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废用性肌萎缩的最新研究——机制与治疗

骨骼肌萎缩(简称肌萎缩)主要是指骨骼肌质量减少、肌肉功能的降低,肌萎缩的发生是骨骼肌蛋白质降解与合成出现负平衡的综合表现。

临床上,因机体患病(如瘫痪、心血管疾病、肌肉拉伤)或治疗措施(如骨折固定)的要求,患者需要长时间的卧床休息和制动,如果不进行康复治疗,极易诱发废用性肌萎缩;随着我国航天事业的迅速发展,失重状态下的废用性肌萎缩也是航天医学亟待解决的问题。

今天小编查阅文献,想跟大家分享一下废用性肌萎缩的相关机制与治疗方法。

有很多研究关注废用性肌萎缩,但废用性肌萎缩的发生机制仍然未完全阐明,且治疗方法也较局限,目前临床上主要采用运动疗法(如抗阻训练、耐力训练等)和电刺激疗法等用于预防和治疗废用性肌萎缩。近年来,随着细胞生物学、分子生物化学、免疫组织化学和电生理学等技术的发展,人们对废用性肌萎缩的机制有了更深入的探索,新的治疗方法也不断涌现。


01


废用状态下肌肉形态和功能的改变


形态改变


出现最直接的变化是肌肉萎缩,表现为肌肉质量下降、体积减小、肌纤维横截面积减小以及肌纤维类型发生改变。且同等废用状态下,不同肌群萎缩程度不同。在废用状态下,肌纤维类型的变化主要表现为Ⅰ型慢肌纤维数量减少,Ⅱ型快肌纤维和混合型纤维数量增多,即出现Ⅰ型向Ⅱ型的转变,但肌纤维数量不变。超微结构的高倍显微镜下最明显的改变是细胞核的退行性改变。



功能改变


废用状态下,除了肌肉质量减少,还伴有肌肉力量显著下降。且同等强度的肢体固定比卧床休息和肢体悬挂肌力下降的幅度更大。此外,力量下降幅度远超肌肉质量流失程度。




02


废用性肌萎缩发生的机制


肌肉蛋白质合成与降解失衡

肌肉质量的维持取决于两个过程的平衡:蛋白质的合成率和蛋白质的降解率。目前公认的废用性肌萎缩的本质是 蛋白质合成减弱与蛋白质降解增加,即在肌肉萎缩的情况下 可出现肌肉蛋白质的净降解。研究表明在废用状态下,骨骼肌中蛋白质的流失与三种蛋白质水解系统直接相关,即:溶酶体蛋白体系、钙活化蛋白体系和泛素-蛋白酶体途径(ubiquitin-proteasome pathway, UPP)。

线粒体

研究表明废用状态下,萎缩肌纤维中线粒体出现明显的改变(如线粒体DNA突变增多),若采用合适的方法促进线粒体生物合成,则能减少肌肉减少症等疾病状态下肌肉的萎缩。

细胞凋亡增强

近年来,骨骼肌细胞凋亡加速被认为是衰老、肌肉减少症、废用性肌萎缩发生的潜在机制。肌细胞凋亡可导致个别细胞核(肌核凋亡)和肌浆消失,而不是整个肌纤维死亡。

氧化应激水平增强

在废用和许多病理条件下,氧化应激都会增强,而且氧化应激被认为是蛋白质合成和降解失衡并导致肌肉萎缩的主要触发点。


03


废用性肌萎缩的治疗方法


1
运动疗法

运动疗法一直是临床预防和治疗肌萎缩的重要方法。许多临床和基础实验已证明,运动能有效防止肌肉萎缩,并促进废用后萎缩肌肉的恢复。目前普遍认为规律合理运动 不仅增强肌肉的抗氧化应激能力,抑制肌纤维细胞凋亡及蛋白分解,而且显著增加骨骼肌的体积,稳定肌纤维类型,增加骨骼肌的血液供应。当前较常用的方法有抗阻训练、耐力训练等。

(1) 抗阻运动:是一种众所周知的有效刺激肌肉蛋白合成的方法。对于废用性肌萎缩的防治,需重点考虑抗阻运动的强度、持续时间与运动量的关系。已有研究显示,运动量和强度与肌肉蛋白质合成率之间存在相关性,大运动量的抗阻运动对肌肉蛋白的合成有更持久的影响。另有实验结果表明低强度的大运动量抗阻运动比高强度小运动量募集更多的运动单位。

(2) 耐力训练:可以增加肌肉线粒体氧化酶活性及毛细血管数量,从而增强肌纤维的氧化能力。而不同强度的耐力训练对萎缩骨骼肌的恢复会产生不同的疗效。

2
物理因子疗法

物理因子疗法中应用最多的是电刺激疗法。研究表明,电刺激疗法对萎缩肌肉有多重功能,低频电刺激不但能够抑制肌纤维横截面积减少及肌肉质量的丢失,而且还能阻止肌肉功能的损失,维持其正常的肌张力和肌紧张。其他物理因子疗法对废用性肌萎缩也有一定的治疗效果。例如临床上常见的有针灸、拔罐、振动刺激等,通过兴奋神经—肌肉促进细胞新陈代谢,抑制肌核凋亡,从而有效改善萎缩骨骼肌的形态和功能。温热疗法可以通过提高机体的温度或局部骨骼肌的温度来诱导热休克蛋白表达,提高骨骼肌质量和蛋白含量,减轻肌肉萎缩的程度。

3
营养干预

氨基酸:蛋白质约占人体干重的54%,是组成人体成分中第二多的物质,特别是骨骼肌,含有丰富的蛋白。

4
抗氧化剂干预

维生素E是自然界中分布最广的抗氧化剂之一,是细胞膜中发现的主要抗氧化剂。除了它的抗氧化活性,维生素E也能促进特定肌肉蛋白基因表达。

5
药物治疗

药物治疗也一直是临床治疗废用性萎缩的重要手段,目前临床上用于治疗废用性肌萎缩的主要药物有胰岛素样生长因子(IGF-1)、重组人生长激素(rhGH)、抗氧化剂、维生素、促肾上腺激素释放因子2受体(CRF2R)激动剂、糖皮质 激素抑制剂及血管紧张素Ⅱ。

6
干细胞移植疗法

目前利用干细胞移植技术治疗骨骼肌萎缩和损伤是再生医学和临床医学研究的热门话题,这也为废用性肌萎缩的治疗开辟了一条新的途径。

随着研究的深入,我们会探索出更清晰的肌肉萎缩机制,面对肌肉萎缩会出现更多、更好的治疗方法。

如果您有关于康复方面的问题,可以到青岛阜外心血管病医院康复治疗科进行咨询与治疗。





王新玮青岛阜外医院康复治疗科治疗师

审:刘明强青岛阜外医院康复治疗科副主任

编:郑健健青岛阜外医院康复治疗科治疗师

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