大师级运动员循环SIRT1水平与抗氧化防御及氧化损伤标志物的关联：一项横断面研究

《European Journal of Applied Physiology》：Association between sirtuin 1 and markers of oxidative stress in master athletes

　　

研究背景：大师级运动员的终身训练可赋予保护性效应，促进更高的sirtuin（去乙酰化酶）水平和增强的抗氧化能力。尽管SIRT1（Sirtuin 1，沉默信息调节因子1）已被广泛研究，但尚无先前研究探讨大师级运动员中循环SIRT1水平与抗氧化防御变量之间的关系。研究目的：比较并分析大师级运动员（MA）与未训练中年个体（UMA）中循环SIRT1水平与抗氧化防御相关变量之间的关系。研究方法：对男性MA（n?=?42；51.62?±?7.33岁；跑步训练及竞赛经验≥10年）和UMA（n?=?15；47.73?±?8.52岁）进行评估。采集静脉血样用于SIRT1、抗氧化酶、TBARS（硫代巴比妥酸反应物）及F₂-isoprostanes（F₂-异前列腺素）、8-OHdG（8-羟基-2'-脱氧鸟苷）以及氧化还原平衡指数的生化分析。研究结果：MA表现出更高水平的SIRT1（18.22?±?4.53 vs. 6.08?±?2.11 ng/mL；p?**论文解读**

**一、研究背景与问题提出**

氧化应激（oxidative stress）是机体活性氧（ROS，reactive oxygen species）和活性氮（RONS，reactive nitrogen species）产生与抗氧化防御系统之间失衡的结果，这种失衡导致细胞膜、蛋白质和DNA的系列损伤，加速生物衰老进程，并成为高血压、2型糖尿病和癌症等多种慢性疾病发病的起点。线粒体呼吸是ROS的主要来源，该现象随年龄增长及线粒体效率降低而加剧。

在此背景下，SIRT1（Sirtuin 1，沉默信息调节因子1）作为一种NAD⁺依赖性组蛋白去乙酰化酶，通过激活PGC-1α（过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α，peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-alpha）通路对线粒体生物发生和功能产生积极影响，并通过与FOXO（Forkhead box O，叉头框蛋白O）转录因子、NF-κB（核因子κB）及AMPK（AMP活化蛋白激酶）的相互作用，参与线粒体生物发生、细胞应激抵抗、炎症反应及能量代谢的调控。因此，SIRT1被视为细胞氧化损伤的保护因子及健康衰老相关生物标志物。

规律运动可通过“毒物兴奋效应”（hormesis）刺激内源性抗氧化系统的适应性上调，增强抗氧化酶活性、改善线粒体质量控制并减轻氧化损伤。大师级运动员（master athletes，指年龄超过35岁、通过长期结构化训练和竞赛维持高水平体适能的个体）被认为是成功衰老的宝贵模型。然而，终身训练对大师级运动员全身SIRT1水平与抗氧化防御变量之间相互作用的影响尚不明确。既往无研究探讨该人群中循环SIRT1水平与抗氧化防御变量之间的关系，这正是研究人员开展本研究的核心动机。

**二、研究内容与重要意义**

研究人员旨在比较分析大师级运动员（MA）与未训练中年个体（UMA）循环SIRT1水平与抗氧化防御相关变量之间的关系，并评估抗氧化与氧化损伤生物标志物的比值以更全面评价氧化还原状态。研究人员假设终身训练对SIRT1水平和抗氧化能力产生积极影响，且SIRT1与促氧化指标呈负相关、与抗氧化酶呈正相关。

研究发现大师级运动员具有更高的SIRT1浓度、更强的抗氧化防御能力和更有利的全身氧化还原谱，且SIRT1与多种氧化还原标志物显著相关。经体脂百分比校正后，关键指标的组间差异仍保持显著，表明上述优势不能仅归因于身体成分差异。该研究揭示了终身运动训练在维持衰老过程中氧化还原稳态方面的重要作用，为理解健康衰老的分子机制提供了新证据。

**三、关键技术方法概要**

本研究为横断面研究，经巴西利亚天主教大学人类研究伦理委员会批准（方案号：3.779.535）。研究对象为男性大师级运动员（n=42，平均年龄51.62±7.33岁，跑步训练及竞赛经验≥10年）和未训练中年对照组（n=15，平均年龄47.73±8.52岁）。大师级运动员通过国家级和国际级赛事及个人推荐招募，排除标准包括运动参与史不足10年、超过六个月无体育活动及非跑步专项者。两组均排除炎症或代谢疾病史、心血管病史、吸烟、规律用药及近期感染者。所有受试者于清晨空腹（≥8小时）状态下采集静脉血样，采血前12小时内避免剧烈体力活动。血液样本经离心分离后储存于?80°C待测。循环SIRT1浓度采用人特异性酶联免疫吸附试验（ELISA，enzyme-linked immunosorbent assay）试剂盒测定。抗氧化生物标志物包括SOD（超氧化物歧化酶）、CAT（过氧化氢酶）和GSH（谷胱甘肽），分别采用商品化比色法和荧光法试剂盒检测；总抗氧化能力通过Trolox（水溶性维生素E类似物）等效试验评估。脂质过氧化通过TBARS（硫代巴比妥酸反应物）法评估。在具有充足生物样本的亚组中，额外测定F₂-isoprostanes（F₂-异前列腺素）和8-OHdG（8-羟基-2'-脱氧鸟苷，8-hydroxy-2'-deoxyguanosine）以更全面表征氧化损伤。氧化还原平衡指数通过抗氧化防御与氧化损伤标志物的比值（如SOD/TBARS、CAT/TBARS、GSH/TBARS、SOD/F₂-isoprostanes、CAT/F₂-isoprostanes、SOD/8-OHdG、CAT/8-OHdG）计算。统计分析采用独立样本t检验、Pearson相关分析、Cohen's d效应量评估，并以体脂百分比为协变量进行协方差分析（ANCOVA，analysis of covariance）。事后统计功效分析显示主要结局指标检验功效超过0.90。

