炎性衰老
炎性衰老(英文:Inflammaging)是指伴随年龄增长而出现的慢性、低度、系统性炎症状态。其特征是促炎细胞因子、趋化因子和急性期反应蛋白在血液和组织中持续轻微升高,且不受明确感染或疾病触发。这一概念由意大利学者Claudio Franceschi于2000年提出,被认为是连接正常衰老与多种年龄相关疾病的核心病理生理枢纽,也是系统性衰老的关键驱动力。
核心特征
低度:炎症标志物水平通常介于正常范围上限与急性炎症水平之间。
慢性:持续存在,无明显急性期和消退期。
无菌性:并非由病原体感染直接引起。
有害性:长期暴露于低水平炎性环境,导致组织损伤和功能衰退。
主要生物学标志物
循环中水平随年龄升高,常用于评估炎性衰老程度:
细胞因子:白介素-6 (IL-6)、肿瘤坏死因子-α (TNF-α)、白介素-1β (IL-1β)。
急性期蛋白:C反应蛋白 (CRP)。
其他:纤溶酶原激活物抑制剂-1 (PAI-1)。
发生机制:多重因素的共同作用
炎性衰老是多种衰老相关变化共同作用的结果,可归纳为“垃圾积累”与“防御失效”两大方面:
| 机制类别 | 具体过程与因素 | 对炎症的贡献 |
|---|---|---|
| 内源性损伤/危险信号累积 | 细胞衰老:衰老细胞分泌大量促炎因子(SASP)。 线粒体功能障碍:释放mtDNA等损伤相关分子模式。 大分子损伤:错误折叠蛋白、氧化脂质、DNA片段等积累。 | 持续提供内源性危险信号,激活固有免疫受体(如TLRs),是炎症的持续燃料。 |
| 免疫系统功能失调 | 免疫衰老:适应性免疫衰退,导致慢性病毒感染(如CMV)再激活和持续低水平刺激。 固有免疫系统过度活化/失调:巨噬细胞、NLRP3炎症小体等处于高反应状态。 | 清除“垃圾”能力下降,同时对内源信号反应过度,导致反应失衡,促炎-抗炎稳态被打破。 |
| 屏障功能破坏 | 肠道通透性增加:菌群失调,导致肠道细菌内毒素入血。 组织细胞渗漏:细胞损伤释放内容物。 | 引入外源性微生物信号,加剧免疫系统负担。 |
| 代谢与内分泌失调 | 脂肪组织衰老与扩张:脂肪细胞分泌促炎因子,巨噬细胞浸润。 性激素水平下降(如雌激素、睾酮)。 | 脂肪组织成为重要的炎症来源;抗炎激素保护作用减弱。 |
与年龄相关疾病的关联
慢性低度炎症是众多年龄相关疾病共同的病理基础,通过以下途径发挥作用:
动脉粥样硬化:驱动内皮细胞损伤、泡沫细胞形成和斑块不稳定。
胰岛素抵抗与2型糖尿病:干扰胰岛素信号通路。
神经退行性疾病:激活小胶质细胞,产生神经毒性因子,加速阿尔茨海默病、帕金森病的病理进程。
骨质疏松与肌肉减少症:促进破骨细胞生成,抑制成骨细胞;诱导肌肉蛋白质降解。
癌症:创造促进肿瘤发生、生长和转移的微环境。
虚弱综合征:导致厌食、代谢紊乱和多系统功能衰退。
诊断与评估
炎性衰老并非一种临床疾病,而是一种病理生理状态。其评估通常结合:
生物标志物检测:测量血清IL-6、CRP、TNF-α水平。
临床评估:结合个体是否存在多种慢性疾病、虚弱状态等。
综合指数:如使用多种炎症标志物构建的炎症指数。
干预与管理策略
针对炎性衰老的干预旨在打破“炎症-损伤-更多炎症”的恶性循环。
| 策略方向 | 具体措施 | 作用机制/证据 |
|---|---|---|
| 生活方式干预 | 热量限制/间歇性禁食、规律有氧与抗阻运动、地中海饮食(富含Omega-3、多酚、纤维)。 | 减少脂肪炎症,增强自噬,改善线粒体功能,调节菌群。有较强流行病学和初步临床证据。 |
| 药物干预 | Senolytics:清除衰老细胞,消除SASP来源。 抗炎药物:如低剂量甲氨蝶呤、IL-1抑制剂(卡那单抗)在心血管疾病中的研究。 二甲双胍、雷帕霉素(主要临床前证据)。 | 靶向核心机制。Senolytics前景广阔;传统抗炎药需权衡长期使用的风险收益。 |
| 营养补充剂 | Omega-3脂肪酸、姜黄素、白藜芦醇、维生素D。 | 具有抗炎潜力,但多数大规模临床试验效果不一,证据等级低于生活方式。 |
| 微生物组调控 | 益生元/益生菌、膳食纤维。 | 旨在修复肠道屏障,减少内毒素血症,调节免疫。 |
研究前沿与挑战
前沿:开发更精准的生物标志物组合;阐明肠道菌群-免疫-衰老轴的详细机制;推进Senolytics等靶向药物的临床试验。
挑战:炎症是必要的防御机制,完全抑制可能有害;需区分“有益”与“有害”的炎症;个体差异巨大,需个性化干预策略。
参考文献
Franceschi, C., Bonafè, M., Valensin, S., Olivieri, F., De Luca, M., Ottaviani, E., & De Benedictis, G. (2000). Inflamm-aging: An evolutionary perspective on immunosenescence. Annals of the New York Academy of Sciences, 908, 244–254. (提出炎性衰老概念的开创性论文)
Franceschi, C., Garagnani, P., Parini, P., Giuliani, C., & Santoro, A. (2018). Inflammaging: a new immune–metabolic viewpoint for age-related diseases. Nature Reviews Endocrinology, 14(10), 576-590. (对炎性衰老机制的深入综述)
López-Otín, C., Blasco, M. A., Partridge, L., Serrano, M., & Kroemer, G. (2013). The hallmarks of aging. Cell, 153(6), 1194-1217. (将炎症列为衰老的标志之一)
Furman, D., et al. (2019). Chronic inflammation in the etiology of disease across the life span. Nature Medicine, 25(12), 1822-1832. (全面阐述慢性炎症在疾病中的作用)
Childs, B. G., Gluscevic, M., Baker, D. J., Laberge, R. M., Marquess, D., Dananberg, J., & van Deursen, J. M. (2017). Senescent cells: an emerging target for diseases of ageing. Nature Reviews Drug Discovery, 16(10), 718-735. (阐述衰老细胞作为炎性衰老的关键来源)
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