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这篇综述全面解析肌肉减少症(sarcopenia),涵盖定义、诊断、防治及与膝关节疾病关联。
肌肉减少症:如何诊断与管理
在人口老龄化加剧的当下,肌肉减少症逐渐成为备受瞩目的健康议题。它不仅影响老年人的身体机能,还与多种疾病的发生发展密切相关。这篇综述深入剖析了肌肉减少症的定义、流行病学特征、病因、发病机制、诊断方法、预防措施、管理策略,以及其在膝关节相关疾病中的重要问题,为全面了解和应对这一病症提供了丰富的知识。
一、定义:概念的演变与明确
肌肉减少症(sarcopenia)一词源于希腊语 “poverty of flesh”,1989 年由 Rosenberg 首次提出。最初,它被简单定义为随年龄增长出现的肌肉量减少。随着研究深入,其概念不断拓展,如今已被视为一种进行性骨骼肌疾病,会引发跌倒、功能衰退、虚弱甚至死亡等不良后果。
2010 年,欧洲老年人肌肉减少症工作组(EWGSOP)将其定义为肌肉量和功能均下降的状态。2019 年,EWGSOP 进一步更新定义,强调低肌肉力量是关键特征,并建议通过低肌肉量、低肌肉质量及差的身体表现来确诊肌肉减少症,其中身体表现差更是严重肌肉减少症的重要指标。亚洲肌肉减少症工作组(AWGS)在 2014 年首次发布共识,2019 年更新后,将肌肉减少症定义为与年龄相关的肌肉量减少,同时伴有低肌肉力量和 / 或低身体表现,并根据不同国家的情况,将 “老年人” 的年龄界限设定为 60 岁或 65 岁。
二、流行病学:知晓率逐渐提升
过去,由于对肌肉减少症的认识不足,其患病率难以准确确定。随着定义的明确,相关研究不断涌现。采用 EWGSOP 定义的研究发现,欧洲 40 - 79 岁成年人中肌肉减少症的患病率为 1.6%,英国 85 岁及以上成年人中患病率为 3.6% 。在社区居住的 50 岁及以上人群中,患病率在 1% - 29% 之间,80 岁以上人群则升至 11% - 50%。依据 AWGS 标准,总体患病率在 5.5% - 25.7% 之间,男性患病率(5.1% - 21.0%)高于女性(4.1% - 16.3%)。
三、病因:多因素交织
- 神经退行性变:随着年龄增长,运动皮层、脊髓、周围神经元和神经肌肉接头等神经通路的各个部分都会发生退行性变化。脊髓中供应快速运动单位的运动神经元数量显著减少,周围神经纤维丢失且伴有髓鞘改变,神经肌肉接头和突触小泡数量也下降。这些变化最终导致肌肉纤维数量和肌肉量减少。
- 营养不良:低蛋白摄入会显著降低肌肉量和力量。研究表明,近 40% 的 70 岁及以上老年人蛋白质摄入量低于每日推荐量 0.8g/kg。维生素 D 缺乏也与肌肉减少症的发生密切相关。维生素 D 能与肌肉纤维上的受体结合,增加纤维大小,提升肌肉力量和身体表现。但随着年龄增长,维生素 D 的产生和代谢发生变化,导致其缺乏,进而增加肌肉减少症的患病风险。
- 激素变化:衰老过程中的激素变化对肌肉量和力量影响显著。男性在 50 岁左右进入雄激素缺乏期(andropause),睾酮水平降低;女性则经历更年期(menopause),雌激素、生长激素(GH)和胰岛素样生长因子 1(IGF - 1)等激素水平下降。这些激素对维持肌肉量和力量至关重要,其水平降低会导致肌肉量减少和再生能力减弱。
