体育锻炼预防干细胞衰竭

在衰老过程中，组织的再生潜能明显下降。一个很好的例子是与年龄相关的造血功能下降，导致适应性免疫细胞的产生减少，这一过程被称为免疫衰老。在成年干细胞室中也发现了类似的过程，包括小鼠前脑、肌肉纤维或骨骼。造血干细胞的细胞周期活性整体下降，与细胞周期抑制蛋白如p16INK4a和DNA损伤累积的过度表达有关。

对于生物体的长期维持，干细胞和祖细胞的增殖不足是有害的，但是过度增殖也会加速干细胞生态位的耗尽而有害。在这一过程中，体育锻炼是最有力的刺激因素之一，可以促进干细胞亚群从其宿主组织迁移/增殖到受损组织，以供以后移植和再生。从这个意义上说，有规律的体育锻炼减弱了内皮祖细胞内皮修复能力的年龄相关性降低。此外，运动还能激活多能干细胞的祖细胞，包括间充质干细胞和神经干细胞，从而提高大脑再生能力和认知能力。

受老化影响较大的干细胞是肌源性的，称为卫星细胞。卫星细胞改变管理人类骨骼肌组织肌纤维的替换和修复效率潜力降低。年龄减少的功能或这些细胞的数量抑制了正常的肌肉质量维持。II型肌纤维引起的年龄相关萎缩受II型肌纤维卫星细胞含量下降的影响。肌细胞减少症与这些细胞的萎缩有关，其病理生理机制也是如此。除此之外，肌力和肌肉质量的老化减少与肌核含量、肌纤维类型比截面积和卫星细胞含量直接相关。动物研究表明，有氧运动不仅促进年轻和老年小鼠的卫星细胞池扩张，而且还增强了年轻和老年大鼠的卫星细胞数量较多的肌纤维。因此，骨骼肌的调节依赖于卫星细胞。这种对骨骼肌再生的贡献已被充分证明，并涉及多种机制，包括神经营养因子和血管因子（IGF-1和其他生长因子）、免疫反应、神经递质和细胞因子（如IL-6、睾酮或一氧化氮），其中大多数都是由运动调节的。阻力力训练可以通过骨骼肌卫星细胞增殖和分化诱导年轻人和衰老过程中II型纤维的肥大，从而减弱促弧开放的生理和年龄相关事件。此外，阻力运动训练产生的肌肉肥大与卫星细胞有关。肌肉生长抑制素，一种在肌肉生成过程中抑制肌肉分化和生长的蛋白质，也参与了这个过程。可能，肌生长抑制素和卫星细胞的相同定位解释了老年骨骼肌的成肌能力恶化。事实上，Snijders等人揭示了II型肌纤维卫星细胞在抵抗运动的急性刺激下的老化钝化激活。

有趣的是，药物干预也在探索增加干细胞功能。使用雷帕霉素抑制mTORC1可以通过改善造血系统和肠道中的蛋白质稳定和影响能量感应来延缓衰老，这可能会改善干细胞功能。GTPase CDC42在衰老造血干细胞中活性增加，其药理抑制作用也可能使人类衰老细胞恢复活力。