骨骼肌收縮模式對p38-Akt磷酸化水平與疲勞恢復(fù)的影響.pdf

1、骨骼肌胰島素抵抗是2型糖尿病的初始與核心環(huán)節(jié)，且骨骼肌是外周性血糖利用的主要器官。骨骼肌收縮可能通過非胰島素依賴的途徑促進葡萄糖攝取，而p38與Akt可能是其中起重要作用的分子。研究骨骼肌收縮不同模式對上述信號分子磷酸化的影響，對于探討有效降低血糖的運動方式有重要意義。然而，不同的收縮模式下，其疲勞后恢復(fù)速率也不相同。明確何種收縮模式能更有效促進p38、ERK、Akt磷酸化，同時對恢復(fù)速率的影響較小，對于制定運動方案非常重要。
　

2、　骨骼肌疲勞后恢復(fù)的機制目前研究較少。失重或模擬失重引起骨骼肌萎縮，萎縮骨骼肌恢復(fù)速率減慢，原因亦不清楚。航天員返回地面后需借助運動措施促進萎縮的骨骼肌恢復(fù)正常形態(tài)與功能。因此，了解骨骼肌疲勞后恢復(fù)速率的影響因素，以及廢用性萎縮骨骼肌恢復(fù)速率減慢的原因，有助于制定更有針對性的促恢復(fù)措施。
　　為此，本實驗采用離體比目魚肌肌條灌流技術(shù)，以及WesternBlot檢測方法，研究不同模式的收縮對骨骼肌p38、ERK、Akt磷酸化水平的影

3、響；同時，觀察在不同的收縮模式下，間斷強直收縮疲勞后收縮力恢復(fù)的特征。通過不同收縮模式的比較和藥物干預(yù)實驗探討影響骨骼肌間斷強直收縮疲勞后恢復(fù)速率的主要因素，并初步闡明萎縮骨骼肌恢復(fù)速率減慢的原因。主要研究結(jié)果為：
　　1）特定骨骼肌收縮模式可增加p38磷酸化水平，對ERK與Akt磷酸化水平無影響5min10％DC(dutycycle負荷率)和5min1％DC的收縮模式可分別使p38的磷酸化較對照組增加30％和34％，是激活p38

4、的適宜刺激。但這兩種刺激模式對ERK和Akt的磷酸化水平?jīng)]有影響。
　　2）骨骼肌收縮強度增加，疲勞性亦增加，肌漿網(wǎng)Ca2+-ATP酶被抑制骨骼肌收縮負荷率（DC）越大，越易疲勞，越難恢復(fù)。疲勞5min后，30％DC收縮可使強直收縮張力降低至初始張力的16％，而10％DC和1％DC收縮5min僅分別使強直收縮張力降低至32％和84％。強直收縮TR75是一項反映骨骼肌肌漿網(wǎng)Ca2+-ATP酶活性的指標，在骨骼肌疲勞期間，TR75延長

5、，且TR75延長程度及模式與收縮的負荷率有關(guān)。1％DC的收縮模式下，TR75在5min疲勞期間由165ms逐漸延長到220ms；10％DC的收縮模式下，TR75由疲勞前的165ms延長到疲勞第4min的222ms,之后TR75緩慢縮短，到第5min時，TR75為218ms;30％DC的收縮模式下，TR75由疲勞前的119ms延長到疲勞第2min的253ms,之后TR75縮短，到第5min時，TR75為140ms。
　　3）隨骨骼肌

6、收縮強度增加，其疲勞后恢復(fù)速率減慢
　　a．輕度疲勞主要抑制肌原纖維，對恢復(fù)速率影響較小輕度疲勞后，在20min恢復(fù)期內(nèi)，均可恢復(fù)至疲勞前強直收縮最大張力(PO)的水平，且恢復(fù)程度不受疲勞持續(xù)時間的影響；釕紅灌流可減慢輕度疲勞后恢復(fù)速率，提示輕度疲勞抑制肌原纖維功能。
　　b．中度疲勞主要抑制肌漿網(wǎng)Ca2+釋放功能，引起恢復(fù)速率減慢中度疲勞后，在20min恢復(fù)期末，收縮張力可恢復(fù)至90％-95％PO，且中度疲勞持續(xù)時間影響恢

7、復(fù)的速率；咖啡因灌流可促進中度疲勞后的恢復(fù)。
　　c．缺氧、外源性氧自由基、肌纖維內(nèi)肌鈣蛋白抑制亞基（TnI）的降解等，均可降低疲勞后恢復(fù)的速率，但影響恢復(fù)速率的特征不同恢復(fù)期加入CoCl2和Na2S2O4兩種化學(xué)缺氧試劑灌流后，初期其恢復(fù)速率正常，恢復(fù)10min后張力不再升高，相反呈下降趨勢。H2O2灌流后，對恢復(fù)的作用為先促進后抑制，可能與TnI發(fā)生降解相關(guān)。
　　d．內(nèi)源性氧自由基不影響恢復(fù)速率使用氧自由基清除劑Tir

8、on后，骨骼肌疲勞后恢復(fù)速率沒有發(fā)生變化，表明生理濃度的氧自由基尚不足以影響骨骼肌的恢復(fù)。
　　e．肌漿網(wǎng)Ca2+-ATP酶活性的改變亦不影響恢復(fù)速率TR75（舒張達到75％最大張力的時間）可以代表骨骼肌肌漿網(wǎng)Ca2+攝取功能。TR75越短，說明肌漿網(wǎng)Ca2+攝取功能越好。在各種收縮模式中，疲勞期TR75均呈逐漸延長，恢復(fù)期間TR75則逐漸縮短，直到恢復(fù)疲勞前水平。因此，可以認為，恢復(fù)過程中肌漿網(wǎng)Ca2+攝取功能逐漸增強。但是，恢

9、復(fù)過程中，TR75恢復(fù)的快慢與收縮力恢復(fù)的快慢并無對應(yīng)關(guān)系。故認為肌漿網(wǎng)Ca2+攝取功能在骨骼肌間斷強直收縮疲勞后的恢復(fù)過程中不起作用。
　　4）萎縮比目魚肌疲勞后恢復(fù)速率減慢的機制，可能主要涉及肌漿網(wǎng)Ca2+釋放功能更易被抑制尾部懸吊1周的大鼠比目魚肌明顯萎縮，其重量/體重之比僅為對照大鼠的60％。在各種收縮模式的疲勞后，萎縮比目魚肌收縮張力恢復(fù)均較同步對照組減緩。各項干預(yù)實驗表明，萎縮比目魚肌肌漿網(wǎng)Ca2+-ATP酶活性增強、

10、缺氧、氧自由基均不是引起恢復(fù)速率減慢的原因，其機制可能主要涉及肌漿網(wǎng)Ca2+釋放功能更易被抑制。
　　綜上所述，負荷率較低、疲勞時間不長的收縮模式可以更有效促進p38磷酸化，同時有較好的恢復(fù)功能。肌原纖維的抑制、肌漿網(wǎng)Ca2+釋放功能的抑制、缺氧、外源性氧自由基、肌纖維內(nèi)肌鈣蛋白抑制亞基（TnI）的降解等均可通過不同方式影響骨骼肌疲勞后恢復(fù)的速率。萎縮比目魚肌疲勞后恢復(fù)速率減慢的機制，可能主要涉及肌漿網(wǎng)Ca2+釋放功能更易被抑制。