你应该有过这样的经历:好久不锻炼,突然运动后会肌肉酸痛好几天,令人苦不堪言。很多人都把这种不适感归因于乳酸堆积,其实不然,乳酸不会在肌肉里留存很久,运动过程中升高的乳酸也会很快被代谢。正因这种误解,乳酸一直背负着“代谢废物”的罪名,貌似对身体毫无益处。
但近年来科学家发现,乳酸可是“良民”!对我们的身体大有益处!
美国纽约布法罗大学的学者,近期发表在《Aging Cell》的最新研究[1],亮出了乳酸的身份牌。他们找到控制肌肉衰老的按钮——乳酸受体GPR81,不仅能调控肌肉老化,甚至让早衰小鼠重获活力。
图注:论文题为《激活乳酸受体GPR81可以改善细胞和类老年痴呆模型中的衰老特征和肌肉功能》
衰老的肌肉不只变少,也会“发胖”
提到肌肉衰老,我们往往会想到肌肉量减少、力量下降。但是嘛,衰老肌肉还有另一个你想不到的变化:变油。
在衰老肌细胞中,科学家们发现了一个明显的双向代谢紊乱:一方面脂肪摄取增加;另一方面脂肪氧化能力下降,最终导致脂质不断在细胞内积累,成为肌脂化的重要表现
图注:脂质氧化受损和脂质蓄积增加是骨骼肌衰老的标志
这就有点像一个“只进不出的仓库”:摄取的脂质越来越多,氧化利用能力却越来越弱。与此同时,衰老肌细胞还伴随着氧化应激增加、线粒体功能下降以及DNA损伤等一系列衰老相关特征。
图注:绿色荧光为肌细胞的脂滴(F图右侧S组为衰老组:衰老肌细胞中有厚厚的脂肪)
问题是,为什么这些变化会同时发生?这就和乳酸受体GPR81有关。
乳酸受体GPR81
GPR81,是乳酸的特异性受体,细胞表面专门识别乳酸的信号开关。
图注:GPR81示意图
之前对GPR81受体的认知主要集中于脂肪组织。17年前的研究就发现[2],脂肪细胞的GPR81被乳酸激活后,可以抑制脂肪分解,减少游离脂肪酸释放入血,避免脂毒性的发生。
但GPR81并非脂肪组织的专属受体,它在骨骼肌内也会大量存在,表达量会随衰老而下降。无论是体外培养的衰老人体肌细胞,还是老年小鼠的肌肉,GPR81水平都明显低于年轻组。
图注:A&B:年轻肌细胞GPR81 mRNA表达比衰老组高约4倍;D&E:年轻小鼠的肌肉中GPR81蛋白表达为衰老组的2倍多
那肌肉中的GPR81受体,也和脂代谢有关?功能是否一致?来看看这个反向验证实验:在年轻健康的人骨骼肌细胞中,敲低GPR81的表达,结果发现,GPR81的表达降低后,原本年轻的肌细胞,快速出现了全套衰老表型。
图注:年轻骨骼肌细胞敲低GPR81表达后出现的衰老特征:A&B) 衰老相关SAβGal水平显著上升;C&D) ROS累积增加;E&F) 基因组的完整性被损害;H) 促进细胞周期阻滞
和脂肪组织不同,二者功能上的差异已经明确了——脂肪中的GPR81抑制脂解,而在肌肉中促进脂质氧化清除,两者功能几乎完全相反
思路打开,既然失去GPR81会加重多种衰老相关表型,那么反过来,激活它会如何呢?
已证实!激活GPR81让早衰小鼠年轻化
进一步在早衰小鼠中激活GPR81后,研究人员发现,鼠鼠的整体状态、肌肉结构与功能,均出现了明显改善。
No.1
状态“返老还童”?
从整体状态来看,对照组早衰小鼠的体重持续下降,毛发粗糙杂乱,自主活动意愿极低;而持续激活GPR81的小鼠体重平均回升8.45%,毛发顺滑整洁。活动测试显示,给药组小鼠的活动时长、移动距离及自主探索次数显著高于对照组,整体活力明显有所提升
图注:早衰小鼠的生存状态对比数据(绿色为对照组-LAKI组,红色为实验激活组-LAKI-CHBA组)
No.2
肌肉再生能力upup
受体激活组小鼠肌肉再生能力显著提升。负责肌肉再生的Pax7阳性卫星干细胞数量更多,新生的再生肌纤维占比更高,肌纤维尺寸也更大。
图注:激活GPR81的小鼠Pax7阳性卫星干细胞增多,肌纤维占比更高
肌力检测的结果更有说服力:损伤一周后,对照组小鼠的肌肉力量明显下降,而给药组的单收缩力、最大强直收缩力都显著更高,基本恢复到了损伤前的基线水平
图注:单收缩力、最大强直肌力恢复至健康水平
这套动物实验证实了激活乳酸受体GPR81不仅能改善肌肉老化、减少肌脂堆积,还能修复衰老带来的肌肉再生缺陷,实实在在地恢复肌肉功能。
所以,我们一直嫌弃的“运动后乳酸堆积”,恰恰是肌肉在努力抗衰的过程?酸痛只是暂时的,长期激活乳酸受体带来的肌肉年轻化,可能是运动珍贵的收益之一。
如何重启肌肉的“抗衰按钮”
但话又说回来,还有两类日常行为,其实会悄悄加速肌肉的老化。
第一,久坐不动。肌肉长期处于低活动状态,很少产生乳酸,导致GPR81长期缺乏刺激,表达量持续走低。长此以往脂代谢慢慢失衡,脂肪会神不知鬼不觉地钻进肌肉里[3,4]。
图注:A) 人体骨骼肌废弃萎缩导致脂质网络崩坏;D) 减少肌肉互动与脂毒性相关的二酰甘油(DAG)明显升高[3]
第二,长期高油高糖饮食。血液里的脂肪酸持续处于高位,会加重肌肉的脂肪沉积,脂毒性反过来又会损伤GPR81相关通路,形成一种恶性循环[5,6]。
图注:高脂饮食显著下调脂肪组织GPR81基因mRNA水平;高脂组GPR81蛋白表达大幅降低,脂毒性抑制GPR81通路[5]
本研究的长期价值,是为肌少症、老年肌肉衰退提供了药物研发的新方向,但对大多数健康人来说,现阶段没有任何药物能替代运动的作用。“吃药激活GPR81,不用运动也抗衰”道阻且长。
但派派依然坚持规律运动训练、减少高脂饮食,这还是当下既安全又低成本的肌肉抗衰方式。毕竟,每一次流汗、每一次举铁都是在唤醒肌肉。肌肉酸痛不仅仅意味着锻炼的痕迹,它也可能是身体发出的信号——你的肌肉,还有抵抗衰老的能力。
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