ACTN3 R577X XX基因型老年人中影响肌肉功能的性别特异性体力活动阈值

《Scientific Reports》:Sex-specific physical activity thresholds influencing muscle function in older adults with XX genotype of ACTN3 R577X

【字体: 时间:2026年09月04日 来源:Scientific Reports 4.9

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  体力活动被广泛推荐用于维持老年人肌肉健康,但其效果可能因遗传背景而异。ACTN3 R577X多态性导致XX纯合子中α-辅肌动蛋白-3(α-actinin-3)缺乏,并可能影响骨骼肌性能。研究人员在2021年至2024年间纳入682名参加年度健康检查的≥65岁社

  
体力活动被广泛推荐用于维持老年人肌肉健康,但其效果可能因遗传背景而异。ACTN3 R577X多态性导致XX纯合子中α-辅肌动蛋白-3(α-actinin-3)缺乏,并可能影响骨骼肌性能。研究人员在2021年至2024年间纳入682名参加年度健康检查的≥65岁社区居住成年人,检验了体力活动与肌肉质量和功能之间的关联。使用双能X射线吸收测定法(dual-energy X-ray absorptiometry, DXA)评估骨骼肌质量指数(skeletal muscle mass index, SMMI),同时根据亚洲肌少症工作组(Asian Working Group for Sarcopenia, AWGS)标准评估握力、步速和五次起坐时间。使用国际体力活动问卷(International Physical Activity Questionnaire, IPAQ)衍生的代谢当量(metabolic equivalents, METs)对体力活动进行量化。未观察到ACTN3 R577X基因型与肌少症组分之间存在显著关联。然而,在携带ACTN3 XX的女性中,体力活动超过441 MET-min/周与较差的起坐表现显著相关(β: 4.19, 95% CI: 0.98 ~ 7.40),揭示了体力活动与身体表现之间的U形关系。在携带ACTN3 XX基因型的老年人中可能存在性别特异性的体力活动阈值,其中体力活动高于441 MET-min/周与女性较差的肌肉功能相关。这一特定MET值为探索性发现,需要更多外部验证。
### 论文解读:ACTN3 R577X XX基因型老年人中体力活动与肌肉功能的性别特异性关联

肌少症(sarcopenia)是一种以肌肉质量、力量和身体功能进行性下降为特征的老年综合征,显著增加功能障碍、残疾和死亡风险。其发病受衰老、性别、遗传及生活方式等多因素影响。体力活动是预防肌少症的有效策略,但个体反应差异很大。已有研究提示,携带ACTN3 R577X多态性中XX基因型的老年人,在抗阻或联合训练后肌肉功能获益往往小于RR或RX基因型携带者。ACTN3编码的α-辅肌动蛋白-3仅在II型肌纤维中表达,XX纯合子因提前终止密码子导致该蛋白完全缺乏,可能削弱肌肉爆发力和功能。然而,基于代谢当量(MET)量化的体力活动剂量与肌少症组分之间的关系,在不同ACTN3基因型老年人中尚不明确。为此,研究人员利用社区老年人队列,探索了ACTN3 R577X基因型与体力活动对肌肉质量和功能的交互作用,并尝试找出可能的最小化肌肉风险的体力活动阈值。

研究人员招募了2021年3月至2024年10月期间参加年度健康检查的682名社区居住老年人(年龄≥65岁),其中41.8%为男性,肌少症患病率为17.8%。所有参与者接受了双能X射线吸收测定法(DXA)测量四肢骨骼肌质量并计算骨骼肌质量指数(SMMI);握力、10米步速及五次起坐时间依据亚洲肌少症工作组(AWGS)标准评估;体力活动通过国际体力活动问卷(IPAQ)计算为MET-min/周。ACTN3 R577X基因分型采用MassARRAY系统完成。统计上使用广义线性模型(GLM)和限制性立方样条(RCS)分析,并根据年龄、BMI等协变量进行调整。

