運動醫學對延緩衰老的作用

李奕潤　李華

[摘要]衰老作為機體自發的必然過程，會導致頭發花白、皮膚褶皺、行動遲緩、記憶功能減退、多種臟器衰退等一系列退行性變化，甚至死亡。但有關衰老的機制十分復雜，迄今為止尚無統一認識，目前比較認可的學說有自由基學說、線粒體損傷學說、端粒學說等。大量先前的研究表明適量運動可以延緩衰老，且其與各個學說關系密切，如可增加體內SOD等抗氧化劑含量及抗氧化酶活性，減少自由基對機體的損害；提高機體氧化應激能力等。本文通過對人體各個系統的運動效應分析，重點論述了適度運動對老年機體產生的抗衰老作用以及提出詳細的抗衰老科學運動計劃，促進疾病康復，延緩衰老，提高生命質量。

[關鍵詞]衰老；學說；運動醫學；抗衰老

[中圖分類號]R339.3+8

[文獻標志碼]A

[文章編號]1008-6455（2017）01-0031-05

隨著年齡日漸增大，人類機體逐漸發生無法抗拒的顯著衰退改變，即所謂的衰老。這種復雜的自然現象主要可表現為皮膚軟組織松弛下垂，行動遲緩，記憶功能減退，內臟功能衰退等，繼而正常生活受到一定影響，幸福感也隨之降低。隨著經濟及醫學水平的快速發展，人類的生活方式得到很大的改善，對延緩衰老的渴望越來越強烈。雖然到目前為止對衰老的機制及抗衰老研究層出不窮，目前尚未統一，但大量的先前研究發現適量運動對衰老有一定的延緩作用，且與各衰老學說有一定聯系。通過查閱大量國內外相關文獻，本文主要就運動抗衰老研究進展進行綜述，并提出詳細的抗衰老科學運動計劃。

1.衰老概念

衰老（又名老化），是無法抗拒的自然現象，隨生物時間的推移，自發的必然過程。衰老有兩種不同的類型，一種是正常情況下出現的生理性衰老，即隨著時間推移發生的形態結構和生理功能不可逆的退行性變化；另一種是由機體應激、損傷、感染、自身代謝障礙、免疫衰退等引起的病理性衰老，如糖尿病、高血壓等，導致衰老速率加劇。病理性衰老較生理性衰老早出現，或兩者伴隨出現。衰老通常表現為機體結構退行性變、機能衰退、適應性減退和抵抗力減弱四方面，如頭發花白、皮膚褶皺、行動遲緩，記憶功能減退及多種臟器退行性變化，甚至死亡。正如Lipsky MS等認為的遺傳理論和損傷理論，衰老與機體內外許多因素有關，環境和遺傳是衰老的兩大動因，損傷和疾病則是衰老的催化劑。而影響人體環境因素則包含內、外環境，常常通過，如過度暴露于紫外線下會加速皮膚衰老。

2.衰老相關學說

有關衰老的機制十分復雜，迄今為止尚無統一認識，目前是國內外有關衰老的生物學家持續關注的一個難題。隨著科技的進步，在世界多國紛紛步入老年化社會的當下，衰老機制的研究顯得尤為重要，這可以使我們為闡明老年易患疾病的發病機理，從根源上探究延緩衰老的新方法。迄今為止，學術界仍未統一關于衰老的各種學說，如自由基學說、端粒學說、線粒體損傷學說等。基于目前衰老機制的多因性，抗衰老就不應只用單一方法，但大量先前的研究表明適量運動可以延緩衰老，遂就目前己知衰老學說進行論述其與運動之間的關系。

