肌肉质量竟然影响认知健康

那么，肌肉变差和大脑变差之间有什么关系呢？

答案可能跟肌肉运动时释放的一种叫肌动蛋白的化学物质有关，这种物质和大脑健康有很大关系。

如果我们考虑到胰岛素不平衡、蛋白质代谢不正常、线粒体功能受损、炎症加重等问题，就能看出为什么思考能力会下降。

Oudbier等人在他们最近的评论中详细分析了这些关系。在这篇研究评论中，我们仔细研究了他们的分析，揭示了骨骼肌和大脑之间的生化和生理联系，以及思考能力下降背后的身体机制。

“肌肉减少症”这个词可能会让人想到老年人肌肉变弱和体力下降的画面。但是，这种在老年人中常见的肌肉质量和力量的下降，影响远不止身体变脆弱那么简单。它不仅增加了摔倒、骨折的风险，或者让老年人更依赖外部照顾——肌肉减少症可能还在悄悄损害认知健康。

最近的数据显示了一个令人担忧的趋势：有肌肉减少症迹象的老年人，患痴呆症的风险是没有肌肉减少的同龄人的三倍多。虽然握力变弱和肌肉质量减少已经被认为是认知能力下降的指标，但这背后的原因仍然不清楚。

但是，肌肉和大脑之间到底有什么关系呢？

答案可能在于一种叫做肌动蛋白的物质——这是我们的肌肉在运动时释放的特定化学物质，与大脑健康密切相关。考虑到胰岛素失衡、蛋白质代谢异常、线粒体功能受损（这是我们细胞的能量中心）以及炎症加剧等问题，认知能力下降的画面就显现出来了。

在最近一篇题为《解释低骨骼肌质量与认知功能之间关系的病理生理机制》的综述中，Oudbier等人试图回答这个问题。这篇综述从一百多篇关于肌肉力量、身体表现与认知之间关系的出版物中提取数据，探讨了骨骼肌和大脑之间的生化和生理联系，以及认知能力下降背后的病理生理机制。

他们的发现主要集中在四个可能将肌肉衰退与认知老化联系起来的关键机制：系统性炎症的连锁反应、胰岛素抵抗、异常蛋白质积累和线粒体功能障碍。

肌肉老化：内部究竟发生了什么？
随着年龄增长，我们的肌肉会发生一些有趣但也很麻烦的变化。到了60岁，从30岁开始，我们的肌肉质量每十年会减少3%到8%（14）。

为什么会这样呢？

我们的肌肉主要由两种纤维组成：慢肌纤维（I型）和快肌纤维（II型）。II型纤维就像短跑运动员，爆发力强，而I型纤维更像马拉松运动员，耐力好，因为它们含有更多的线粒体（15）。有趣的是，随着年龄增长，II型纤维比I型纤维消失得更快（16）。

随着年龄增长，我们的免疫系统也会变弱，导致炎症因子（如IL-1β、IL-6和TNF-α）增加（16）。这种炎症会引发一系列问题，比如线粒体（细胞的“发电厂”）产生的能量减少，同时有害的活性氧（ROS）增加，进一步损害线粒体（16）。这个过程会导致胰岛素抵抗等代谢问题，并激活泛素-蛋白酶体系统（UPS），这是肌肉退化的主要原因（17）。

肌肉萎缩的核心是“合成代谢阻力”。简单来说，就是即使你给肌肉提供了生长所需的材料，它们也无法有效利用。这主要是因为随着年龄增长，我们对合成代谢信号（如氨基酸）的反应变弱了（16）。有一种叫mTOR的信号通路，负责在氨基酸存在时启动肌肉生长，但年龄大了，mTOR的反应也变迟钝了（18）。所以，即使老年人摄入的蛋白质量和年轻人一样，他们合成蛋白质的效率也会降低（16）。

更糟糕的是，随着年龄增长，线粒体的数量减少，而且它们的DNA中会积累突变（19）。这为细胞死亡埋下了伏笔。此外，氧化应激增加，导致ROS激增，形成恶性循环：有缺陷的线粒体会产生更多有问题的线粒体（19）。

总结一下：我们的肌肉就像一个乐队，每个部分都至关重要。随着年龄增长，一些“乐器”开始出问题，影响整个乐队的表现。接下来，我们会探讨这个“乐队”如何与我们的认知能力联系起来。

衰老的心灵：认知衰退的谜团
年龄是不可避免的，它不仅是肌肉质量下降的主要风险因素，也是认知能力下降的主要原因。根据世界卫生组织的数据，全球有5500万人患有痴呆症（20）。更令人担忧的是，随着全球人口老龄化，痴呆症病例预计每五年会翻一番（21）。