结果部分包括以下小标题:

**Participants characteristics**
682名参与者平均年龄73.34岁,平均体力活动量为726.13 MET-min/周。男性平均SMMI为6.64 kg/m2,女性为5.83 kg/m2;平均握力男性28.27 kg、女性24.38 kg;步速和起坐时间平均值分别为1.11 m/s和12.38 s。

**Association between ACTN3 R577X polymorphism and sarcopenia components**
ACTN3 R577X基因型分布为RR 36.5%、RX 43.3%、XX 16.9%,符合哈迪-温伯格平衡。分层分析显示,无论男性还是女性,RR+RX携带者与XX携带者之间的肌少症患病率及各组分(SMMI、握力、步速、起坐时间)均无显著差异;校正年龄和BMI后,GLM也未发现该基因型与任何肌肉质量或功能指标显著相关。

**Association between physical activity and sarcopenia components**
在男性和女性中,较高的体力活动均与更好的肌肉质量及功能显著相关。男性中,每增加一定量的体力活动,肌少症风险降低(adj-OR: 0.62),SMMI增加(adj-β: 0.13),步速加快(adj-β: 0.08),起坐时间缩短(adj-β: -1.04)。女性中同样观察到SMMI、握力、步速和起坐时间的显著改善。

**Interaction of ACTN3 R577X polymorphism and physical activity on muscle mass and function**
在RR+RX基因型男性和女性中,每增加500 MET-min/周的体力活动均显著改善步速和起坐时间;但在XX基因型携带者中,这些有益关联消失。女性中,基因型与体力活动对步速(p交互=0.021)和起坐时间(p交互=0.005)的交互作用达到统计学显著,提示XX基因型可能削弱体力活动对肌肉功能的益处。

**Nonlinear relationship between physical activity and physical performance stratified by sex and ACTN3 R577X polymorphism**
RCS分析发现,在女性XX基因型携带者中,体力活动与起坐时间呈显著的U形非线性关系(p非线性=0.036),而在男性XX携带者中仅呈不显著的趋势。分段GLM进一步确认了女性XX携带者中体力活动对起坐时间的阈值效应,拐点位于441 MET-min/周:低于该阈值时无显著关联,超过该阈值后,每增加500 MET-min/周,起坐时间延长4.19秒(95% CI: 0.98~7.40)。步速在女性XX携带者中呈类似的U形趋势,但未达显著。

讨论部分指出,ACTN3 R577X多态性本身与肌少症组分无直接关联,这与既往研究一致。但XX基因型携带者对体力活动的肌肉功能反应较差,尤其在女性中,过量体力活动反而与较差的起坐表现相关。机制上,α-辅肌动蛋白-3缺乏导致II型肌纤维功能障碍,而起坐时间主要依赖II型肌纤维;雌激素缺乏可能加速绝经后女性II型纤维萎缩。此外,该研究以MET-min/周量化体力活动,并运用RCS模型,发现了以往研究未报道的探索性阈值。研究局限性包括:样本来自健康检查项目,健康素养可能偏高;体力活动为自我报告,存在回忆偏倚;未区分有氧与抗阻运动;横断面设计无法推断因果。尽管世界卫生组织建议老年人每周至少进行150~300分钟中等强度体力活动(相当于≥600 MET-min/周),但本研究在女性XX携带者中观察到的441 MET-min/周拐点提示,标准化的运动处方可能未充分考虑遗传和性别异质性。该值不应视为严格的上限,而应作为个体化运动处方的参考依据。

结论部分翻译如下:本研究提示,携带ACTN3 XX基因型的老年女性可能存在一个体力活动阈值。值得注意的是,这一特定MET值是源自横断面数据集的探索性发现,并不构成临床截断值。尽管在ACTN3 XX基因型老年人中可能存在性别特异性的体力活动阈值,但这些结果属于初步关联,需要外部验证。
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