2.1自由基學說：按照這一假說，細胞的新陳代謝必定會不斷產生氧自由基，而人類衰老的主要原因就是這些自由基。正常的健康人體主要用超氧化物歧化酶（superoxideDismutase，SOD），過氧化氫酶，谷胱甘肽等消除自由基，但是由于清除的能力隨著年齡會減退，人體內將有過量自由基的積累，清除速度會隨年齡增長越來越慢，繼而體內脂質過氧化產物丙二醛（Malondialdehyde，MDA）生成也會增加，加劇生物膜的損傷，進一步傷害細胞生成脂褐素（1ipofuscin.LF），也能引起多種疾病，如心腦血管疾病、老年癡呆癥、帕金森病和腫瘤等，導致人體組織和細胞衰老的進程就越來越嚴重。故SOD、N）A、LF含量可以反映機體衰老程度。目前有大量研究發現有規律的適量有氧運動可以增加體內SOD、谷胱甘肽等抗氧化劑含量及抗氧化酶活性，提高機體氧化應激能力，減少自由基對機體的損害。Ha Ms等發現有規律且長期堅持的瑜伽運動能明顯減少肩傷患者血漿MDA含量，提高血漿SOD活性。AzizbeigiK等發現經過8周的訓練，血漿中SOD和谷胱甘肽含量明顯上升，而MDA明顯下降。Huang xY等研究發現女性志愿者經過12周的太極訓練后血漿SOD水平明顯升高，谷胱甘肽及過氧化物酶雖然無明顯變化，MDA水平較鍛煉前降低，其氧化應激水平明顯增高。de Meirelles LR等發現6個月運動訓練后的心衰患者血漿和血小板中抗氧化酶SOD和過氧化氫美活性明顯升高，降低自由基在脂質和蛋白質水平對機體的氧化損害。

2.2線粒體損傷學說：線粒體是胞內氧化磷酸化合成ATP的主要場所，是細胞的動力來源。因為擁有自身遺傳物質（線粒體DNA，mtDNA）和遺傳體系，因此也是半自主細胞器。由于mtDNA沒有與組蛋白結合而裸露，且缺乏相應的修復系統，因而較核DNA易突變。線粒體是進行氧化磷酸化提供ATP的場所，同時產生少量氧自由基，但隨著年齡的增加，線粒體的工作能力越來越弱，自由基明顯增加，致使裸露的mtDNA突變增加，影響其氧化磷酸化，使其ATP合成減少，細胞需要能量不足，導致一系列衰老表現。同時，大量的氧自由基破壞脂質、mtDNA等功能。這樣不僅導致更多的氧自由基產生，還破壞了線粒體膜的通透性，使得大量氧自由基進入胞漿內，直接破壞胞核，破壞性增強，最終導致線粒體功能的下降，衰老和相關疾病發生。Clark-Matott J等利用不運動的mtDNA突變衰老的小鼠與同窩出生的野生型小鼠比較研究，通過研究發現其皮層代謝物中缺乏乙酰膽堿、谷氨酸鹽，天門冬氨酸鹽和煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD），同時腺苷二磷酸核糖聚合酶1（PARPl）活動增加，而以上代謝物變化均可被運動糾正，從而說明了運動可能會改善線粒體損傷引起的老年神經性疾病。由于從損壞的細胞中釋放入血漿的mtDNh能觸發炎癥反應，且血漿中高mtDNA水平會嚴重機體炎癥和身體衰老有關，故Nasi M等通過對比正在參加排球賽的專業運動員和非運動員血漿內mtDNA水平發現專業運動員血漿內所含mtDNA較非運動員低，說明運動可能通過保護mtDNA而改善機體衰老。