那么，随着年龄增长，我们的大脑会发生什么变化呢？

大脑的变化非常复杂。与普遍看法不同，我们并不会因为年龄增长而大量失去神经元。实际上，中枢神经系统中与年龄相关的神经元损失不到10%，而且仅限于特定区域（23）。

相反，变化更加微妙但影响深远：轴突（神经元之间的“通讯线路”）减少，突触（神经元之间的连接点）减少，树突（神经元的分支）变短，树突棘（树突上的微小突起，负责传递信息）消失（22）。许多专家认为，这些变化是导致与年龄相关的认知能力下降的重要原因（22,23）。

肌肉质量下降和认知能力下降之间的联系并不简单，但一些分子机制提供了两者之间的关联，比如肌肉释放的肌动蛋白、炎症、胰岛素问题、蛋白质异常积累、氧化应激和线粒体功能障碍（24）。

神经炎症是一个关键因素。随着年龄增长，身体会产生更多炎症化学物质。虽然大脑有血脑屏障（BBB）保护，但这些化学物质有时会突破屏障，导致大脑炎症（24）。在阿尔茨海默病（AD）等疾病中，这种炎症会加剧病情。例如，AD患者大脑中的Aβ蛋白积累会激活小胶质细胞（大脑的“看门人”），但它们会释放更多炎症化学物质，进一步损害大脑（24）。

胰岛素也是一个重要因素。虽然我们通常认为胰岛素与血糖调节有关，但它对大脑也至关重要。随着年龄增长，大脑中的胰岛素受体减少（25,26），这可能导致神经退行性疾病。当胰岛素在大脑中无法正常工作时，会导致有害蛋白质（如tau蛋白）增加、大脑可塑性下降和炎症加剧，最终引发认知问题（25,27）。

mTOR失调也是认知衰退的关键因素。mTOR是细胞生长、分裂和蛋白质管理的“主开关”（18）。随着年龄增长，mTOR信号紊乱，影响线粒体功能和大脑能量管理（28）。

线粒体功能障碍是另一个重要机制。随着年龄增长，线粒体损伤积累，尤其是线粒体DNA中的突变增加（29）。这些损伤会导致ROS增加，进一步损害线粒体，形成恶性循环（24,29）。

机制1：炎症联系
肌肉减少症与低水平的全身性炎症密切相关（30），而这种炎症与认知障碍甚至痴呆症有关（31）。随着年龄增长，免疫系统发生变化，导致“免疫衰老”和“炎症衰老”（32）。久坐的生活方式也可能加剧炎症，尤其是脂肪组织中的促炎物质增加（33,34）。

大脑的反应：这些炎症因子进入大脑后，会激活小胶质细胞，释放更多炎症化学物质，干扰大脑功能，如记忆编码，并加剧Aβ等有毒物质的作用（41-44）。

IL-6的作用：IL-6是一种具有双重作用的细胞因子。在肌肉收缩时，它作为抗炎剂，但在大脑中，它可能通过“跨信号传导”途径引发炎症（47,48）。久坐和肥胖会加剧这种有害的炎症反应（50,51）。

机制2：胰岛素代谢
骨骼肌在葡萄糖代谢中起关键作用。肌肉质量下降会导致胰岛素抵抗，进而影响认知能力（68,69）。随着年龄增长，胰岛素抵抗加剧，导致大脑胰岛素信号紊乱，引发Aβ积累和tau蛋白过度磷酸化，最终导致认知衰退（74,75）。

机制3：蛋白质代谢
随着年龄增长，肌肉蛋白质合成减少，导致“合成代谢阻力”（82）。错误折叠的蛋白质积累会引发氧化应激，损害神经元功能（86）。泛素-蛋白酶体系统（UPS）功能失调会进一步加剧Aβ积累，推动阿尔茨海默病的发展（87）。

机制4：线粒体功能障碍
线粒体是细胞的“发电厂”，随着年龄增长，线粒体功能下降，导致能量产生减少和ROS增加（89,90）。这种功能障碍会引发细胞凋亡和炎症，进一步损害肌肉和大脑（94,95）。线粒体功能紊乱与阿尔茨海默病的Aβ积累和tau蛋白变化密切相关（102-104）。

肌动蛋白：肌肉与大脑的桥梁
肌动蛋白是肌肉在运动时释放的化学物质，它们可以影响大脑健康。例如，FNDC5/鸢尾素和BDNF（脑源性神经营养因子）可以促进神经发生和大脑可塑性（105-108）。久坐会减少肌动蛋白释放，增加炎症风险（109）。

双向关系：大脑对肌肉的影响
虽然肌肉健康影响认知功能，但认知健康也可能影响肌肉健康。认知障碍可能导致肌肉质量和力量下降，形成恶性循环（113-115）。未来的研究需要进一步探索这种双向关系。

总结
肌肉和大脑之间的关系非常复杂，涉及炎症、胰岛素、蛋白质代谢和线粒体功能等多个机制。理解这些机制有助于我们找到延缓或阻止认知衰退的方法。鼓励体育锻炼可能是保持肌肉和大脑健康的最佳方式之一。