“当你老了,头发花白,睡意沉沉……”
当我们吟诵诗人叶芝的经典诗歌,不禁感叹:岁月匆匆,如驷之过隙;牙牙稚儿,已垂垂暮老。
两个截然不同的形象背后,是科学上被称为
“肌肉衰老”
的过程。
近日,杭州华大生命科学研究院联合国内外研究团队,发布
迄今最完整的肌肉衰老过程单细胞图谱。
肌肉衰老的奥秘,由此揭示。
“这是一张描述衰老过程中细胞群的变化的图谱。”杭州华大生命科学研究院副研究员赖毅维说,图谱涵括387000多个细胞或细胞核,它们来自31个不同年龄、性别和地区背景的人群,尽可能覆盖了15至99岁、具有不同机能水平的人类个体。
如同哥伦布发现新大陆一般,
他们发现了老年人中新细胞群的出现,以及与这些变化相关的微观特征。
比方说,在老年人骨骼肌的肌纤维中,发现了心肌细胞的特征——心肌细胞虽然也具有收缩能力,但它的形状很短,与柱状、多细胞核的骨骼肌完全不同。
该发现让研究团队非常兴奋——这种特征本不应该出现在骨骼肌中。说明肌纤维细胞在衰老过程中可能混淆了自己的身份,丢失了自己的特征。
肌肉中还含有一种很神奇的肌肉干细胞,它在成年后便处于静止状态,“沉睡”在身体之中。但在肌肉受到损伤时,这些“修补匠”便会被激活,开始增殖分化为肌细胞,以修复受损的肌肉。
他们发现,在衰老的肌肉里面,肌肉干细胞处于不断激活的循环状态。“这种常态化的激活,对于它自身维持稳定是有害的。”赖毅维说,肌肉干细胞无法维持群体的规模,最终导致它无法有效增殖和分化以修复受损的肌肉,最终可能导致耗竭而“罢工”。
另一个关系到肌肉老化的关键发现是,快速肌纤维与慢速肌纤维的变化。
我们身体上的肌纤维分为慢速肌纤维和快速肌纤维。前者像个耐力选手,变化较慢,适应力较强,主要负责耐力型的活动,如长时间行走或骑自行车。而后者则像是爆发型选手,它们响应迅速,但也更容易疲劳,主要参与短暂而爆发的活动,比如短跑或跳高。
研究发现,
随着年龄的增长,快速肌纤维会逐渐减少,而慢速肌纤维相对稳定,退变较为缓慢。
“我们在临床上常提到老年人‘最后一跤’的问题。很多老年人都会经历突然间的摔倒,可能造成严重后果。”赖毅维说,这是因为
老年人丢失了大量的快速肌纤维,直接影响了他们的运动能力,增加其摔倒的风险。
当然,年轻人也不例外。当我们缺乏足够的体育锻炼,或拥有其他不健康的生活习惯时,都会导致我们本身肌纤维的丢失,并且无法维持肌肉的稳态。
要知道,肌肉本身是一个重要的代谢器官,可以帮助身体维持糖稳态的平衡等。
肌肉稳态的丢失,不仅会导致我们运动能力的减弱,还将导致身体新陈代谢水平的下降,引起如中心性肥胖,血压升高、血脂偏高,血糖高于正常值等病理性变化。
获得2012年诺贝尔生理学或医学奖的两位科学家的成果表明,细胞重编程技术可以“回拨”细胞年龄。
那么,肌肉衰老的图谱能否成为科学家未来改善衰老密码的蓝本?
其实,衰老和疾病实际上是两个完全不一样的概念——衰老更多是非特异性的变化,它导致了疾病更容易发生。但它不是疾病本身,从衰老到疾病的转化过程之中,留有非常大的可以挽救的空间。