2.3端粒學說：研究發現端粒（Telomere）是存在于真核細胞染色體末端的由端粒DNA（6個堿基重復序列）和結合蛋白組成的單鏈突出特殊結構。端粒又被認為是“生命時鐘”，因為端粒在細胞分裂時不能被完全復制，所以細胞分裂產生子代細胞時，端粒就會縮短，直到縮短到臨界長度（Hayflick limit）時，細胞停止分裂。早在19世紀70年代早期，Olovnikov就意識到細胞并未完全復制其末端，即DNA隨著細胞的分裂復制而縮短，并與Hayflicklimit相聯系。隨后Blackburn發現了端粒的性質，并且發現端粒是染色體末端簡單重復的DNA序列。與端粒相對，端粒酶是一種能延長端粒末端的核糖蛋白酶，主要成分是RNA和蛋白質，能通過自身RNA為模板，合成端粒DNA并加到染色體末端，使端粒延長，使細胞永生化。先前已有研究發現內皮細胞轉染端粒酶的催化亞單位后，端粒長度得以維持，經過無數代分裂后一氧化氮合酶的表達仍未減少，而在對照組內皮細胞中并未觀察到這個現象。Werner c等發現與未訓練個體相比，長期進行抗阻訓練運動員的外周血白細胞中端粒酶活性明顯提高，端粒穩定蛋白表達，同時抑制細胞周期抑制劑的表達。但是運動對不同組織的端粒變化可能產生不同的影響，Ludlow AT等通過對野生短端粒小鼠的心臟、肝臟和骨骼組織研究發現長期運動能延緩小鼠心臟及肝臟組織的年齡相關端粒長度變化，但對于骨骼肌的作用卻正好相反。

2.4基因缺失：影響衰老過程研究發現多種與衰老相關的基因，其功能缺失會影響衰老的進程，如WRN基因突變導致的成人早衰綜合征（Werners Syndrome），LMNA（Lamin A/c）基因突變產生的兒童早老綜合征（Hutchinson Giiford Progeria Syndrome，HGPS）等。針對此類早衰疾病，目前最好的治療方式為對癥治療，如出現高脂血癥時進行適當運動治療及飲食控制，同時進行日常鍛煉。

3.運動效應

衰老在整體、組織、細胞皆有所體現，但起始于細胞，最后表現在組織結構發生改變，器官、系統功能狀態出現問題。本文將就衰老的系統總體變化及運動對衰老的作用做出討論如下：

3.1心腦血管系統的改變：隨著年齡的增加，彈性動脈特別是主動脈發生顯著變化，主要包括動脈壁有脂類沉積和纖維組織斑塊形成，管壁增厚，管腔變窄；血管中層膠原增加，彈力纖維減少，管壁的彈性降低，中央動脈硬化導致收縮壓和舒張壓升高，脈管系統不能緩沖心臟搏動而導致心室后負荷增加，最終導致左心室肥大。同時，由于血管負荷加重而導致心肌細胞肥大，數量減少。舒張期充盈模式改變，左室舒張早起充盈率隨年齡增大而下降，左室射血分數下降，這是造成心力衰竭的危險因素，導致左室肥大，心房顫動和充血性心臟衰竭，這幾種病變在老年人群中更易發生。而且由于老年人自主神經調節功能紊亂，心臟節律也發生改變。目前，大量研究表明運動可以延緩衰老，對提高生命質量有積極的作用，特別是有氧運動。劉文興等發現經常運動的老年人（60～70歲）最大攝氧量增加，肺活量增加，心臟每搏輸出量增多。通過對長期進行太極拳運動的中老年女性進行測試，劉靜等發現長期運動后中老年女性安靜情況下收縮壓、舒張壓等均顯著性下降，最大攝氧量、肺活量、第1秒用力呼氣量/用力肺活量（FEVl/Fvc）明顯增加。顯而易見，有氧運動能有效促使心肺功能顯著的改善。由于心衰患者有較高的血栓發生風險，遂de Meirelles LR等針對心衰患者進行6個月運動訓練后，檢測發現實驗組較不運動對照組有較低血栓聚集可能。人體的內皮舒張功能隨年齡增加而下降，是心血管危險因素之一。相關動物實驗發現運動后轉基因小鼠的內皮型一氧化氮合酶增加和端粒酶逆轉錄酶效果增強，賦予血管內皮抗逆性，修復因老化而彈性降低的血管。

