年龄与肥胖协同作用导致雄性小鼠心脏功能与运动能力下降的机制研究

本研究探讨了年龄与饮食诱导肥胖(DIO)对雄性小鼠心脏功能和运动能力的协同影响。研究人员通过8周高脂饮食(HFD)干预，发现老年小鼠更易出现脂肪堆积、心肌脂质沉积和心肌细胞肥大，并伴随心脏射血分数(EF)下降和运动耐力降低。蛋白质组学分析揭示了年轻小鼠心脏存在代谢适应性改变，而老年小鼠则丧失这种代偿能力。该研究为理解肥胖加速心血管衰老提供了重要机制证据，论文发表于《GeroScience》。

　　

随着全球肥胖和老龄化问题日益严峻，两者协同作用对心血管健康的影响成为研究热点。肥胖被定义为BMI≥30 kg/m²，不仅显著增加心血管疾病(CVD)、糖尿病等风险，还与寿命缩短密切相关。特别值得注意的是，肥胖可能通过加速衰老进程直接影响寿命，BMI≥40 kg/m²的个体预期寿命减少6-13年。然而，关于衰老如何调节机体对肥胖反应的机制仍不清楚。

德国人类营养研究所(Department of Molecular Toxicology, German Institute of Human Nutrition Potsdam-Rehbruecke)的Patricia Baumgarten团队在《GeroScience》发表研究，通过建立饮食诱导肥胖(DIO)小鼠模型，系统评估了年龄对肥胖相关心脏功能障碍的影响。研究人员采用22周龄(年轻)和76周龄(老年)雄性C57BL/6J小鼠，随机分为普通饮食和高脂饮食(HFD，60%能量来自脂肪)组，进行为期8周的干预。

研究主要采用以下关键技术方法：(1)核磁共振(NMR)分析体成分；(2)代谢跑台测试评估运动能力；(3)超声心动图检测心脏功能；(4)组织学分析心肌形态；(5)蛋白质组学技术解析心脏代谢变化。

HFD诱导的体重增加和脂肪堆积在老年小鼠中更为显著
研究发现，HFD喂养导致两组小鼠体重增加，但老年HFD组表现出更快、更显著的体重增长和脂肪堆积。通过核磁共振(NMR)和附睾脂肪指数测定证实，老年HFD组脂肪质量百分比显著高于年轻HFD组(34.2% vs 28.5%)，同时瘦体重显著降低。

老年HFD小鼠表现出运动能力受损
代谢跑台测试显示，老年HFD组跑步距离显著缩短(下降约40%)，最大摄氧量(VO₂max)降低。握力测试进一步证实老年HFD组肌肉力量减弱。值得注意的是，骨骼肌形态学分析未发现明显改变，提示运动障碍可能主要源于心脏功能异常。

老年HFD小鼠心脏重量增加与心肌脂质积累和肥大相关
心脏重量在老年HFD组显著增加(约15%)，伴随心肌甘油三酯含量升高和心肌细胞横截面积增大(增加约25%)，但未观察到明显纤维化改变。

蛋白质组学揭示年龄依赖性代谢适应差异
PCA分析显示年轻HFD组心脏蛋白质谱发生显著改变，而老年HFD组变化不明显。年轻HFD组有63个蛋白质表达显著改变，KEGG富集分析发现4条与脂肪酸代谢相关通路(如PPAR信号通路)被激活。相比之下，老年HFD组这些代谢适应显著减弱。

老年HFD小鼠发展为射血分数降低的心力衰竭(HFrEF)
超声心动图显示，老年HFD组心脏输出量(下降32%)、每搏量(下降28%)和射血分数(EF降至41.4±5.62%)均显著降低，符合HFrEF诊断标准，而年轻HFD组心脏功能保持正常。

这项研究首次系统阐明了年龄对肥胖相关心脏功能障碍的调节作用。研究发现年轻心脏能通过蛋白质组水平重塑(特别是脂肪酸代谢通路激活)适应代谢压力，而老年心脏则丧失这种代偿能力，导致脂质堆积、心肌重构和功能衰竭。这些发现为理解"肥胖加速衰老"假说提供了分子证据，提示年龄是肥胖相关心脏并发症的关键调节因素。研究局限性包括仅使用雄性小鼠和相对较短的干预时间，未来研究可扩展至雌性模型和更长观察期。该成果为开发针对老年肥胖人群的心血管保护策略提供了重要理论基础。