老来关节疼腿发软，是缺了辅酶Q10？

有那么一次，年纪轻轻的X先生因药物副作用，意外“体验”了把关节疼痛的滋味。那几天，他走起路来又痛又僵……彼时的他，忽然就对患骨关节炎多年的王奶奶产生了某种跨越年龄的共鸣。

对许多老年人来说，这样的感受并不陌生。数据显示，全球约73%的骨关节炎患者年龄在55岁以上[1]。可见，衰老与骨关节炎密不可分。

图注：骨关节炎与生物衰老之间的联系

关节疼、僵硬，是骨关节炎老人常常面临的困扰，但除了这些症状，不少人还出现了双腿发软，使不上劲的情况，这说明肌肉也可能开始萎缩了！虽说长期活动受限会波及肌肉，但这篇发表在《Nature Aging》上的研究表示：事情没那么简单[2]！

骨关节炎肌肉萎缩，认知革命进行时

在很长一段时间里，人们普遍认为骨关节炎导致的肌肉萎缩，源于关节疼痛，僵硬和肿胀，让人不愿意活动的“用进废退”理论，也就是科学界常说的“废用性肌肉萎缩”。

图注：法国生物学家拉马克，以长颈鹿作喻，提出“用进废退”的观点

但这种观点显然还远远不够。早在1997年，一项针对膝骨关节炎患者的临床研究便发现，即使骨关节炎受试者的膝关节不疼、活动也没减少的情况下，股四头肌无力的现象却依然存在[3]。

图注：最能体现力量感的股四头肌（蓝：股直肌、黄：股外侧肌、绿：股中间肌、红：股内侧肌）

随着相关机制研究的深入，人们渐渐发现，骨关节炎可能会悄悄催化肌肉产生慢性炎症，使其逐渐变得萎缩、无力。并且，肌肉慢性炎症的角色在其中可能尤为关键：

研究显示，膝骨关节炎患者大腿外侧肌肉中炎症相关基因表达增加，炎症信号分子和炎症因子IL-6水平均比健康人要高，这可能导致了他们肌肉力量的降低[4]。在骨关节炎小鼠中，腓肠肌中炎症因子IL-1β的表达也明显更高，同时，它们小腿腓肠肌面积减少了10%[5]。

图注：膝骨关节炎患者大腿肌肉中几种炎症相关信号分子的蛋白丰度

而当上述“炎症”理论成为共识后，科学家们开始追问更深层的问题：这些炎症因子，具体是通过什么方式“杀死”肌肉细胞的？初步的答案是，和炎症“调度员”巨噬细胞有关！

衰老巨噬细胞，引发肌肉萎缩危机

研究首先发现，不论是在膝骨关节炎患者还是小鼠身上，关节周围的肌肉组织确实会变得“不太正常”。例如，患者得病一侧膝关节周围的股四头肌，表现出比健康一侧周长减小（少了约18.4毫米）、力量下降和肌肉萎缩的现象。

图注：膝骨关节炎患者健康和得病两侧肌肉情况

深入基因表达层面，研究者发现，骨关节炎期间小鼠萎缩的股四头肌中发生了持续的慢性炎症。同时，肌肉中还聚集了大量的巨噬细胞。

这些巨噬细胞表现出了明显的衰老特征（如高表达细胞衰老标志物SA-β-gal和p16INK4a等），当清除掉它们后，肌肉萎缩状况得到了缓解，这表明，炎症环境可能促进了巨噬细胞的衰老，并进一步加剧了肌肉萎缩。

图注：例如，在股四头肌中注射白喉毒素清除衰老巨噬细胞，肌肉萎缩现象减轻（如SASP相关基因表达下降、肌纤维横截面积增加等）

但显然，在巨噬细胞的衰老与最终导致的肌肉萎缩之间，还有很多块“拼图”尚未找全，其中最相关的一块便是铁代谢。

除了处理炎症，巨噬细胞还有一个功能，就是能吞噬衰老或受损的红细胞，降解血红蛋白并回收它们带有的铁离子，这一过程对体内铁的代谢非常重要。但对于衰老的巨噬细胞，上述功能可能会出现问题，即：

它们会吞噬没用的红细胞，却无法正常地处理和利用这些铁，就比如，在肌肉中，将铁离子过度“泄露”给邻近的肌肉细胞。

而当铁离子被大量囤积在肌肉细胞中时，会产生大量的活性氧，这些活性氧会攻击细胞膜，使其发生脂质过氧化反应，最终像“生锈”一样腐蚀掉细胞膜的完整性，使肌肉细胞走向死亡。

图注：哥伦比亚大学的Brent R. Stockwell教授团队创造了“铁死亡”一词，即一种涉及铁和脂质过氧化的新型非凋亡性细胞死亡

事实也的确如此，研究发现，当肌管（青春期的肌肉细胞）与来自骨关节炎环境的衰老巨噬细胞接触后，其内部出现了铁死亡的典型迹象：铁死亡调节因子表达发生改变、脂质过氧化物水平变高、线粒体损伤加剧。

图注：肌管中铁死亡调节因子表达（铁死亡抑制因子GPX4等下调，铁死亡执行因子ACSL4等上调）和线粒体损伤情况

进一步地，铁死亡带来的线粒体损伤还造成了一系列的“连锁反应”。

具体来说，骨骼肌细胞内的重要“营养素”天冬酰胺出现了急剧的减少，进而抑制了其下游的mTORC1通路，导致它调控的关键酶HMGCR蛋白水平显著下降，最终造成了肌肉细胞内辅酶Q10“合成生产线”的停滞。