**四、研究结果**

**（一）受试者特征与组间比较**

MA组（51.62±7.33岁）与UMA组（47.73±8.52岁）相比，SIRT1水平显著升高（18.22±4.53 vs. 6.08±2.11 ng/mL；p<0.0001），SOD、CAT和GSH水平也显著升高（p<0.001），表明大师级运动员具有更优越的抗氧化谱。经体脂百分比校正后，SOD（F=7.719，p=0.007）、CAT（F=8.929，p=0.004）、GSH（F=22.382，p<0.001）、TBARS（F=11.493，p=0.001）和8-OHdG（F=7.170，p=0.011）的组间差异仍保持显著，而F₂-isoprostanes的差异在校正后不再显著（F=3.225，p=0.081）。Trolox水平在两组间未观察到显著差异。

**（二）SIRT1与氧化还原标志物的相关性**

SIRT1与CAT（r=0.470，p<0.001）、SOD（r=0.295，p=0.031）、GSH（r=0.473，p<0.001）呈正相关；与TBARS呈负相关（r=?0.508，p<0.001）。此外，SIRT1与氧化还原平衡指数SOD/TBARS（r=0.423，p=0.001）、CAT/TBARS（r=0.474，p<0.001）、GSH/TBARS（r=0.424，p<0.001）和CAT/8-OHdG（r=0.430，p=0.032）也呈正相关。热图分析进一步可视化呈现了这些相关关系。

**（三）氧化还原平衡评价**

大师级运动员在评价抗氧化与氧化损伤生物标志物平衡时表现出更高的比值，反映出较对照组更优越的氧化还原韧性。值得注意的是，SIRT1虽与单独的F₂-isoprostanes和8-OHdG指标无显著关联，但与CAT/8-OHdG比值呈正相关，提示SIRT1可能更密切地与氧化还原稳态的整体调控相关联，而非与孤立的氧化损伤标志物直接相关。在分子水平上，较高的过氧化氢酶活性可限制H₂O₂的可利用性，进而减少细胞核内氧化性DNA损伤及8-OHdG的生成。

**五、讨论与结论**

研究结果表明，大师级运动员较高的SIRT1水平伴随更强的抗氧化防御能力和更好的氧化平衡，这与终身运动训练有助于维持衰老过程中氧化还原稳态的假设一致。氧化应激理论认为RONS对大分子造成的氧化损伤累积驱动衰老相关的功能衰退，而抗氧化防御下降与多种慢性退行性疾病发病机制相关。SIRT1可通过去乙酰化PGC-1α促进线粒体生物发生和抗氧化酶表达，并通过调节FOXO转录因子增强细胞对氧化应激的抵抗能力、减少凋亡。既往肌肉组织分析研究也证实大师级运动员表现出升高的SIRT1表达及伴随的线粒体抗氧化酶SOD2（超氧化物歧化酶2）上调。关于CAT/8-OHdG比值的关联提示，慢性运动诱导的毒物兴奋性适应通过反复的ROS瞬时升高刺激抗氧化防御和DNA修复机制，最终改善细胞韧性。

从实践角度，联合评估过氧化氢酶与8-OHdG可能有助于识别对训练表现出更优氧化还原适应的运动员，该关系尤为相关，因为氧化性DNA损伤与线粒体功能障碍、炎症、肌少症及身体机能下降等健康衰老的关键决定因素有关。

研究的局限性包括样本量较小（但研究者指出这由于研究对象为其所在类别中具10年以上竞技经验的高水平运动员的特殊性所决定），以及未验证可能改变氧化应激相关值的急性感染情况。此外，F₂-isoprostanes和8-OHdG仅在部分受试者中检测，可能限制了检测较弱关联的能力。

**研究结论：** 大师级运动员较未训练中年个体表现出更高的循环SIRT1浓度和更有利的全身氧化还原谱。SIRT1与抗氧化防御标志物、脂质过氧化及氧化还原平衡指数之间的关联提示，SIRT1与该人群的氧化还原稳态密切相关。然而，仍需纵向研究和机制研究来确定SIRT1是否直接促成这些适应性改变。

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