- 促炎细胞因子升高:老年人常见的慢性全身炎症在骨骼肌功能下降中起重要作用。全身炎症时,促炎细胞因子水平升高,直接促进肌肉肌原纤维蛋白分解,减少蛋白质合成,导致肌肉萎缩。肿瘤坏死因子 - α(TNF - α)和白细胞介素 - 6(IL - 6)与肌肉减少症密切相关,TNF - α 可增强泛素依赖性蛋白质降解并触发细胞凋亡,IL - 6 在肥胖个体中具有更显著的分解代谢作用,会导致肌肉减少性肥胖。
- 卫星细胞激活减少:卫星细胞是骨骼肌特异性的体细胞干细胞,在肌肉再生中发挥关键作用。正常情况下,卫星细胞处于休眠状态,当肌肉纤维受损时被激活、增殖并融合到受损区域进行修复。但衰老会导致卫星细胞数量减少,增殖能力下降,这是由于 Notch 配体 Delta 的表达降低,最终影响肌肉量和力量,促使肌肉减少症的发生。
四、发病机制:复杂的细胞与分子过程
- 细胞凋亡:细胞凋亡(apoptosis)在维持多细胞生物体内环境稳定中起重要作用,也是肌肉减少症的发病机制之一。在肌肉细胞中,凋亡具有独特形式,即 “肌核凋亡”,表现为肌肉细胞核浓缩、数量减少,但细胞不会完全死亡。
- 蛋白水解:自噬(autophagy)、钙蛋白酶激活和泛素 - 蛋白酶体系统是与肌肉减少症相关的蛋白水解机制。在氨基酸供应有限时,自噬通过分解细胞成分帮助细胞存活,是肌肉中主要的蛋白质降解机制。钙蛋白酶虽不直接分解肌肉收缩相关蛋白,但可通过其他蛋白水解系统促进肌节蛋白降解,在长期不活动导致的肌肉萎缩中,钙蛋白酶途径会被激活。泛素 - 蛋白酶体系统则标记待降解的蛋白质,并引导其被蛋白水解复合物分解,在肌肉萎缩时,泛素和蛋白水解复合物的表达会增加。
- Akt 信号与肌肉生长抑制素:蛋白激酶 B(Akt)激活哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号激酶,有助于增加骨骼肌质量。然而,研究发现老年人 II 型肌纤维中 Akt/mTOR/ 核糖体蛋白 S6 激酶(p70S6K)信号选择性降低。肌肉生长抑制素(myostatin)可抑制 Akt/mTOR/p70S6K 信号,进而抑制骨骼肌生长。有研究报道,睾酮可通过降低肌肉生长抑制素的表达来增加肌肉量,敲除肌肉生长抑制素基因的小鼠也表现出肌肉量增加。
五、诊断:不断完善的标准与方法
- 诊断指南:2010 年,EWGSOP 提出的诊断标准综合考虑了肌肉量和功能。2019 年,该共识进一步更新,推出了诊断肌肉减少症的临床算法,并明确了测量变量的临界值。其推荐的四步诊断路径(F - A - C - S)包括:首先通过 SARC - F 问卷或临床怀疑确定可能患有肌肉减少症的个体;然后评估肌肉力量,可采用握力(男性 <27kg,女性 < 16kg)或五次坐立试验(>15s);接着通过全身双能 X 线吸收法(DEXA)或多频生物电阻抗分析(BIA)检测低肌肉量 / 质量(如男性四肢骨骼肌质量(ASM)<20kg,女性 < 15kg;男性 ASM / 身高2<7.0kg/m2,女性 < 5.5kg/m2)来确诊;最后通过步态速度(≤0.8m/s)、短身体性能测试(SPPB,≤8 分)、定时起立行走测试(TUG,≥20s)和 400m 步行测试(未完成或完成时间≥6min)评估疾病严重程度。
