人到50歲，身體就會變得越來越衰弱，其中一個主要原因在于動脈老化，那有沒有能逆轉血管老化問題，恢復年輕活力的方法呢？
雖然有些像是天方夜譚，但是根據哈佛醫學院研究人員的一項新研究，答案居然是肯定的。
這篇發表于3月22日的Cell雜志上的新論文找了影響血管老化及其對肌肉健康的關鍵細胞機制，并在小鼠中成功地扭轉了這一過程。
文章通訊作者，哈佛大學醫學院遺傳學教授David Sinclair說：“我們已經發現了一種通過增加體內自然存在分子的含量來逆轉血管老化的方法。”
血管衰老
隨著年齡的增大，我們的身體變得虛弱且脆弱。一系列生理變化導致了機體各方面功能的下降，到底我們細胞內發生了什么會引發衰老的生物學變化呢？這是一個一直困擾Sinclair的問題。
在衰老過程中，我們最小的血管會萎縮并死亡，導致血流量減少，并使器官和組織的氧合作用受損。血管老化會引發一系列疾病，如心臟和神經系統疾病，肌肉損失，傷口愈合受損和整體脆弱等。
科學家們發現，流向器官和組織的血液流失導致了毒素積聚和低氧水平。血管內的內皮細胞對于維持血管的健康和生長至關重要，而血管的健康也是向器官和組織提供富含氧氣和營養的關鍵因素。但隨著這些內皮細胞老化，血管萎縮，新血管不能形成，并且血液無法正常向身體的大部分部位流動。這種變化在肌肉中特別明顯——因為肌肉中有大量的血管，需要依靠強大的血流維持功能。
隨著年齡的增長，肌肉開始萎縮并變得更弱，這種狀況被稱為肌肉衰減征（Sarcopenia）。這個過程可以通過有規律的鍛煉來減緩，但是緩慢的鍛煉對緩解這種癥狀的作用會越來越少。
Sinclair想知道：究竟是什么限制了血液流動并導致了這種不可避免的衰退？ 為什么連鍛煉都失去了維持肌肉活力的保護力？這個過程是否可逆？
在一系列實驗中，研究小組發現了其中的機制：隨著內皮細胞開始失去一種稱為sirtuin1（SIRT1）的關鍵蛋白，血流量減少了。之前的研究表明SIRT1能延緩衰老并延長酵母和小鼠的壽命。
研究顯示，SIRT1丟失是由NAD +的缺失造成的，NAD +是一個多世紀前發現的蛋白相互作用和DNA修復的關鍵調控因子，Sinclair等人之前的研究也表明，NAD +會隨著年齡增長而下降。
神奇的因子
研究表明，NAD +和SIRT1為血管內皮細胞和肌肉細胞之間的溝通提供了一個關鍵的接口。
實驗表明，在年輕的小鼠肌肉中，SIRT1信號被激活并產生新的毛細血管，為組織和器官提供氧氣和營養。然而，當NAD + /SIRT1活性隨著時間的推移逐漸減少時，血流也會減少，從而導致肌肉組織缺乏營養并缺氧。
當研究人員在年輕小鼠的內皮細胞中刪除SIRT1時，他們發現毛細血管的密度和毛細血管的數量顯著減少。內皮細胞缺乏SIRT1的小鼠運動耐受性差，只能跑SIRT1沒有缺失的小鼠的距離的一半。
為了確定SIRT1在運動誘導血管生長中的作用，研究人員觀察了SIRT1缺陷小鼠如何對運動產生反應。經過長達一個月的訓練后，SIRT1缺陷小鼠的后腿肌肉與內皮細胞中具有完整SIRT1的同齡小鼠相比，運動后形成新血管的能力顯著降低。
研究發現，肌肉緊張釋放的生長刺激蛋白能誘導運動誘發的血管形成，其中SIRT1似乎就是傳遞肌肉向血管生長因子信號轉導的關鍵信使。
實驗表明，缺乏SIRT1的內皮細胞對運動肌肉釋放的生長刺激蛋白無法做出應答。
“這就好像這些細胞對肌肉發出的信號已經失去應答，”Sinclair說。
他補充說，這一現象也解釋了為什么年齡相關的SIRT1丟失會導致肌肉萎縮和血管消亡。
由于實驗揭示了SIRT1在運動誘發血管形成中的關鍵作用，研究人員想知道提高SIRT1水平是否會刺激血管生長并避免肌肉萎縮。
對于鍛煉的意義
科學家們將目光投向了NAD +，NAD +是一種在許多生命形式中都保守存在的分子，隨著年齡的增長而減少，之前的研究表明這種因子能刺激SIRT1的活性。
“我們推測，NAD+水平下降會降低SIRT1活性，從而干擾老齡小鼠生長新血管的能力，”文章第一作者Abhirup Das說，他是Sinclair實驗室的博士后研究員，目前是為哈佛醫學院的一位訪問學者。
為了檢測這個假設，研究員使用了一種名為NMN的化合物，這是NAD +的前體，此前曾被證明在修復細胞DNA和維持細胞活力中發揮作用。
在實驗室培養皿中，研究人員發現來自人體和用NMN處理的小鼠的內皮細胞顯示增強的生長能力和減少的細胞死亡。
在實驗室皿實驗中，來自人和小鼠的內皮細胞用NMN處理后能增加的生長能力，減少細胞死亡。
接下來，團隊給一組20個月大（相當于70歲的人類年齡）的小鼠連續服用兩個月的NMN，結果發現NMN治療可恢復小鼠的毛細血管和毛細血管密度。血液流向肌肉也增加了，這都顯著高于未接受NMN治療的相同年齡小鼠的肌肉血液供應量。
不過，最顯著的效果是衰老小鼠的運動能力。
研究顯示，與未處理的小鼠相比，治療后小鼠的運動能力提高了56-80％。NMN治療的小鼠的平均跑步長度為430米，即約1,400英尺，而未經處理的同齡小鼠平均跑步長度為240米（780英尺）。
為了觀察NMN的效應是否可以進一步增強，研究人員在治療方案中增加了第二種化合物。化合物NaHS是硫化氫的前體，也能促進SIRT1的活性。
結果顯示一組32個月大（相當于人類年齡90歲）的小鼠接受四周的組合治療后，能比未接受治療的小鼠，活動性增加兩倍。
有趣的是，NMN治療并未改善年輕久坐小鼠的血管密度和運動能力。不過，它確實能夠促進經常運動的年輕小鼠的血管形成和運動能力。
“這一研究指出：年齡在血管和肌肉之間的相互作用中起著關鍵作用，NAD +和SIRT1的丟失是中年后鍛煉效果不佳的原因，”Das說。
此外，對于另一類人——那些坐在輪椅上的或那些行動不便的人，這項研究也意義重大。