身體不活動對年齡相關功能衰退的可能影響 (中) | 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 (中) | 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

2.2 肌力與爆發

老化過程中出現的力量損失幅度始終大於肌肉質量損失程度，我們可在針對握力（Dey等人，2009年）和下肢力量（Delmonico等人，2009年）的研究看到。一項針對1678名老年參與者進行的5年隨訪研究中，自膝關節伸肌扭矩測得的力量下降幅度是大腿橫截面積（CSA）損失的 2-5 倍（Delmonico等人，2009年）。此外，Frontera等人指出其12年的隨訪研究發現，年長男性的膝屈肌和伸肌力量下降達20-30%，股四頭肌截面積平均下降16%（Frontera等人，2000年）。在這項研究中，參與者在第1年和第 12年之間的每週習慣性身體活動程度存在顯著差異（分別為834±1409大卡和578±489大卡；P=0.05）。雖然作者結論為肌肉力量的縱向損失是繼發於老化，但也可能與隨實際年齡相伴的習慣性活動程度降低而有所混淆。根據過往指出隨年齡增長，爆發力（ x速度）比力量下降得更快（Skelton等人，1994年），特別是在活動受限的年長族群，這可能是因為失去快肌纖維的速度更快（見下文）。肌肉質量、力量和爆發力的這些變化在臨床上很重要，因為較低的肌肉質量與老年人死亡率高度相關，獨立於脂肪量和心血管危險因素之外（Srikanthan和Karlamangla，2014年）。

2.3 肌纖維數量、組成和運動單位大小及數量

骨骼肌纖維和成分變化也被證實與老化有關。骨骼肌由不同類型肌纖維組成，分別為I型（慢肌）、IIa型和IIx型（快肌），具有不同的生化及生理特徵（Peter等人，1972年；Schiaffino等人，1989年）。老化與II型肌纖維區域損失有關，主要影響IIx類型。Lexell和Taylor於早期研究將II型纖維橫截面積損失 35%與老化相連起來，這在I 型纖維中並不明顯 (Lexell和Taylor，1991年)，且已被其他研究證實（Frontera等人，2000年）。其他研究報告指出，與年輕族群相比，在股四頭測量當中發現年長者肌纖維數量較少（McPhee等人，2018 年）。這些變化已被證實發生或至少有部分發生，繼發於與年齡相關的運動單位重塑，導致II型肌纖維的去神經支配及後續I型肌纖維的補償形成（Lexell 和 Taylor，1991年）。也有其他研究對年輕和年長個體間纖維類型差異提出質疑（Kostek和Delmonico，2011年）。一項使用EMG進行的人體研究表示，與年輕族群相比，年長者脛骨前肌的運動單位數量減少（Power等，2014）。除了這種運動單位數量的損失外，老化與存活運動單位大小增加因去神經纖維的再神經支配而被連結起（Power等人，2014年；Piasecki等人，2016年）。更有人提出，健康的年長男性可以重新啟動大量肌肉纖維以補償運動神經元數量的下降，而如不進行則會導致肌少症（Piasecki等人，2018 年）。因此，老年人肌肉減少前期及減少的一顯著特徵是缺乏肌肉纖維的代償性再神經支配。但我們對於運動在老化過程中維持運動單位數量或改善去神經纖維在神經支配的能力尚待釐清。

2.4 肥胖與胰島素抗阻

老化與肌肉胰島素敏感度下降有關，其定義為胰島素響應的全身葡萄糖處理降低（Fink等人，1983年）。關於老化本身是否及為這種代謝變化的原因，或是否與年齡相關的失調（Goodpaster等人，2001年）、中心和肌肉肥胖增加（Kohrt 等人，1993年）、線粒體功能障礙（Petersen等人，2003年；Short等人，2005年）炎症（Shoelson等人，2006年；Houmard 等人，1995年），或應為控制葡萄糖轉運的細胞信號傳導機制的變化（Houmard 等人，1995）負責，一直存有爭議。很明顯這些元素如何相互作用仍存在一定程度的不確定性，以及時間刻度及個別相對影響，特別是因為缺乏受控的縱向干預研究。雖然如此，運動訓練可增加年長受試者全身及腿部胰島素敏感性（Dela等人，2019年；Søgaard等人，2018年）和氧化能力（Broskey 等，2014），此一事實強烈表現肌肉的去適應性，也就是繼發於年齡相關身體活動程度下降，是一個重大影響因素。

