MitoQ补充剂不会影响老年人骨骼肌在急性运动时的氧化还原反应

《Redox Biology》：MitoQ supplementation does not impact redox responses to acute exercise in skeletal muscle of older individuals

　　衰老与骨骼肌运动反应减弱相关，可能涉及线粒体氧化应激失衡。本研究通过补充线粒体靶向抗氧化剂MitoQ，探讨其对65-80岁老年人骨骼肌线粒体生物能及运动诱导氧化还原反应的影响。结果显示MitoQ未改变基础氧化还原状态，亦未影响运动后PRDX3氧化、AMPK/p38 MAPK/ERK1/2磷酸化及PGC1A等基因表达。

　　### 老年骨骼肌中MitoQ补充对氧化还原反应的影响研究解读

随着全球人口老龄化的加剧，维持老年人骨骼肌的质量和功能成为医疗系统面临的重要挑战之一。研究表明，随着年龄增长，骨骼肌的氧化还原信号反应逐渐减弱，这可能与线粒体氧化应激的增加有关。线粒体作为细胞内主要的氧化还原反应发生场所，其功能和代谢状态在衰老过程中发生了显著变化。这些变化不仅影响了线粒体的生物能量代谢，还可能导致氧化还原平衡的破坏，从而削弱运动对肌肉适应性的促进作用。因此，寻找能够改善线粒体氧化还原状态的干预措施，成为提升老年人肌肉健康的重要研究方向。

MitoQ是一种靶向线粒体的抗氧化剂，其结构包含一个辅酶Q的分子和一个脂溶性阳离子，使得它能够通过细胞膜并积累在线粒体中。MitoQ的主要作用是防止脂质过氧化，从而减少线粒体中活性氧（ROS）的生成。一些研究表明，MitoQ在中年男性中可以有效降低线粒体H?O?的排放。然而，对于老年人而言，MitoQ是否能够改善线粒体氧化还原状态，以及是否能够促进运动诱导的氧化还原反应，尚缺乏明确证据。本研究旨在探讨MitoQ对老年人骨骼肌线粒体生物能量代谢和H?O?排放的影响，以及其对运动诱导的氧化还原反应的调节作用。

研究采用了一种随机双盲、安慰剂对照、平行组设计，共招募了24名65至80岁的健康个体。研究过程中，参与者被随机分配到MitoQ组（每日20毫克）或安慰剂组，持续补充12周后进行一次运动试验。研究团队在补充前、补充后以及运动前后采集股四头肌活检样本，以评估线粒体功能和氧化还原状态的变化。运动试验采用高强度间歇训练（HIIT）的形式，包括5次2分钟的骑行间歇，强度为最大摄氧量（VO?peak）的80%，随后进行2分钟的低强度运动（40% VO?peak）。通过这种方式，研究团队可以模拟老年人在实际生活中的运动模式，并观察MitoQ对运动诱导的氧化还原反应的影响。

研究结果表明，MitoQ补充确实降低了线粒体H?O?的排放能力，但并未影响线粒体呼吸作用、ADP存在下的H?O?排放或ADP对呼吸作用的刺激能力。此外，MitoQ对运动诱导的过氧化物酶（PRDX）氧化以及几种红ox敏感蛋白激酶（如AMPK、p38 MAPK和ERK1/2）的磷酸化状态也没有显著影响。同时，运动后线粒体和抗氧化基因的表达也没有发生变化。这些结果表明，MitoQ补充并未改变老年人骨骼肌的基线氧化还原状态或运动诱导的氧化还原反应。

进一步分析显示，尽管MitoQ能够降低线粒体H?O?的排放，但这种效果并未在运动诱导的氧化还原反应中显现出来。这可能与线粒体氧化应激的复杂性有关。线粒体氧化应激不仅影响ROS的生成，还可能通过逆向信号传导机制，促使细胞内抗氧化蛋白的上调，从而改变关键氧化还原敏感蛋白的氧化状态。然而，MitoQ的补充并未改变这些蛋白的氧化状态或相关信号通路的激活情况。这表明，即使线粒体ROS的生成减少，运动诱导的氧化还原反应仍可能受到其他因素的影响，如细胞内抗氧化系统的调节或运动过程中其他ROS来源的贡献。

此外，研究还发现，运动对骨骼肌中PRDX3的氧化具有显著影响，但这种氧化并未因MitoQ的补充而改变。PRDX3是一种主要的线粒体H?O?清除酶，其氧化状态的变化可能与运动诱导的线粒体信号传导有关。然而，研究并未发现MitoQ对这一过程产生影响。这提示我们，即使线粒体ROS的生成受到抑制，运动诱导的氧化还原反应仍可能通过其他途径发生。例如，运动过程中非线粒体来源的ROS生成可能对氧化还原信号的调控起到重要作用，或者某些信号分子可能对ROS的敏感性较低，导致其氧化状态变化不明显。

在讨论部分，研究团队指出，MitoQ的补充并未显著改善老年人骨骼肌的氧化还原状态，这可能与其在体内积累程度有关。虽然MitoQ在体外实验中表现出良好的抗氧化效果，但在体内环境中，其实际浓度可能不足以产生显著的生物学效应。此外，研究团队还提到，由于样本采集和处理过程中可能存在的氧化干扰，导致某些蛋白的氧化状态未能准确反映实际情况。因此，未来的实验设计需要更加注重样本处理的标准化，以减少可能的实验误差。

研究的局限性之一是缺乏年轻对照组，这使得我们无法确定老年人骨骼肌中线粒体H?O?排放是否显著增加。虽然已有研究表明，健康、未经训练的老年人线粒体H?O?排放确实有所增加，但本研究中观察到的水平相对较低，这可能意味着该群体的氧化应激程度尚未达到需要抗氧化补充的阈值。此外，研究并未量化MitoQ在骨骼肌中的具体浓度，因此无法确认其是否在体内达到有效浓度。这提示我们，未来的研究需要进一步探索MitoQ在体内的分布和代谢情况，以评估其实际的生物效应。

本研究的结果表明，MitoQ补充未能有效改善老年人骨骼肌的氧化还原状态或运动诱导的氧化还原反应。这可能意味着，针对线粒体的抗氧化干预在某些情况下可能并不足够，或者需要更长的补充时间才能产生显著效果。此外，研究还提到，其他靶向线粒体的抗氧化肽，如Elamipretide（SS-31），在动物模型中表现出改善线粒体功能和减少ROS排放的潜力。因此，未来的研究可以考虑探索这些替代干预措施，以进一步了解如何通过改善线粒体功能来促进老年人的运动适应性。

综上所述，本研究为理解老年人骨骼肌中线粒体氧化应激与运动适应性之间的关系提供了重要线索。尽管MitoQ在某些方面表现出抗氧化效果，但其对运动诱导的氧化还原反应的影响并不显著。这提示我们，线粒体功能的改善可能需要更全面的干预策略，而不仅仅是依赖于单一的抗氧化剂。未来的研究应进一步探索其他可能的干预手段，以促进老年人骨骼肌的健康和功能维持。同时，研究团队也强调了运动在维持氧化还原平衡中的重要作用，特别是对于长期进行运动训练的老年人而言，运动可能有助于维持一定的氧化还原反应能力，从而促进肌肉的适应性。