AWGS 基于亚洲人群数据制定了诊断标准,并在 2019 年进行了更新。诊断时需评估肌肉质量(功能)和数量,满足以下三个标准中的两个即可诊断为肌肉减少症:肌肉量减少、肌肉力量降低、身体表现下降;满足全部三个标准则为严重肌肉减少症。测量肌肉量可采用身高校正后的肌肉量(kg/m2),通过全身 DEXA(男性 < 7.0kg/m2,女性 < 5.4kg/m2)或多频 BIA(男性 < 7.0kg/m2,女性 < 5.7kg/m2)评估;肌肉力量用握力测量,诊断标准为男性 <28kg,女性 < 18kg;身体表现通过 SPPB(评分≤9)、6 分钟步行测试(步行速度 < 1.0m/s)或五次坐立试验(12s 内完成)评估。此外,AWGS 还提出了早期识别肌肉减少症或高危个体的策略,如使用小腿围、SARC - F 问卷或 SARC - CalF 问卷进行病例筛查,引入 “可能的肌肉减少症” 概念,用于基层医疗和社区预防服务机构的初步筛查。2. 新型检测方法与工具:基于计算机断层扫描(CT)或磁共振成像(MRI)的诊断方法在肌肉减少症的研究中得到评估。CT 测量第三腰椎椎体可反映全身骨骼肌质量,用于检测肌肉减少症并预测其结局;MRI 或 CT 测量大腿中部肌肉面积能敏感反映肌肉变化,且与全身肌肉体积密切相关,还可通过肌肉衰减评估肌肉质量。超声检查作为一种可靠、便携且经济的方法,可测量肌肉厚度、横截面积和质量,能检测肌肉脂肪浸润,但在不同健康状况和功能状态人群中的预测能力还需更多研究验证。肌酸稀释试验可估算全身肌肉量,尿中氘标记肌酸水平与基于 MRI 的肌肉量测量结果相关性强。肌肉减少症生活质量问卷(SarQoL)用于评估肌肉减少症对生活质量的影响,涵盖身体、心理和社会维度,但该问卷对患者状态变化的敏感性还需纵向研究验证。3. 全球共识倡议:尽管肌肉减少症的定义和诊断方法不断发展,但缺乏全球统一共识限制了临床管理的有效性。全球肌肉减少症领导倡议(GLIS)旨在统一定义和诊断标准,推动全球共识的形成。2024 年,GLIS 通过国际两阶段德尔菲共识过程,提出了肌肉减少症的全球概念定义,明确了其作为一种全身性骨骼肌疾病的特征,以及肌肉量、肌肉力量和肌肉比力量等关键组成部分,同时确定了肌肉减少症的多种不良结局。
六、预防:健康生活方式是关键
澳大利亚和新西兰肌肉减少症与虚弱研究学会(ANZSSFR)建议通过健康的生活方式预防肌肉减少症,包括均衡饮食、保证充足蛋白质摄入和定期锻炼。对于有肌肉减少症风险因素的个体,应遵循专业制定的个性化运动和饮食计划。
研究表明,食用植物性食物,如植物蛋白、水果、蔬菜、坚果和植物油,对肌肉减少症患者有益,能为肌肉提供平衡的维生素和丰富的抗氧化剂,改善肌肉量和力量。同时,保持健康的生活方式,如合理的体重指数、适量饮酒、戒烟、积极参与社交活动和保证充足睡眠,即使在患有抑郁症(肌肉减少症的风险因素之一)的情况下,也能降低肌肉减少症的发生风险。
七、管理:多管齐下应对疾病
- 抗阻运动:抗阻运动是管理肌肉减少症最有效的方法。持续 3 个月及以上的抗阻运动可显著改善肌肉减少症相关指标。研究显示,抗阻运动联合有氧运动和平衡训练,能有效提高肌肉减少症患者的生活质量和身体功能,且补充营养有助于增强肌肉力量。一些简单易行的日常运动,如坐立试验,也能对肌肉减少症患者的功能改善起到积极作用。
