中老年人群短期废用与康复期间肌肉蛋白质合成的性别特异性差异研究

本文通过单侧下肢悬吊（ULLS）模型，结合氘水标记技术，首次系统揭示了中老年男性和绝经后女性在7天肌肉废用及7天抗阻康复期间，肌肉蛋白质合成率（MPS）、肌纤维横截面积（CSA）及肌力的变化规律。研究发现两性在废用期MPS下降程度相似（男性-17.8%，女性-32.7%），Ⅱa型肌纤维CSA均显著减少，肌力显著下降。康复期MPS部分恢复但未完全逆转萎缩，提示中老年群体需要更长康复周期。该研究为制定性别特异性的废用性肌萎缩防治策略提供了关键分子证据。

　　

引言

疾病或损伤常需短期肌肉废用以促进恢复，但会导致肌肉功能、质量和胰岛素敏感性下降。虽然运动康复可逆转这些负面影响，但老年人恢复更慢。目前关于肌肉废用和康复的性别差异研究甚少。肌肉质量受肌肉蛋白质合成（MPS）和分解（MPB）平衡调控，短期废用会降低MPS率，导致肌萎缩。多数相关研究聚焦年轻男性，中老年群体的性别差异尚不明确。本研究旨在探究中老年男性和绝经后女性在废用和康复期间MPS、功能和代谢的性别特异性差异。

材料与方法

16名健康中老年受试者（8名男性：58±2岁，BMI 29.4±0.8 kg·m^?2；8名绝经后女性：56±2岁，BMI 29.1±1.1 kg·m^?2）完成7天单侧下肢悬吊（ULLS）和7天抗阻康复（隔日1次，共4次）。在ULLS前、后（控制腿CON和 immobilize腿IMM）及康复后取股外侧肌活检。采用氘水（D₂O）测量MPS，免疫印迹分析mTORC1信号，评估肌纤维CSA和肌力变化。通过加速度计和皮肤温度监测 compliance，膳食记录采用ASA24分析。

结果

Compliance与肢体活动

加速度计数据显示悬吊腿活动计数显著低于控制腿（154,634±8,192 vs. 321,967±23,108 counts/天，P<0.001），足背皮肤温度在悬吊腿显著下降（废用后92.9±0.5°F），表明 protocol compliance良好。

肌力变化

腿伸展1-RM在废用后显著下降（男性-24.1±2.1%，女性-17.0±2.3%），康复后部分恢复（男性+19.8±5.0%，女性+16.0±8.6%），但未完全恢复到基线。男性肌力始终高于女性（P<0.001），控制腿肌力无变化。

肌肉质量与肌纤维CSA

腿瘦质量（LLM）无显著变化，但男性高于女性（P<0.001）。Ⅱa型肌纤维CSA在废用后显著减少（男性-9.6±1.0%，女性-10.2±7.0%），康复后部分恢复。Ⅰ型和Ⅱx型纤维无显著变化，男性CSA总体大于女性。

肌肉蛋白质合成率

废用期间IMM腿集成MPS较CON腿显著降低（P<0.05），女性降幅更大（-32.7±10.9% vs. 男性-17.8±14.6%），但性别交互作用不显著。康复期MPS部分回升（男性+27.5±24.5%，女性+9.7±38.9%），未达统计学显著。

mTORC1信号通路

磷酸化rpS6^Ser235/236和4E-BP1^Thr37在废用和康复期间无显著变化，总蛋白及β-tubulin内参稳定。

线粒体呼吸功能

态2泄漏呼吸、态3_+succinate耦合呼吸及最大解偶联呼吸在废用和康复期均无显著改变，表明短期干预未影响线粒体功能。

膳食与体力活动

宏营养素摄入和能量摄取在组间无差异，蛋白质摄入达1.1–1.4 g·kg^?1·天^?1。体力活动水平在废用期保持稳定。

讨论

本研究首次报道中老年群体在短期废用和康复期间的集成MPS动态变化。两性MPS下隆幅度相似，但女性数值更高（-32.7%），可能与绝经后anabolic resistance有关。康复期MPS恢复不足提示需要更长时间干预。肌力下降在男性更明显（-24%），可能与神经适应差异相关。Ⅱa型纤维易受影响，康复部分逆转萎缩。mTORC1信号未变，提示 basal状态下调控不明显。未来需探索性别特异性策略（如蛋白质补充、电刺激）以优化康复疗效。

数据可用性

数据可根据合理请求提供。

补充材料

加速度计数据详见Figshare https://doi.org/10.6084/m9.figshare.29640884.v1。

致谢

感谢受试者及临床研究中心护理团队的支持。

资助

本研究获NIH/NIA基金（R01 AG064683, P30 AG044271, P30 AG024832）资助。

利益冲突

无声明。

作者贡献

S.P.K., E.J.A.-L., A.J.M., E.V., D.P.-J., B.B.R.设计研究；S.P.K., Z.D.V.R., H.K., V.R., D.R.A.执行实验；S.P.K., Z.D.V.R., H.K., V.B., D.R.A., B.B.R.分析数据；所有作者参与文稿撰写与修订。