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随着年龄的增长,肌肉会发生什么变化?

衰老会导致身体出现很多不同的生理变化,但肌肉流失却是普遍存在的,它可能是导致老年人因跌倒而受伤的最常见的原因。随着年龄的增长,一些肌肉细胞会不可避免地流失,或如上面所描述的那样,根本无法修复。如果不使用,剩下的肌肉也会萎缩,进而导致体重的减少和随之而来的力量丧失,这种情况被老年学专家称为 肌少症 (sarcopenia)。

年轻时肌肉量及其力量是同步的,也就是说,肌肉越大就越强劲有力。而随着年龄的增长,肌肉量和力量间的联系不再那么紧密。虽然少有研究关注这个问题,但这里还是可以给出一些有趣的发现。例如,估算肌肉量时(下面的段落中描述了一些方法),肌肉的力量与质量之比随着年龄的增长而急剧下降。换句话说,当我们逐渐衰老时,我们实际失去的力量比基于自身所拥有的剩余肌肉量估算的还要多。这些研究寓意深远:衰老对肌肉的影响比单纯的肌肉萎缩更加复杂,而且衰老对肌力的影响比对残存肌肉的数量或质量的影响也更大。没有人确切地知道为什么,但本章中所提供的一些信息会给你一些线索。 [3]

肌少症的肌肉流失部分是由肌肉组织被脂肪和结缔组织(如胶原蛋白)取代造成的。你可能已经注意到了这种现象,老年人的手会变得瘦骨嶙峋,骨骼之间的间隙会越来越深,因为这些地方的肌肉还没有被替代太多。一般来说,腿部肌肉比上半身肌肉更容易萎缩,这可能是因为大多数人在日常活动中会更频繁地使用手臂。像膈这样的肌肉,在我们呼吸的过程中始终保持活跃,其随着年龄的增长几乎没有变化。鉴于肌肉质量占体重的60%,这个重要的代谢活跃组织的损失会产生深远的影响。

对大多数人来说,骨骼肌质量的下降往往伴随着体重中脂肪所占比例的增加,这仅仅是因为我们的肌肉总量减少了。这就提出了一个重要但又有些模棱两可的问题:人体成分是如何测量的?理想情况下,我们需要一种能够同时测量整体脂肪量(即脂肪总量)、脂肪分布(包括围绕在内部器官周围的内脏脂肪和肌肉中的脂肪)和骨骼肌量的完美测量方法,以便了解所有这些因素是如何随着年龄变化的。不幸的是,正如下面所述,所有常用的测量方法都多少有一些瑕疵。

深入探讨:身体成分测量

让我们来看看确定身体成分含量——瘦肉(即肌肉)量和脂肪量的百分比——的各种方法。第一种是所谓的 人体测量指标 (anthropometric measure),如身体质量指数[Body Mass Index,BMI,即体重(以千克为单位)除以身高(以米为单位)的平方]。但是,不管是哪种简单的测量方法[如体重或围度(腰围、臂围和小腿围)],都被脂肪的存在搞乱了,且测量结果与整体肌肉量无法建立很好的相关性,因为肌肉中的脂肪含量难以预测。

第二种是 生物电阻抗法 (bioelectrical impedance method),其基于这样一个事实,即人体体液(含电解质)是良导体,而脂肪组织不是。如果选用合适的设备,这种测量方法可以做到简单和无创,但却无法直接测量肌肉质量,得靠估计得出。该设备测量结果的准确性取决于人体有多少部位被直接评测:仅仅站在此类体脂秤上,通过将电流从一条腿传导到另一条腿,无法得到准确的结果。

密度测量 (densitometry)方法包括水下称重法和气体置换法(一种叫作BodPod的产品推广的技术)。所有这些测量方法都是用体重来估计身体质量(但两者并不一样),然后用置换法来测量身体体积。根据公式密度等于质量除以体积,就可以估计出脂肪和非脂肪的比例。但由于质量和重量不同,估算结果也就不可能太精准。