隨著人們年齡增長，其自然就會變得不那麼活躍，這可能導致肥胖增加和全身瘦體重降低（Dela 等人，1996年）。然而，肌肉質量的變化相當複雜，因為肥胖已被證實可以保持肌肉質量，因為行走時會需要更多的肌肉負荷能力（Murton等人，2015年）。有大量證據顯示肥胖與胰島素抵抗（Lanza等人，2008年）、內臟肥胖（Ross等人，2002年）和皮下肥胖與胰島素抵抗最顯著相關（Kelley等人，2000年和Smith等人，2001年）。在健康年長受試者中使用高胰島素箝制技術研究指出，健康個體的全身胰島素刺激葡萄糖處理並未因年齡而降低，但可能是因為與年輕組群相比體脂相對增加（Dela等人，1996年）。在肌肉質量方面方面，肌細胞內脂質 （IMCL）積累似乎也對肌肉胰島素敏感性產生顯著的負面影響，油滴的大小、位置和組成似乎都會降低胰島素敏感性（Gemmink等人，2017年）。也有人認為，老化與肥胖的增加相互結合會加劇胰島素抗阻（Kohrt 等人，1993年；Seals等人，1984年；Basu等人，2003年），但在此類研究中很難控制混雜變量。近期證據顯示，年長瘦參與者具有肌內脂質（IMCL）及胰島素敏感度與年輕受試者近似，因此很有可能在老年人中經常觀察到的肌肉胰島素抵抗和脂質積累可能是由於生活方式因素，而非骨骼肌本身的固有老化。實際上與年長的瘦參與者相比，肥胖年長受試者有明顯的胰島素抵抗並且在肌膜下區域的肌內脂質高出兩倍以上。透過年輕健康和老年健康參與者相比較，發現線粒體功能障礙與脂質誘導的胰島素抵抗有關。Petersen等人（2003年）發現線粒體呼吸能力降低與肌肉脂肪含量的增加有關 (Petersen等人，2003年)。不過這可能只是反映了隨著年齡的增長，減少習慣性身體活動對肌肉去適應和能量平衡的影響，而非脂質積累對線粒體功能的因果影響。有證據顯示IMCL含量增加對線粒體燃料選擇有不利影響，將導致線粒體在胰島素刺激期間無法從脂質氧化轉變為葡萄糖氧化（Petersen等人，2015年）。更重要的是，現有研究大多尚未確定關於胰島素抵抗和線粒體功能障礙之間的關聯。例如，某些研究沒有為隨著年齡的增長而導致肌肉線粒體含量下降進行標準化線粒體功能測量。無論驅動原因為何，肥胖都與肌肉脂質儲存和粒線體動力學的改變有關。此外，研究顯示胃繞道手術後油滴形態、粒線體動力學和胰島素敏感性變化表示這些事件之間存在關聯性（Kristensen 等人，2018年），但尚未解決機制聯繫問題（Dela和Helge，2013年) 並且這可能與年齡無關。

在男性及女性因年齡而導致的胰島素抵抗已經和與年齡相關的葡萄糖轉運蛋白4號（GLUT4）含量下降證實相關（Houmard等人，1995年），盡管調整了全身肥胖、區域肥胖及心肺健康等因素，這種關係仍舊存在。在比較年長與年輕參與者時，於股外側肌的快肌纖維中也觀察到這種與年齡相關的肌肉GLUT4含量下降，但在慢肌纖維中則無（Gaster等人，2000年）。相反地，Dela等人（Dela等人，1994年）和Cox等人（Cox等人，1985年）沒有發現肌肉GLUT4含量與年齡相關的差異。而Cox等人研究還發現了在短期鍛煉計劃後，類似的肌肉GLUT4含量相對增加（Cox等人，1985年）。目前將GLUT4含量與年齡相關的胰島素敏感性下降聯繫起來尚無明確證據定論，且可以簡單地用習慣性身體活動程度來加以解釋，因為運動訓練能夠刺激年輕及年長受試者的肌肉GLUT4含量。

本文待續

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