3.2呼吸系統的改變：因單純年齡增加而出現肺結構老化：肺萎縮，肺泡腔增大，肺泡壁變薄，毛細血管床大量喪失，肺泡壁彈性纖維減少膠原增加致使肺組織彈性降低，肺活量減小。另一方面，肺泡和呼吸道彈性回縮能力減弱與呼吸肌強度降低結合導致殘氣量增加。老年人氣道，尤其是小氣道管腔狹窄，導致氣流阻力增大。黏膜及纖毛脫落減少，支氣管分泌物不易排出，痰液貯留，反復感染形成老慢支（老年性慢性支氣管炎），或繼發肺氣腫、肺心病。同時，在衰老進程中，肺功能也隨著呼吸系統結構的衰老變化而下降。吳衛兵等發現老年慢性阻塞性肺疾病（ChronicObstructive Pulmonary Diseases，COPD）患者運動養肺處方6個月后，實驗組FEVl/FVC，氧分壓和6min步行距離明顯高于實驗前，肺功能得到較好改善、呼吸困難癥狀減輕、動脈氧分壓提高和生活質量改善，有助于老年穩定期COPD患者康復。Abrahin O等研究發現沒有運動習慣的老年女性在進行抗阻訓練后發現呼吸功能達到改善，最大吸氣壓和最大呼氣壓明顯增加，肌肉力量也明顯增加，呼吸肌及骨骼肌的肌力得到明顯的提高。

3.3消化系統的改變：食管平滑肌萎縮，推進性收縮減弱導致對食物推動能力減弱。老年人食管下括約肌（LowEsophageal Sphincter，LES）肌力明顯減弱而導致胃十二指腸內容物反流。胃及小腸腺體萎縮，消化液分泌減少，導致消化功能減退。胃腸道肌層萎縮，影響食物推動而導致便秘、納差等。針對便秘，可采用膳食纖維、液體和每日運動來緩解，若保守治療無效可增加瀉藥和運動增強藥物。脂肪肝已經成為目前較多見的疾病，但由于老年的身體素質的特殊性，楊健全發現應在充分評估后才對老年患者進行科學運動療法配合合理飲食，且最終效果理想。

3.4運動系統的改變：人的骨量從出生開始就隨年齡的增長而發生變化，一般從出生到20歲以前，骨量隨年齡增加，骨密度也明顯增加，且男性增加速率大于女性。一段時間骨密度達到峰值平衡，即骨形成和骨吸收速度大致相同，隨后骨吸收大于骨形成，骨量開始減少，x線片顯示老年人骨質明顯疏松。由于雌激素是穩定骨鈣的重要因素，所以絕經后女性骨量明顯低于男性。骨鹽成分增加，骨骼的脆性增大，容易發生骨折同時，頸部及腰椎關節可有骨質增生，壓迫神經根，引起疼痛和關節活動不利。骨骼肌可因活動減少而逐漸肌纖維萎縮，彈性降低，遂使老年人活動受限。目前發現骨骼肌的減少可能與線粒體丟失有關，而Broskey NT等研究發現有氧運動能減少骨骼肌線粒體丟失程度，與年齡無關，并且可以防治與衰老有關的肌肉并發癥。關節軟骨隨著年齡增大而漸漸失去彈性，靈活度降低。有研究發現練習瑜伽和健美操可以提高老年人的彈性和靈活度。骨髓脂肪組織也會隨著年齡的增大而相應增多，而運動及合理飲食可以減少骨髓脂肪組織而促進老年人骨骼形成。

3.5內分泌系統的改變：隨著年齡的增加，老年期內分泌腺萎縮，分泌功能減弱，其中以性腺改變最明顯。激素的產生和降解，靶器官對激素的敏感性均發生了不同變化，導致體內原有的平衡被破壞。其中由于B細胞數量減少，胰島對葡萄糖刺激敏感性降低，因此老年人糖耐量降低，糖尿病患病率隨年齡的增加而增加。而運動可以改變這個情況，Ryan As研究發現六個月有氧運動加飲食控制可以使妊娠期糖尿病合并二型糖尿病患者胰島素敏感性升高，糖耐量基本恢復正常。也有相關臨床試驗證實力量訓練可以成為改善老年糖尿病患者血糖水平的一種輔助治療。

