肌肉中的能量增强信号随着年龄的增长而减弱

随着人们年龄的增长，他们可能不得不更加努力地锻炼才能获得年轻人所能获得的好处。这是该杂志2月号上的一篇报告提出的建议细胞代谢《细胞出版社》(Cell Press)发表的一篇文章显示，在老年动物身上，一种增强肌肉代谢以应对运动的信号被减弱了。

研究人员发现，相对于3个月大的大鼠，两岁大鼠骨骼肌中所谓的amp活化蛋白激酶(AMPK)减慢了。研究人员称，骨骼肌中的AMPK是全身能量平衡的主要调节器，它能刺激脂肪酸的氧化和能量产生线粒体的产生(或生物生成)，这些线粒体燃烧脂肪和燃料电池。

耶鲁大学医学院霍华德休斯医学研究所研究员Gerald I. Shulman说，新的发现可能有助于解释“随着年龄的增长会发生什么”。

舒尔曼解释说，早期的研究表明，与20岁的成年人相比，即使是精瘦健康的人在70多岁时，肌肉和肝脏中脂肪堆积的发生率也更高，线粒体功能也会出现缺陷。这些代谢变化与胰岛素抵抗和随着年龄增长而发生的2型糖尿病的患病率增加有关。

舒尔曼说:“这篇论文的信息是，随着年龄的增长，AMPK通路的活性会降低。”“因此，人们可能必须更加努力地工作，才能在肌肉中保持相同水平的脂肪氧化和线粒体生物生成。”

肌肉中线粒体的数量在很大程度上决定了肌肉的代谢能力。不同肌肉中纤维的线粒体组成与它们所做的工作相对应，肌肉可以通过运动“重新编程”。

例如，舒尔曼说，马拉松运动员的骨骼肌通常有更多的线粒体含量和更大的燃烧脂肪的能力。这些特性很可能归因于AMPK通路的慢性激活。

他说:“就胰岛素抵抗和2型糖尿病而言，在我们的骨骼肌中有更多的AMPK活动可能是一件好事，因为AMPK激活刺激葡萄糖摄取，增加脂肪氧化，促进线粒体生物发生。”

在目前的研究中，研究人员开始确定随着年龄增长而出现的线粒体功能下降和细胞内脂肪含量增加是否可以追溯到AMPK的缺乏。他们比较了年轻大鼠和老年大鼠在三次“扰动”后的AMPK活性，这些扰动通常会刺激酶，进而刺激线粒体的产生。治疗方法包括急性暴露于一种刺激AMPK的化学物质，慢性暴露于另一种化学物质，通过模仿能量短缺来诱导AMPK，以及锻炼。

在每种情况下，与年轻的动物相比，年老的大鼠表现出AMPK活性的下降。他们发现，注入刺激性化学物质的年轻大鼠肌肉AMPK活性增加，这在老年大鼠中没有出现。同样，经过运动训练的年轻大鼠的肌肉中AMPK的活性增加了一倍以上。在老年大鼠中，AMPK随运动的升高“严重减弱”。他们报告说，喂养了AMPK刺激化学物质的年轻大鼠的肌肉也显示出AMPK的增加，线粒体密度增加了38%。相比之下，老年动物的AMPK活性和线粒体数量保持稳定。

研究人员总结说:“这些结果表明，与年龄相关的ampk刺激活动的减少可能是线粒体功能降低和细胞内脂肪代谢失调的重要因素，这些功能与年龄诱导的胰岛素抵抗和2型糖尿病有关。”

来源:Cell Press