新加坡——随着年龄增长,我们的肌肉会自然衰退。这一过程被称为肌肉减少症,可能导致老年人虚弱、跌倒和失去独立性。
但如果存在一种天然化合物,能够帮助减缓这一过程,并长期维持肌肉的健康和力量呢?
一项由新加坡国立大学科学家进行的新研究,发表在《自然·代谢》期刊上,指出了一种有希望的候选物质:葫芦巴碱。
什么是葫芦巴碱?
葫芦巴碱是一种存在于许多植物性食物中的化合物,如咖啡、葫芦巴籽和豌豆。先前的研究表明,血液中葫芦巴碱水平较低与老年人肌肉力量较弱和步行速度较慢有关。
葫芦巴碱对肌肉健康的影响
研究人员对这一关联感到好奇,决定深入探究葫芦巴碱是否直接影响肌肉健康。通过人体肌肉细胞、小鼠甚至微小蠕虫(秀丽隐杆线虫)的实验,他们发现葫芦巴碱可作为NAD+的前体,而NAD+是一种关键辅酶,其水平会随年龄增长而下降。
NAD+与细胞代谢
NAD+,即烟酰胺腺嘌呤二核苷酸,实际上是细胞代谢的“货币”。它支持产生能量并维持生命的基本化学反应。线粒体作为细胞的能量工厂,依赖NAD+正常运作。肌肉细胞富含线粒体以驱动运动。因此,与年龄相关的NAD+下降被认为是线粒体功能障碍和肌肉长期衰退的关键因素。
研究结果
“我们的发现通过揭示葫芦巴碱作为NAD+的新前体,扩展了当前对NAD+代谢的理解,并增加了开发基于维生素的NAD+生成干预措施的潜力,以促进健康长寿和对抗与年龄相关的疾病,”新加坡国立大学医学院长寿转化研究项目的文森佐·索伦蒂诺在新闻稿中表示。
实验与结果
- 葫芦巴碱处理提高了人类和小鼠衰老肌肉细胞中的NAD+水平,并改善了线粒体功能的标志物。
- 给老年小鼠喂食葫芦巴碱12周,增强了它们的握力,并保护它们免受肌肉疲劳。
- 葫芦巴碱延长了秀丽隐杆线虫的寿命,改善了其肌肉细胞的结构完整性,并帮助它们随着年龄增长保持卷曲能力。
- 经过基因改造无法将葫芦巴碱转化为NAD+的线虫,并未获得这些抗衰老益处,从而证实了与NAD+的关联。
葫芦巴碱与烟酸对比
从化学结构上看,葫芦巴碱与烟酸(维生素B3)非常相似。但与直接整合到NAD+中的烟酸补充剂不同,葫芦巴碱需要先经过几个代谢步骤。酶会去除葫芦巴碱额外的甲基基团(其化学名“N-甲基烟酸”中的“M”),生成烟酸。
随后,烟酸通过称为Preiss-Handler途径的路径被输送到细胞的NAD+工厂。
有趣的是,某些组织(如肝脏)能高效地将葫芦巴碱转化为NAD+,而其他组织(如骨骼肌)从葫芦巴碱中获得的NAD+提升较小。研究人员认为,这就是为什么老年小鼠服用葫芦巴碱后肌肉质量没有增加,但肌肉力量和耐力却得到改善的原因。
需要进一步研究
葫芦巴碱是新的神奇肌肉补充剂吗?目前还不是。研究人员警告说,肌肉减少症是一种复杂的疾病,单靠饮食可能无法完全治愈。葫芦巴碱可能是拼图中的重要一块,但老年人仍需要充足的蛋白质摄入、维生素D、欧米伽-3脂肪酸和体育锻炼来全面对抗肌肉流失。
此外,目前尚不清楚食物(如咖啡)中的葫芦巴碱有多少能转化为实验室中观察到的益处。本研究中的小鼠和蠕虫接受了相对较高的剂量,而人类数据仍只是相关性。需要随机对照试验来证明葫芦巴碱补充剂能否减缓或逆转肌肉衰老。
总结
这项研究开辟了一条令人兴奋的新道路,发现这种不起眼的植物化合物作为膳食NAD+前体,可能成为对抗肌肉减少症的盟友。如果葫芦巴碱的临床前前景在人体试验中得到证实,它有一天可能成为更强健肌肉和更健康衰老配方中的关键成分。
葫芦巴碱尤其富含于植物性食品中,如咖啡豆、燕麦、豌豆和葫芦巴籽。
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参考文献:
https://www.nature.com/articles/s42255-024-00997-x
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