几十年来,我们都知道体力活动会削弱肌肉。问题始终是为什么。新加坡杜克-新加坡国立大学医学院的一项新研究发表在该领域的领先期刊上,在分子水平上提供了答案:一个名为DEAF1的基因会随着年龄的增长而增加,并破坏产生新蛋白质和消除受损蛋白质之间的平衡。运动可以降低它,使细胞恢复年轻的功能。
问题:更多生产,更少清洁
这个过程的核心是一个名为mTORC1的细胞通路,它负责两个并行的事情:构建新的蛋白质和去除受损的蛋白质(自噬)。在年轻的肌肉中,两者是平衡的。在衰老的肌肉中,mTORC1 变得过度活跃,不健康。他继续建造,但停止清洁。
结果:受损的蛋白质在细胞中积聚。它们占据空间,干扰机制,最终细胞衰弱。随着年龄的增长,这个过程会导致肌肉力量下降、肌肉减少症和肌肉质量损失。
发现:谁过度激活 mTORC1?
杜克-新加坡国立大学癌症与干细胞项目唐洪文教授领导的团队正在寻找罪魁祸首。经过对老年小鼠和人类细胞的一系列实验后,他们鉴定出了它:一种名为DEAF1的基因。 DEAF1 水平随着肌肉年龄的增长而增加。随着 mTORC1 的升高,它会开始竞争。蛋白质积累。肌肉力量减弱。
“锻炼可以扭转这一过程并纠正不平衡,”唐教授解释道。 “该活性激活了降低 DEAF1 水平的蛋白质,并使生长途径恢复到正常平衡。”
运动如何降低 DEAF1 水平?
团队追踪分子链。当肌肉在训练期间收缩时,它会激活检测机械负荷的传感器。这些反过来又会激活抑制 DEAF1 表达的酶。运动后数小时内,肌肉 DEAF1 水平下降。 mTORC1 恢复到正常速率。受损蛋白质的消除得到更新。
让团队感到惊讶的是:即使在非常老的小鼠中,当 DEAF1 被基因去除后,肌肉也显示出再生的迹象。握力得到改善,肌肉质量增加,受损纤维被健康纤维取代。也就是说,即使没有体力活动,仅 DEAF1 的减少就足以产生“就像我们在锻炼一样”的效果。
含义:模拟运动的药物?
这一发现开启了三种实际的可能性:
- 新的药物靶点。一种特定的 DEAF1 抑制剂可能是治疗无法运动的成年人(术后、慢性病、卧床不起)肌肉减少症和肌肉萎缩的候选药物。
- 肌肉健康的生物标志物。肌肉活检中的 DEAF1 水平可用于估计组织的生物学年龄。
- 改进培训方案。如果我们知道什么类型的运动最能降低 DEAF1(有氧运动?力量训练?HIIT?),我们就可以为成年人提出具体建议。
为什么这比以前的研究更重要
我们过去曾得到过关于身体活动和细胞通路之间联系的暗示。但 DEAF1 是第一个解释从收缩到蛋白质更新整个链条的基因。他回答了“当我运动时分子中究竟发生了什么?”的问题。并给出明确的答案。
你现在可以做什么
- 每周 2-3 次抗阻训练仍然是针对 DEAF1 最有力的干预措施。
- 增量训练比“每隔几天”更好。 DEAF1 水平在 48-72 小时内再次上升,因此频率有优势。
- 与充足的蛋白质相结合(60 岁以上每天每公斤体重 1.2-1.6 克)可增强效果。
在 DEAF1 抑制剂药物上市之前(预计需要 5-7 年),降低该基因最可靠的方法是最简单的:站起来锻炼身体。
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