病理、病因与发病机制

二、病理、病因与发病机制

(一)病理改变

人体骨骼肌分为2种类型,即慢肌纤维(Ⅰ型肌纤维)和快肌纤维(Ⅱ型肌纤维)。

老年肌肉的改变主要表现为肌肉纤维横截面积缩小,70岁以后,Ⅰ型肌纤维的横截面积下降15%~20%,Ⅱ型肌纤维下降40%,肌肉组织快肌纤维向慢肌纤维的适应性转变,神经支配减少,最终导致肌肉质量、肌肉力量以及躯体功能的下降。

在电镜下观察肌纤维变化,可见肌纤维核移至中央,出现环状纤维,纤维断裂、破碎及虫蚀样变,甚至出现空泡;肌束间脂肪细胞增加。同时,电镜下观察发现,肌少症患者的肌球蛋白及肌动蛋白量减少。

(二)病因、发病机制

肌少症是增龄相关性疾病,年龄是最主要的因素,同时也受多种其他因素共同作用。目前的病因与发病机制有以下几方面:

1.营养不足与运动减少

老年人营养不良和蛋白质摄入不足可致肌肉合成降低;运动量减少及运动强度不足导致肌肉质量减少及肌肉力量下降,而肌肉无力又使活动能力进一步降低。

2.神经-肌肉功能减弱

研究发现老年人70岁以后运动神经元数量显著减少,α运动神经元丢失达50%,神经元的失神经支配会引起肌肉神经源性障碍,支配肌肉的运动神经元数量及功能的衰退会导致肌肉力量及协调性下降。(https://www.daowen.com)

3.内分泌因素

胰岛素、雌激素、雄激素、生长激素、胰岛素样生长因子均参与肌少症的发病。胰岛素敏感性随衰老而下降,可能与体内脂肪和肌肉变化有关。肌肉作为人体最大的糖原储存位点,在全身新陈代谢中起重要作用。肌肉组织减少导致糖原储备下降、血糖升高及胰岛素抵抗。有研究发现胰岛素抵抗可能是不良肌肉健康的预测指标。目前有大量研究发现,肌肉质量和肌肉力量随着性激素的下降而下降。生长激素和类胰岛素生长因子1(IGF-1)与躯体骨骼肌蛋白质代谢有关。研究发现生长激素和IGF-1是肌肉肥大的主要激活因子。IGF-1可正向调节丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶B途径,促进蛋白质合成,并抑制蛋白质分解。

4.炎性细胞因子

目前已经证实炎性因子能促使老年肌少症的发生,炎症标志物如白介素-6(interleukin 6,IL-6)、C-反应蛋白(C-reactive protein,CRP)、肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factorα,TNF-α)等通过激活泛素蛋白酶体途径诱导肌纤维的分解,最终导致老年人肌肉质量、力量及肌肉功能的降低。

5.肌细胞凋亡

肌肉活检显示老年人的肌细胞凋亡显著高于年轻人,肌细胞凋亡与线粒体功能失常和肌肉量丢失有关。研究证实肌少症主要累及的Ⅱ型肌纤维更易通过凋亡途径而死亡。增龄、氧化应激、低生长因子以及完全制动等可触发Caspase依赖或非依赖的凋亡信号通路。

6.遗传因素

目前遗传学研究主要集中在一些候选基因单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)与肌少症的表型,包括身体肌肉量、脂肪量和肌肉强度等关联研究,涉及的基因有GDF-8、CDKN1A、MYOD1、CDK2、RB1、IGF1、IGF2、CNTF、ACTN3、ACE、PRDM16、METTL21C和VDR等。肌少症相关的风险基因在不同种族、不同人群中存在差异,有待更多的研究去证实。

此外,目前的研究认为肠道菌群紊乱可以降低膳食蛋白质、短链脂肪酸和维生素合成,干扰营养物和胆汁酸的生物转化等途径影响骨骼肌合成。肌少症还与不良的心理因素如抑郁、害怕等有关,与非肌少症老年人相比,有抑郁症状的患者发生肌少症的风险更高。睡眠不良引起交感—迷走神经平衡改变、皮质醇分泌异常、促炎症因子增加、蛋白质合成相关激素水平降低,从而影响骨骼肌的质量、力量及功能。