
随着年龄的增长,血管密度和血流量减少,这就是为什么在40岁以后保持肌肉质量以及在后来的几十年中的耐力更困难,即使是运动也更难。这种血管衰弱也是年龄相关性疾病的主要原因之一,如脆弱或高血压。然而,人们对深层原因或如何阻止它知之甚少。
现在,本周在Cell发表的一项新研究中,宾夕法尼亚大学医学院和其他研究机构的一个研究小组首次发现了一种经过深入研究的称为SIRT1的酶如何随着年龄的增长而在血管中下降,并且恢复它的效果会逆转这种效应血管老化。在接受称为NAD +前体烟酰胺单核苷酸(NMN)的补充之后,年长的小鼠具有在更年轻的小鼠中发现的毛细血管数量和毛细血管密度的数值,并且耐力提高了高达80%。该合作研究还涉及哈佛医学院和麻省理工学院的研究人员。
“这项研究告诉我们,SIRT1的丧失是我们锻炼和获得其益处的能力随着年龄增长而减少的主要原因,”共同资深作者,宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院心血管医学副教授Zoltan Pierre Arany博士说。“我们还表明,当我们将酶带回到血管中时,血管健康显著改善:老年小鼠中的旧血管树(毛细血管簇)变成年轻的血管树,看起来像是锻炼有一段时间,只要开启这种酶,这是研究中最强大的方面。”
临床前结果首次显示通过增加SIRT1来改善血管健康的能力,但它们对于预防与年龄有关的疾病(包括心血管疾病和衰老本身)也具有重要意义。识别可以在人的血管中恢复的酶等目标是一个重要的步骤,可能导致新的或改进的现有疗法治疗疾病或减缓衰老。
研究人员在过去的研究中表示,SIRT1是一种调节饮食对健康有益的酵素家族成员,并且可以在过度表达时延长寿命。已知在年轻肌肉中SIRT1对于开发新的和更强的血管是必需的,并且涉及导致血管的细胞恶化。然而,SIRT1是否调节骨骼肌组织中的血管健康尚不清楚,如果是的话,是否它的年龄衰退是可逆的。
为了测试SIRT1是否需要用于血管创建和维持,研究人员在小鼠中敲除了其基因,并发现与未经处理的小鼠相比,毛细血管的密度和数量显著降低,在高强度耐力测试中,小鼠的运动速度是没有SIRT1的小鼠的两倍。
现在知道SIRT1对血管化是必需的,研究人员对18个月大的小鼠施用了NMN补充剂两个月,并将他们的血管与6个月大的小鼠比较。 NMN将老鼠的毛细血管密度恢复到年轻小鼠通常看到的数量,并显著增加了他们的耗氧量。最显著的效果是在高强度跑步机运动测试中耐力提高了56%至80%。与年轻小鼠相比,将硫化氢(已知增加SIRT1的另一种分子)与NMN相结合还可增加小至32个月的小鼠的毛细血管密度。
据作者所知,这是小分子第一次在动物模型中在高龄时引起新血管的形成。
总体而言,研究人员在小鼠中发现,SIRT1的丢失导致骨骼肌血管密度和运动能力的早期下降,而老年小鼠中SIRT1的过度表达具有保护作用,表面上通过使这些细胞对来自肌肉的血管内皮生长因子敏感,作者说。
Arany说,接下来的步骤是寻找人体中这种机制的证据,并寻找一种更适用于临床的更有效的药剂。今天存在的NMN营养补充剂具有抗衰老特性,但是很少有临床证据支持这一说法。与市场上的研究人员相比,研究人员在研究中也使用了更大的剂量。
“我们知道调节基础代谢项目的酶可能会随着年龄的增长而出现问题,”Arany说。 “我们现在知道,扭转这种情况并修复它可以改善衰老血管的健康状况,足以让我们看到运动能力等性能的差异。我们距人类测试还有很长的路要走。”(sunshine2015 208260)
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