研究进展

运动训练延缓人类骨骼肌分子衰老:多组学揭示"可预防"与"不可避免"衰老模式

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来源: Nature Aging · DOI: 10.1038/s43587-026-01150-x

核心结论:运动让骨骼肌"年轻"约50%

运动是健康衰老最有效的干预手段之一,这一点早已是共识。但运动究竟在分子层面如何对抗衰老?哪些衰老相关的分子变化可以被运动预防,哪些又是衰老不可逃避的命运?

由 Houtkooper 实验室(Riekelt H. Houtkooper)主导、Georges E. Janssens 为第一作者的研究团队,在 Nature Aging 发表最新成果,对不同年龄、不同训练状态人群的骨骼肌进行了系统多组学(Multiomics)分析,首次在人类肌肉中量化了运动训练的分子抗衰老效应。

核心数据:长期运动训练的老年个体,其骨骼肌中与年龄相关的分子差异比久坐老年人减少约50%,且维持了关键能量代谢和细胞呼吸基因的表达。研究还发现,运动对衰老相关分子改变的改善并非"千篇一律",存在可预防(preventable)与不可避免(unavoidable)两类截然不同的分子变化模式。

研究方法:多组学系统解析

研究招募了不同年龄(年轻 vs. 老年)和不同训练状态(久坐 vs. 长期运动训练)的人群,获取其骨骼肌活检样本,采用多组学技术综合解析:

  • 转录组学(Transcriptomics):分析基因表达全景,识别衰老和运动相关的转录变化
  • 蛋白质组学(Proteomics):定量骨骼肌蛋白表达谱
  • 代谢组学(Metabolomics):检测肌肉代谢物水平,包括脂质、氨基酸等
  • 急性和慢性运动挑战:比较不同训练状态对急性运动的分子响应

关键发现

1. 运动训练减少约50%年龄相关分子差异

与久坐老年人相比,长期运动训练的老年人在多个分子层面更接近年轻个体:

  • 转录组层面:衰老相关基因表达变化在训练老年人中大幅减弱
  • 代谢组层面:训练老年人的肌肉代谢物谱更接近年轻人类
  • 这些数据共同表明,运动训练在分子层面具有真实的、可量化的抗衰老效应

2. "可预防" vs "不可避免":两类衰老模式

多组学数据揭示,并非所有衰老相关的分子变化都以相同方式受运动影响。研究识别出两类截然不同的分子改变:

  • 可预防的分子变化(Preventable):与久坐生活方式相关的代谢和炎症通路改变,运动训练可有效逆转或阻止
  • 不可避免的分子变化(Unavoidable):某些核心衰老程序性改变,即使坚持运动也只能部分延缓

这一发现对理解"运动极限"具有重要意义:运动是强有力的抗衰老工具,但并非万能。

3. 能量代谢和细胞呼吸基因维持表达

线粒体功能障碍是肌肉衰老的中心环节。运动训练的老年人维持了关键能量代谢和细胞呼吸基因的年轻态表达,包括:

  • 线粒体生物合成相关基因
  • 脂质代谢通路
  • NAD+ 代谢相关通路(研究团队早期工作已证明 NAD+ 与健康衰老的关联)

这些基因的持续表达保证了肌肉在衰老过程中仍能高效产能、维持功能。

4. 更强的急性运动响应

运动训练不仅改变了骨骼肌的"基准态",还增强了其对急性运动的分子响应能力:

  • 训练老年人的肌肉在急性运动后表现出更强烈的代谢激活和适应性信号
  • 这意味着运动训练不仅"改善基准",还让肌肉保持"反应弹性"——这是健康老化的重要标志

研究团队背景

本研究由阿姆斯特丹 UMC(Amsterdam UMC)执行,第一作者 Georges E. Janssens 长期关注肌肉衰老与代谢适应。通讯作者 Riekelt H. Houtkooper 实验室专注于线粒体功能和代谢衰老研究,其团队此前已多次在 Nature Aging 发表关于 NAD+ 代谢和肌肉脂质组签名的工作。本研究是该团队多组学肌肉衰老研究系列的最新里程碑。

关键词:骨骼肌 · 多组学 · 转录组 · 代谢组 · 蛋白质组 · 线粒体 · 能量代谢 · 运动训练 · 肌肉衰老 · 分子抗衰老

意义与启示

这项研究为"运动是延缓衰老的良药"提供了迄今最系统的分子证据:

  • 量化了运动收益:约50%的年龄相关分子差异可通过运动预防,这为抗衰老干预效果提供了可比较的基准
  • 指导精准运动:区分可预防与不可避免的衰老模式,有助于设计更有针对性的运动干预策略
  • 抗衰老研究范式:多组学结合不同生理状态的研究设计,为其他组织的衰老研究提供了方法论参考

文献信息:Janssens, G. E. et al. Delayed molecular aging, preservation of energy metabolism and enhanced exercise response in exercise-trained human muscle. Nature Aging (2026). DOI: 10.1038/s43587-026-01150-x