综述:探索衰老和肌少症中运动单位和神经肌肉接头功能障碍:来自系统综述中肌电图的见解

【字体: 时间:2025年07月09日 来源:GeroScience 5.3

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  这篇综述系统分析了53项研究,揭示了衰老过程中神经肌肉接头(NMJ)结构和功能改变对肌少症(sarcopenia)发展的关键作用。通过肌电图(EMG)技术(包括表面EMG、针极EMG和单纤维EMG),研究明确了早期NMJ传递不稳定性、运动单位(MU)丢失与代偿性重塑等特征,并探讨了阻力训练、营养补充(如MFGM)和基因治疗(如DOK7)等干预潜力。

  

探索衰老和肌少症中的神经肌肉接头功能障碍

引言

衰老伴随骨骼肌功能衰退,而肌少症(sarcopenia)作为病理性状态,以进行性肌肉质量和力量丧失为特征,显著增加老年人跌倒和失能风险。尽管激素变化、炎症和营养缺乏等因素已被广泛研究,但神经肌肉接头(NMJ)功能障碍作为潜在驱动机制近年备受关注。NMJ作为运动神经元与肌纤维间的关键信号传递枢纽,其结构或功能异常可直接影响肌肉收缩效能。

研究方法

通过系统检索PubMed、Embase和Web of Science数据库,纳入53项研究(25项临床、28项动物实验),采用肌电图(EMG)技术评估NMJ功能。表面EMG用于整体肌肉激活分析,针极EMG检测单个运动单位电位(MUP),单纤维EMG(SFEMG)则通过抖动(jitter)和阻滞(blocking)量化NMJ传输稳定性。

临床研究发现

肌肉质量与功能衰退:老年群体表现出显著的最大自主收缩力(MVC)和动态力量下降,如Piasecki等报道70岁以上老年人股四头肌横截面积(CSA)减少35-50%。
运动单位重塑:衰老导致运动单位数量减少(MUNE下降30-50%),幸存单位通过轴突侧支再生扩大支配范围,表现为MUP面积增大、相位增多,但放电频率降低。例如,Sarto等发现80岁老年人胫骨前肌近纤维抖动(jiggle)值升高21%,反映NMJ传输不稳定。
性别差异:女性绝经后C末端聚集蛋白片段(CAF)水平升高3倍,伴随雌激素减少加速NMJ退化,而男性肌力衰退更早但进展较缓。

动物模型机制探索

形态学改变:老年小鼠(24月龄)NMJ呈现突触后乙酰胆碱受体(AChR)碎片化,轴突终末覆盖减少50%,完全失神经纤维比例增加。
电生理异常:单纤维EMG显示抖动值增加2倍,高频刺激下复合肌肉动作电位(CMAP)振幅递减,提示突触传递安全系数下降。
干预潜力

  • 运动:耐力训练使老年小鼠NMJ突触重叠率恢复至年轻水平,踝背屈扭矩提高40%。
  • 营养:乳脂肪球膜(MFGM)补充联合运动减少AChR碎片化,改善神经传导速度。
  • 基因治疗:AAV载体递送DOK7基因可扩大NMJ面积,使老年小鼠旋转棒测试潜伏期延长78%。

分子通路与靶点

Sirt6/YY1/Dystrophin轴:Sirt6通过单ADP核糖基化抑制转录阻遏物YY1,维持肌营养不良蛋白(Dystrophin)表达,而烟酰胺单核苷酸(NMN)可激活该通路延缓NMJ退化。
LRP4-MuSK信号:肌膜蛋白SGα通过稳定LRP4减少老年小鼠NMJ失神经,提升肌力25%。
线粒体-突触耦合:抑制VPS-34改善线粒体功能,使老年蠕虫运动神经元突触小泡释放频率恢复至年轻水平。

未来方向

开发敏感生物标志物(如CAF、NFL)用于早期诊断,优化EMG技术(如高密度表面EMG)提升NMJ评估精度,并探索靶向NMJ的多模式干预(如联合雷帕霉素与阻抗训练)以延缓肌少症进展。衰老的神经肌肉衰退虽不可避免,但通过精准干预仍可显著延长健康寿命。

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