等人，2020年）。與此期間，需要為年長者提供量身訂製的指導，以確保他們身體機能及恢復能力。目前世界衛生組織對身體活動的建議是18-64歲的個體至少每周進行150分鐘中等強度的有氧運動，或者至少進行75分鐘的高強度有氧運動（世界衛生組織WHO，2010年）。然而，根據估計，2009年全球至少17%的成年人未能達到這個建議，到2012年這個數字已攀升到31%，這表示全球範圍內的公共衛生問題正在惡化（世界衛生組織WHO，2010年）。部分原因是來自於在職業與家庭環境中出現的勞動力節省設備或系統的不斷增加。目前已進行了大量研究，以確定運動干預計畫對肌肉及代謝健康的有益影響，及推動這些適應的機制。然而，不活動造成的失調背後機制受到的關注要少得太多。作為一種理論結構，運動會對肌肉產生顯著的生理壓力，進而導致肌肉質量和代謝健康的積極增長，且這種壓力的持續時間相對較短。相較之下，身體不活動會產生較小幅度的相反生理訊號，且這些信號會在久坐個體中延續較長的持續時間，且誘發肌肉產生適應，只要不活動的狀態持續，就會持續存在（圖1）。因此，對於老年人許多骨骼肌代謝異常的特徵可以相對較快地在持續不活動的年輕組群表露出來，也就不足為奇。

圖1：概述身體不活動程度與肌肉代謝健康之間關係的理論結構。有人提出運動會對肌肉產生顯著的生理壓力，進而在肌肉力量、蛋白質合成和胰島素敏感性方面產生積極增益，但這種運動壓力的持續時間相對較短。相較之下，身體不羅動會產生較小的相反生理信號，但這些信號會在久坐個體中延續相當長的持續時間，且誘導肌肉適應，只要不活動持續存在就會導致相對（數小時到數天）快速的負面適應影響。

2. 與年齡相關的肌肉事件

2.1 肌肉質料與新陳代謝彈性

老化與骨骼肌質量的隱匿下降（稱為肌肉減少症）以及力量和質量的下降（稱為肌力衰弱症）有關（Mitchell等人，2012年）。然而，由於缺乏縱向研究，肌肉質量隨年齡下降的速度幾乎無一致意見。橫斷面研究則比較了肌肉質量達峰值的年輕對列（18-45歲）與年長隊列（65-90歲），結果表示年輕組群與年長組群之間肌肉質量的差異落在8%到45%之間（Tzankoff和Norris，1977年；Mitchell等人，2012年）。然而，橫斷面研究是假設年輕與年長參與者是相互匹配的，當其他因子如世代差異可能對此產生影響。在此範疇內進行的少數縱向研究中，一項針對70多歲個體進行的7年隨訪研究期間顯示，腿部肌肉質量每年減少0.7-0.8%（Koster等人，2011 年）。另一項大型橫斷面研究敘述了晚年肌肉質量的線性損失，在60歲之後加速發生（Kyle等人，2001年），其他則有研究顯示肌肉質量早在30歲時就開始下降（Janssen等人，2000年），根據此報告指出，下半身肌肉質量的損失速度也開始加快，反應出上半身的兩倍速度（Janssen等人，2000年）。一項針對健康老年人（平均年齡 67歲）的臥床休息研究發現，與臥床28天後的年輕人相比，其10天後瘦組織的損失更多，特別是下肢，這與尿氮負平衡有關（Kortebein等人, 2007年）。另一項研究則顯示了與年長參與者相比，年輕參與者的股四頭在14天固定不動情況下損失體積更大（平均年齡67 歲；Suetta等人，2009）。

肌肉質量受肌肉蛋白質合成（MPS）和肌肉蛋白質分解（MPB）的平衡調節。這種平衡受晝夜變化，主要受食物攝取（Wilkinson等人，2015年）和身體活動（Kumar等人，2009年）的刺激。營養的合成代謝作用主要受到膳食蛋白質中的氨基酸驅動，這些氨基酸會被併入骨骼肌中（Atherton和Smith，2012年）。一種導致老化過程中慢性肌肉質量的機制為合成代謝阻力，或是在進食或運動刺激後無法刺激MPS進行或抑制MPB。Cuthbertson等人比較了44名健康青年和年長男性對必需氨基酸（EAA）的反應，發現與年輕人相比，年長者對EAA肌肉蛋白分數合成率的反應較遲緩（Cuthbertson 等，2005）。值得注意的是，他們發現哺乳動物哺乳動物雷帕黴素靶蛋白（mTOR）於Ser2448和p706SK處的磷酸化，與年輕人相比，年長者下游轉譯調節器對EAA的反應增加較少，這表示老化肌肉感知營養訊號的能力降低。同樣地，與年輕族群相比，Kumar等人發現老年男性在阻力運動訓練（RET）後1-2小時的MPS反應減弱，且合成代謝信號分子的磷酸化反應減少（Kumar等人，2009年）。

在Brook等人使用重水（D2O）穩定同位素追蹤劑測量慢性MPS的研究中，發現對6週RET計畫的肥大反應遲鈍，與年輕組群相比，減少慢性MPS率於老年族群產生繼發性（Brook等人，2016年）。在本質上似乎是多重因素，反映了核醣體生成和轉譯效率減弱以及合成代謝激素濃度降低。另一項針對健康年輕人（18-28 歲）、中年人（45-55 歲）和老年參與者（65-75 歲）的20週RET的縱向研究表示，只有年輕人才能響應RET增加肌肉質量（Phillips等人，2017年）。這表示了與年齡相關的肌肥大失敗比先前了解得更早發生。不過，為了要能確定最終合成代謝阻力是否是肌少症的致病因素，仍需控制良好的縱向研究。

(與年齡相關的股四頭肌橫截面積損失和肌肉線粒體ATP生產能力損失有關，至少有部份是因為粒體體積密度的下降所致（Broskey等人，2014年）。浙江對肌肉代謝彈性對於肌肉收縮的回應產生負面影響，即骨骼肌新陳代謝對於生理壓力的回應及恢復能力。肌肉代謝恢復力也可能受到內在線粒體功能降低的負面影響，即由例如活性氧和缺陷自噬引起的每個線粒體單位的STP產量（Gonzalez-Freire等人，2015年）。可以說生理老化似乎與肌肉質量損失及代謝能力和恢復力下降有關，導致功能性能力限制，進而造成與年齡相關的繼發下降加速。

本文待續

研究原文來源 : https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S156816372100091X#!