双能X射线吸收测定法 (dual-energy x-ray absorptiometry, DEXA )可用来评估骨骼、脂肪和瘦肉组织含量,通常可作为人体成分评估的金标准。DEXA可直接测量出骨骼含量,然后再根据公式计算出肌肉和脂肪的质量。这个方法对有骨密度下降的人来说肯定不陌生,下一章会有详细介绍。

计算机断层扫描术 (computed tomography, CT )使用X射线制作出人体的一系列横断面图像以评估各组织面积。用CT估算的肌肉密度会包含肌肉内部和周围的脂肪。因此,CT是唯一可以确定由于脂肪逐渐浸润,肌肉随时间流失多少的方法。由于要使用大量密集的X射线来生成图像,该方法的辐射剂量可能相当于数百次胸部X射线扫描,这可能使这种测试不那么容易被接受。

磁共振成像 (magnetic resonance imaging, MRI )可以测量组织的组成,包括其脂质含量。MRI相对于CT的一个主要优势是它没有辐射。但这种技术,就像CT扫描一样,通常是由医生安排的,而且费用较高。

据DEXA和CT研究估计,骨骼肌每年的减少量不到1%(确切地说,60岁以上的男性每年减少0.64%~1.29%,女性每年减少0.53%~0.84%)。虽然这些百分比看起来很低,但若逐年累加,到60多岁时平均减少量可达14%,到80岁以上时平均减少量则会高达50%。对于具体肌肉,70岁以后,四肢肌肉的质量流失可能达到20%~30%,躯干肌肉的质量流失则可能达到40%。当将这些数字与我们20多岁刚开始出现肌肉流失时进行比较,会发现这些数字是惊人的。

平衡和姿势 。平衡和姿势是两个依赖于肌肉的关键功能。平衡是稳定站立的能力,而姿势则是身体各部分正确地彼此结合并呈现的能力。老年人的跌倒及相关损伤都是这两种功能丧失的直接结果。

肌肉和 肌腱 (tendon,负责连接肌肉和所需移动的骨骼)中的传感器负责监测人体的活动并将相关信息传递到大脑。我们的大脑预先设定了每块肌肉应该保持怎样的收缩程度,任何对这一预设的偏离都会使肌肉牵张(即拉伸),需要进行调整。然后大脑会向肌肉发出指令,以保持身体的平衡、姿势和整体运动状况。

深入探讨:牵张感受器

被称为肌梭的特殊神经纤维分布于骨骼肌的某一特定区域,可以检测到牵张刺激。而高尔基腱器则位于连接肌肉和骨骼的肌腱上,在图5.2中可以看到这两种感受器。如果肌肉被牵张拉伸,相关生物信号就会被传递到脊髓,脊髓再把它传送到大脑。以简单反射为例,脊髓会立即向肌肉发送信号,告诉肌肉收缩,以抵消拉伸和保持平衡。

图5.2 不同的神经控制不同的运动单元。神经在神经肌肉接头与肌肉接触(图片© Photodisc/Ed Reschke)

这种大脑和肌肉之间的信号往返传输可以让我们对环境的变化做出及时的反应,以保持平衡和体位。但这种控制能力会随着年龄的增长而减弱,原因有三:①感觉反馈减弱;②肌肉质量的减少使得肌肉中的传感器数量减少;③大脑反应变慢。所以,随着年龄的增长,我们需要结合环境的视觉信息来维持平衡,但视力也会随着年龄的增长而变差。因此,身体摇摆性将随着年龄的增长而增加,这种影响在女性身上比男性更明显。最后,由于白肌纤维(又称快缩肌纤维)以极高的比例损失(详见下文),而这种纤维决定了身体对失衡姿态做出快速反应的能力,于是老年人会更容易摔倒——对这个结果我们已经习以为常了。 [4]

血管系统 。导致肌少症的最后一个原因是前一章中描述过的与年龄相关的血管系统变化相似的变化也会发生在肌肉中。随着年龄的增长,肌肉中毛细血管的密度会减少,但肌肉细胞仍然需要相同数量的氧气来完成收缩,于是那些得不到足够的氧气和其他营养物质的肌细胞最终就会流失。 zYwOJTn5FKULLwNCmD5s9pT3P1bZYpxg2LERs4fzbk2YS7iNUIHc7GZ2DbEkgjWE

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