图注：在人类和小鼠骨关节炎样本的股四头肌中，与对照相比，氧化/还原型辅酶Q10的含量显著降低

而辅酶Q10作为一种强大的抗氧化剂，能清除脂质自由基，正是骨骼肌细胞用来抵御铁死亡的重要天然防御机制。

也就是说，没有了辅酶Q10的助益，细胞的抗氧化防御能力减弱，特别是在骨关节炎等疾病状态下，骨骼肌细胞脂质过氧化水平可能持续升高。最终，细胞铁死亡防御失效，细胞膜系统崩溃、肌纤维结构破坏，肌肉萎缩发生。

辅酶Q10，破局之钥？

那么，从这个思路看，补充辅酶Q10可能就是有效解决骨关节炎导致的肌肉萎缩的绝佳方法！

研究发现，直接给骨关节炎小鼠补充辅酶Q10，不仅改善了股四头肌中细胞线粒体形态，还降低了脂质过氧化物水平，从而改善了肌肉萎缩。更有意思的是，这种好处还“反向”延伸到了关节本身，缓解了骨关节炎引起的软骨损伤。

图注：辅酶Q10补充使骨关节炎小鼠股四头肌的总横截面积增加，肌肉萎缩情况得到缓解

众所周知，辅酶Q10向来以“心脏保护神”著称，同时拥有抗炎、抗凋亡等多种本领。现在看来，它的“战场”可能远不止于此，在对抗骨关节炎、防止肌肉萎缩方面有望施展拳脚。

图注：某辅酶Q10产品宣传图

其实，近年来已有许多研究发现了这一点：辅酶Q10可能有助于缓解他汀类药物（降脂药）引起的肌痛或肌无力症状[6]；每天200 mg辅酶Q10对服用他汀类药物的老年运动员的肌肉性能具有潜在的益处[7]。

尽管如此，这种说法目前还没有得到广泛的认可，而今天的研究则为辅酶Q10与肌肉的关系又提供了新的探讨空间。

回过头来再看这项研究，不仅完整地梳理了“骨关节炎—衰老巨噬细胞—铁代谢紊乱—铁死亡—肌肉萎缩”这一因果链条，还把免疫衰老、铁死亡和代谢调控这些看似分散的过程紧密联系在了一起。

更重要的是，这也为我们提供了不少改善骨关节炎-肌肉萎缩的新思路：比如清除衰老的巨噬细胞、调节肌肉里的铁代谢、或者更直接也更简便的——补充辅酶Q10~

[本文的名称是《Senescent macrophages induce ferroptosis in skeletal muscle and accelerate  osteoarthritis-related muscle atrophy》，发表于国际权威杂志《nature aging》，通讯作者是陆军军医大学/陆军特色医学中心的倪振洪、周思儒、陈林和连继勤。第一作者是Wei Xiang。本研究资助来源：中国国家自然科学基金(NO. 82394444, Lin Chen; NO. 82372495, Z.N.; NO. 82202770, W.X.)、重庆市自然科学基金(NO. CSTB2022NSCQ-MSX1267, Z.N.; NO. CSTB2022NSCQ-MSX0863, W.X)]、创伤、烧伤和复合伤国家重点实验室项目(NO. SKL2021JY01, Z.N.)、重庆市医疗技术推广项目(NO. 2020jstg028, S.Z.)、重庆市急性和危重症临床医疗研究中心(NO. 3354181, S.Z.)、陆军“十四五”建设项目组：战争创伤治疗组（S.Z.）]

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参考文献

[1] https://www.who.int/zh/news-room/fact-sheets/detail/osteoarthritis

[2] Xiang, W., Zhang, T., Li, B. et al. Senescent macrophages induce ferroptosis in skeletal muscle and accelerate osteoarthritis-related muscle atrophy. Nat Aging (2025).

[3] Charles Slemenda, Kenneth D. Brandt, Douglas K. Heilman, et al. Quadriceps Weakness and Osteoarthritis of the Knee. Ann Intern Med.1997;127:97-104.

[4] Levinger, I., Levinger, P., Trenerry, M. K., Feller, J. A., Bartlett, J. R., Bergman, N., McKenna, M. J., & Cameron-Smith, D. (2011). Increased inflammatory cytokine expression in the vastus lateralis of patients with knee osteoarthritis. Arthritis and rheumatism, 63(5), 1343–1348.

[5] Silva, J. M. S., Alabarse, P. V. G., Teixeira, V. O. N., Freitas, E. C., de Oliveira, F. H., Chakr, R. M. D. S., & Xavier, R. M. (2018). Muscle wasting in osteoarthritis model induced by anterior cruciate ligament transection. PloS one, 13(4), e0196682.

[6] Qu, H., Guo, M., Chai, H., Wang, W. T., Gao, Z. Y., & Shi, D. Z. (2018). Effects of Coenzyme Q10 on Statin-Induced Myopathy: An Updated Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials. Journal of the American Heart Association, 7(19), e009835.

[7] Deichmann, R. E., Lavie, C. J., & Dornelles, A. C. (2012). Impact of coenzyme Q-10 on parameters of cardiorespiratory fitness and muscle performance in older athletes taking statins. The Physician and sportsmedicine, 40(4), 88–95.