肌肉随着年龄增长自然变弱，但科学家发现，一些与衰老相关的变化实际上可能有助于保护肌肉细胞免受损伤。新的研究揭示了衰老肌肉为何转向不同类型的肌纤维，并确定了一种可能为治疗肌肉流失提供新方法的关键分子。肌肉组织包含不同功能的纤维束。快收缩纤维产生强大且快速的运动，但相对较快疲劳。相比之下，慢收缩纤维支持持续活动，并含有更高浓度的线粒体，这些细胞结构负责产生肌肉所需的大部分能量。随着人们年龄的增长，肌肉力量下降，线粒体变得效率降低。令人惊讶的是，衰老的肌肉还发展出更高比例的慢收缩纤维，尽管这些纤维在很大程度上依赖于功能正在减弱的线粒体。研究人员在多种导致肌肉萎缩的情况中观察到了类似的变化。这提出了一个重要的问题：肌肉为何越来越依赖一种正变得不再有效的能量生成系统？ 与肌肉衰老相关的关键分子 为了调查这个问题，科学家们重点关注了心磷脂，这是一种几乎仅位于线粒体内膜中的特殊脂肪分子。心磷脂帮助维持膜独特的折叠结构，这对线粒体的正常活动至关重要。当缺乏心磷脂时，线粒体难以产生足够的能量。它们也变得不那么能够生产细胞所需的化学信号和基本材料。研究人员发现，随着小鼠和人类年龄增长或经历疾病，肌肉线粒体中的心磷脂水平下降。这一下降伴随着线粒体的结构异常和功能丧失。为了确定减少心磷脂是否直接导致这些变化，而不仅仅是与其并存，研究小组在年轻小鼠中实验性地降低了心磷脂水平。结果与自然衰老期间发生的情况非常相似。肌纤维从快收缩类型转向慢收缩纤维，符合之前在老年小鼠和人类中观察到的模式。更引人注目的是，将心磷脂恢复到正常浓度的约三分之二，开始逆转肌肉萎缩，并完全防止了受影响动物的早逝。 为何衰老的肌肉为了保护而牺牲力量 进一步的实验揭示了转变的意外解释。肌肉向慢收缩纤维的转变似乎并不只是肌肉功能的崩溃，而是一种保护反应。当心磷脂浓度下降时，受损的线粒体会产生大量的活性氧（ROS）。这些高度反应性分子可能会损害细胞结构，但它们在发出某种不对劲的信号中也发挥重要作用。研究人员发现，活性氧有助于启动从快收缩到慢收缩肌纤维的转变。当他们用抗氧化剂处理缺乏心磷脂的肌肉细胞以减少活性氧时，转变变得不那么明显。一种称为ERRγ的蛋白质在协调这一反应中发挥了核心作用。它指挥细胞重新组织线粒体并改变其肌纤维特性。当科学家抑制实验室中培养的肌肉细胞中的ERRγ时，纤维类型之间的转变完全停止。研究小组还发现，重新改造的纤维如何自我防御。缺乏心磷脂的小鼠从其血液中吸收的葡萄糖明显更多。然而，它们的肌肉并没有主要将这些额外的糖用于产生能量。相反，追踪特殊标记的葡萄糖的实验表明，肌肉细胞将糖重新引导用于生产自身的抗氧化剂。这有助于保护它们免受过量活性氧的有害影响。“纤维转换并不是肌肉失效，而是肌肉在用保护来交换力量。这也是为什么干预这一过程可能适得其反的原因：当我们给小鼠抗氧化剂以清除活性氧时，它们的肌肉情况反而更糟，并不是更好，”来自哥本哈根大学的助理教授法比安·芬格表示，他是第一和共同通讯作者。 潜在的新方法治疗肌肉流失 尽管发现指向可能的与年龄相关的肌肉下降的治疗方法，但演示保护机制和逆转肌肉流失的实验是在小鼠中进行的。人类肌肉样本仅用于确定心磷脂水平在人体内同样随年龄而下降。尽管如此，研究人员已经有一些方法来影响心磷脂。