運動對Sarcopenia關(guān)聯(lián)的抗氧化能力及線粒體介導(dǎo)的細胞凋亡信號通路的影響.pdf

1、常言道“人老先從腿開始”。腿部衰老的主要表現(xiàn)之一就是Sarcopenia現(xiàn)象。Sarcopenia是一種以肌肉質(zhì)量和力量下降為主要特征的增齡性機能退化征。人類步入40歲以后，骨骼肌會以每年1％的速率遞減，并在75歲左右表現(xiàn)更為突出。Sarcopenia的發(fā)生與蛋白代謝失衡、缺乏運動等密切相關(guān)，它不僅會嚴重影響肌肉力量與運動能力，而且還會導(dǎo)致老年人摔倒乃至骨折。目前世界范圍內(nèi)不少發(fā)達國家人口老齡化問題已經(jīng)突顯，由其所帶來的健康成本將相當巨

2、大。近年來的研究顯示，運動能夠在一定程度上促進骨骼肌正常功能的維持，進而對Sarcopenia的發(fā)生發(fā)展起到一定的延緩或抑制作用。研究目的本研究選用快速老化小鼠(SAMP8)作為研究對象，分別采用不同時間(8周和21周)的爬梯、跑臺運動對不同月齡SAMP8小鼠進行運動干預(yù)，重點觀察SAMP8小鼠骨骼肌(腓腸肌和脛骨前肌)中Sarcopenia關(guān)聯(lián)的抗氧化能力以及線粒體介導(dǎo)的細胞凋亡信號通路的變化情況，以期在抗氧化防御以及細胞凋亡兩個層面

3、上探索Sarcopenia發(fā)生的可能歸因，為運動延緩Sarcopenia的可能機制提供一些參考，并最終圍繞“人老先從腿開始”這一常見現(xiàn)象，提出“增健需從腳下行”的應(yīng)對理念。研究方法本研究選擇不同月齡的雄性SAMP8小鼠為實驗對象，利用SAMP8小鼠的快速老化特點建立衰老動物模型，選擇爬梯運動和跑臺運動作為運動干預(yù)方式，分別對3月齡、4月齡和6月齡SAMP8小鼠進行8周、21周和8周的運動干預(yù)。通過紫外可見分光光度法對腓腸肌與脛骨前肌中抗

4、氧化能力相關(guān)指標(T-AOC、總SOD、CAT、MDA)進行檢測，并采用實時熒光定量PCR(Quantitative Real-timePCR)法對腓腸肌與脛骨前肌中Sarcopenia關(guān)聯(lián)的Caspase依賴性與Caspase非依賴性細胞凋亡信號通路中關(guān)鍵基因及部分凋亡調(diào)節(jié)基因進行檢測。研究結(jié)果本研究的結(jié)果顯示：1)老年安靜組SAMP8小鼠腓腸肌和脛骨前肌均已表現(xiàn)出Sarcopenia征狀，且除21周爬梯運動組(LR組)較8周爬梯運動

5、組(SR組)體重有所上升外，其余各組小鼠體重變化未見顯著性差異；2)隨衰老進程兩種骨骼肌的抗氧化能力表現(xiàn)出的變化不同，其中腓腸肌抗氧化能力有所下調(diào)，而脛骨前肌抗氧化能力有所上調(diào)；兩種骨骼肌中凋亡調(diào)節(jié)基因均傾向于保護衰老骨骼肌，盡管如此，在氧化應(yīng)激脅迫下腓腸肌和脛骨前肌凋亡可能仍成為主流趨勢，并最終經(jīng)Caspase-3上調(diào)來促成凋亡；3) 8周爬梯、跑臺運動對青年組SAMP8小鼠腓腸肌和脛骨前肌抗氧化能力的影響存在較大差異，說明骨骼肌中抗

6、氧化能力對不同運動干預(yù)方式和不同肌纖維類型的適應(yīng)不同；爬梯運動可能通過Caspase依賴性細胞凋亡途徑弱化腓腸肌和脛骨前肌細胞凋亡的趨勢，而跑臺運動傾向于上調(diào)AIF而經(jīng)Caspase非依賴性細胞凋亡途徑促進腓腸肌和脛骨前肌趨向凋亡；4) 8周爬梯、跑臺運動均能夠上調(diào)老年組SAMP8小鼠腓腸肌和脛骨前肌抗氧化酶的活性，只是對兩種肌肉類型中非酶類抗氧化防御體系的影響可能存在一定差異，使得總抗氧化能力存在異向性變化，從而導(dǎo)致了兩種運動干預(yù)后腓

7、腸肌中氧化損傷增加，而在脛骨前肌中氧化損傷的表現(xiàn)存在運動方式的選擇性差異。盡管如此，8周爬梯、跑臺運動仍然通過抑制Caspase依賴性與非依賴性細胞凋亡途徑，在很大程度上弱化了衰老骨骼肌走向凋亡的趨勢；5) 21周的爬梯、跑臺運動仍然對老年組SAMP8小鼠腓腸肌和脛骨前肌中抗氧化酶活性具有上調(diào)作用，但是總抗氧化能力卻依然呈現(xiàn)下降趨勢，使得兩種運動干預(yù)后脛骨前肌中氧化損傷增加，而在腓腸肌中氧化損傷則出現(xiàn)運動方式的選擇性差異；盡管如此，跑臺

8、運動對腓腸肌和脛骨前肌以及爬梯運動對脛骨前肌仍然起到了弱化細胞凋亡趨勢的作用，只是爬梯運動對老年腓腸肌卻具有促進凋亡的趨勢，且這種促進作用可能通過Caspase依賴性與AIF介導(dǎo)的Caspase非依賴性兩條途徑協(xié)同完成；6) 21周爬梯、跑臺運動與8周爬梯、跑臺運動相比，老年組腓腸肌和脛骨前肌中抗氧化能力、細胞凋亡信號通路中的基因以及調(diào)節(jié)基因的表達未完全表現(xiàn)出隨干預(yù)時間延長的一致性遞進變化。6．1．2結(jié)論1) SAMP8小鼠(腓腸肌和脛

9、骨前肌)可作為研究Sarcopenia的動物模型；2)抗氧化酶類對不同年齡、不同肌肉類型以及不同運動方式干預(yù)的運動適應(yīng)表現(xiàn)不同；3)對青年組骨骼肌而言，8周爬梯運動傾向于經(jīng)Caspase-3下調(diào)而弱化細胞凋亡的趨勢，而8周跑臺運動則可能經(jīng)AIF上調(diào)而促進細胞凋亡；4) 8周爬梯、跑臺運動干預(yù)后，老年組腓腸肌和脛骨前肌均傾向于弱化細胞凋亡的趨勢；5) 21周爬梯、跑臺運動干預(yù)后，老年組骨骼肌仍基本具有弱化細胞凋亡的潛能，只是爬梯運動對衰老