3.6神經系統的改變：神經細胞不可再生，一旦死亡即由膠質細胞填充。老年人大量的神經細胞死亡，導致大腦重量減輕，腦溝變寬，腦回變窄。且神經纖維出現退行性改變，突觸變短，出現神經傳導速度減慢、感覺減退等，同時色素沉積形成老年斑。且由于腦部血管出現硬化，血管壁萎縮，腦血流量減少，出現腦供血不足。因而老年人常表現對周圍事物不感興趣，表情淡漠，記憶、分析、綜合能力減退，注意力不集中，生理性睡眠時間縮短，出現神經衰弱、更年期綜合癥及阿爾茲海默癥等。其中阿爾茲海默癥的發病機理并未完全闡明，無法真正做到對因治療，療效差強人意，但運動可在一定程度上改善該病的癥狀。一項芬蘭的社區研究發現規律的、長時間的、以家庭為基礎的訓練能改善該病癥狀，雖然效果較微弱。

3.7免疫系統的改變：隨年齡增長，機體的免疫系統會退化，可表現為對病原微生物的抵抗力下降。胸腺自人體性成熟后即開始退化，逐漸纖維化，重量開始減輕，最終幾乎由脂肪組織替代而完全退化。胸腺是T淋巴細胞發育成熟的器官，因此其退化是T淋巴細胞減少的主要原因，從而導致機體免疫功能下降。自然殺傷細胞雖然數量未減少，但其殺傷力和分泌細胞因子能力明顯下降，所以老年人抗感染及免疫監視能力下降。另一方面，衰老時體液免疫逐漸下降，B淋巴細胞雖然數量減少不明顯，但產生的抗體由IgG變為IgM，抗體親和力下降。有氧運動可以提高機體免疫功能，楊家根等發現6個月的徒步運動鍛煉使老年人血鈣濃度減低，淋巴細胞凋亡減少，BCL-2基因表達增加，相關CD3+，CD4+等免疫參數增加，說明規律的登山運動能夠增加老年人的免疫功能。有研究發現有氧運動對免疫系統產生的影響取決于運動的強度和時間，高強度運動使血液循環中的粒細胞、嗜中性粒細胞和淋巴細胞的總數減少，促進免疫系統的衰老。

4.運動計劃

國內外許多研究表明，適量運動有助于延緩衰老。通過適量的運動，促進人體內氧化和抗氧化平衡，延緩各種生理功能的自然衰退，增強身體各個器官功能，促進血液循環和新陳代謝，調節和興奮大腦神經中樞，增強和提高免疫力，擺脫年齡增大帶來的健康問題，延長生命。

由于老年人身體素質普遍偏低，肌肉力量衰退，反應遲緩，敏感性降低，各種器官、組織功能下降，不能按照身體健康年輕人的運動方案來實施，不僅起不到良性作用，而且可能對身體產生損害。所以在進行運動之前需由專業醫生或經認證的運動咨詢師進行評估，根據老年人自身情況（心率、血壓、肌力、反應能力，結合肺活量、心電圖和衰老敏感指標：MDA、SOD、LF）制定科學的運動計劃，并建立運動檔案，定期評估，對心肺等各系統功能及衰老敏感指標作周期性評估，并作適時的調整。同時避免過度運動及各種并發癥，如運動損傷、心血管意外等發生。具體流程參考下圖（圖1）。

5.結語

隨著社會老齡化進程的加快，生活質量的提高，人們越來越希望自己的“生命質量”也能相應提高。適量且正確的運動能促進疾病康復，延緩衰老，提高“生命質量”。生命在于運動。老年人在專業醫生或咨詢師的監督下進行合理負荷的運動，并且注意預防并發癥，能日益提高自身各系統、器官、組織的功能。但本文提出的運動計劃不是一成不變的，其有效性仍需要大量臨床數據來證明，這將是一個重要的挑戰。