- 营养支持:充足的蛋白质摄入,尤其是富含亮氨酸的乳清蛋白,以及充足的水分摄入对肌肉减少症的营养管理至关重要。ANZSSFR 建议老年肌肉减少症患者每日蛋白质摄入量为 1 - 1.5g/kg。此外,维生素 D、肌酸、ω - 3 脂肪酸和益生菌的摄入也有助于管理肌肉减少症。研究表明,补充乳清蛋白、亮氨酸和维生素 D,结合运动,可增加肌肉减少症患者的肌肉量,提高肌肉力量和身体功能。
- 减少多重用药:多重用药与肌肉减少症的发生相关。研究发现,肌肉减少症患者中多重用药的患病率更高,且用药数量更多。因此,对于服用多种药物的肌肉减少症患者,考虑减少用药有助于改善其功能。有研究对中风后肌肉减少症患者进行的研究显示,减少用药对患者出院时的功能独立性和回家出院的可能性有积极影响。
八、未来治疗方向:充满希望的探索之路
- 药物治疗:目前,美国食品药品监督管理局(FDA)尚未批准用于治疗肌肉减少症的药物,但相关研究正在积极开展。选择性雄激素受体调节剂(SARMs)的临床试验表明,其可增加老年女性肌肉减少症患者的瘦体重,但对肌肉力量和身体功能的改善不明显。抑制肌肉生长抑制素和激活素 A 的单克隆抗体 bimagrumab 在 II 期研究中显示出能增加肌肉减少症患者的握力和大腿肌肉质量,改善 6 分钟步行测试结果,但在 III 期研究中未显示出明显疗效。
- 个性化营养供应:由于个体的性别、肠道微生物群和生活方式等因素不同,相同食物可能会引起不同的代谢反应。个性化营养根据个体差异制定饮食方案,有望更有效地预防和管理肌肉减少症。有研究报道,个性化饮食可改善社区老年人的 400m 步行时间和腿部伸展力量,但目前相关证据尚不充分,还需更多大规模、设计良好的研究来验证其效果。
九、膝关节相关问题:肌肉减少症的重要影响
- 与膝关节骨关节炎的关联:膝关节骨关节炎和肌肉减少症常同时存在,二者之间可能存在相互作用。生物力学研究表明,骨骼与关节周围肌肉之间的信号改变可能导致肌肉萎缩或无力,进而影响骨关节炎的发生、发展和严重程度。研究显示,膝关节骨关节炎患者中肌肉减少症的患病率高于非骨关节炎患者,肌肉减少症可能通过改变肌肉组成而非肌肉力量促进膝关节骨关节炎的发展。然而,也有研究认为,肥胖和肌肉减少性肥胖与膝关节骨关节炎风险相关,而肌肉减少症本身与膝关节骨关节炎并无关联,这提示在研究中需要区分肌肉减少症和肌肉减少性肥胖患者,以明确肌肉减少症对骨关节炎的影响。
- 对全膝关节置换术(TKA)结局的影响:肌肉减少症会影响 TKA 患者的恢复,增加并发症风险。研究发现,肌肉减少症患者在 TKA 术后的膝关节协会临床和功能评分较低,并发症发生率较高,包括输血、肺炎、尿路感染、假体骨折、假体脱位和机械松动等。此外,肌肉减少症还与假体周围关节感染相关,较低的腰大肌 - 腰椎指数(sarcopenia 的一个有效标记)与感染风险增加有关。
十、结论:重视肌肉减少症,积极应对挑战
肌肉减少症是一种在老年人群中常见且需要高度重视的病理状态。虽然它与衰老密切相关,但通过健康的生活方式,如均衡饮食、适度运动等,可以有效预防。目前,尽管缺乏批准的治疗药物,但抗阻运动和合理的营养补充是管理肌肉减少症的重要手段。鉴于肌肉减少症病因复杂,个性化的治疗方法可能是未来的发展方向。此外,积极管理肌肉减少症对预防和治疗膝关节疾病,如膝关节骨关节炎,具有重要意义。未来,需要进一步加强研究,明确肌肉减少症的发病机制,完善诊断和治疗方法,以提高老年人的生活质量和健康水平。