兩種廢用性肌萎縮動物模型與幾種肌纖維分型方法的比較研究.pdf

1、大量研究資料表明，運動減退、制動或肌肉去負(fù)荷可使骨骼肌發(fā)生明顯的廢用性萎縮。肌肉萎縮對于臨床患者及航天員的肌力、耐力、運動以及日?；顒幽芰Χ紩a(chǎn)生較大的影響。開展廢用性肌萎縮研究，探明其發(fā)生的機(jī)理，是臨床醫(yī)學(xué)、運動醫(yī)學(xué)及航天醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域需要認(rèn)真研究和亟待解決的重要課題之一。如何建立起一個可靠的“肌肉廢用”模型，是進(jìn)行廢用性肌萎縮研究的首要前提。常用的廢用性肌萎縮動物模型有多種，其中肌肉去負(fù)荷和肢體制動最為常用。但是，關(guān)于這兩種模型的比較研

2、究，國內(nèi)外迄今未見報道。實驗研究中，肌球蛋白腺苷三磷酸酶(myosinadenosinetriphosphatease，mATPase)組織化學(xué)、琥珀酸脫氫酶(succinicdehydrogenase，SDH)組織化學(xué)和肌球蛋白重鏈(myosinheavychain，MHC)免疫組織化學(xué)三種方法，常用于骨骼肌代謝酶活性的測定和肌纖維類型的鑒定，但有關(guān)這三種方法的比較研究并不多見。 本研究的目的是：比較大鼠尾部懸吊和后肢制動兩種

3、廢用性肌萎縮模型對機(jī)體的影響和廢用效果，為研究者選擇實驗動物模型提供科學(xué)依據(jù)；比較三種肌纖維分型方法的特點和優(yōu)缺點，確定各自的適用范圍。 采用的方法是：兩種模型分別按時間設(shè)7d組、14d組和21d組。(1)觀察實驗動物的體重、臟器指數(shù)和比目魚肌(soleusmuscle，SOL)濕重體重比的變化；(2)利用酶組織化學(xué)方法和彩色圖像分析儀，觀察比目魚?、裥秃廷蛐图±w維橫截面積(cross-sectionarea，CSA)的變化；(

4、3)應(yīng)用mATPase組織化學(xué)方法、SDH組織化學(xué)方法和MHC免疫組織化學(xué)方法，觀察比目魚肌肌纖維代謝酶活性、MHC表達(dá)水平的變化。 研究結(jié)果表明：(1)不同尾部懸吊和后肢制動時間下實驗動物的體重變化和臟器指數(shù)變化1)正常對照組大鼠體重持續(xù)增長，14d組、21d組與7d組相比較，出現(xiàn)極其顯著的差異(P＜0.001)；兩個模型組大鼠體重增長緩慢，7d組、14d組和21d組之間未出現(xiàn)明顯變化(P＞0.05)。結(jié)果提示，尾部懸吊和后肢

5、制動后，大鼠體重的增長均受到不同程度的抑制。 2)除后肢制動14d組與7d組相比較胸腺指數(shù)出現(xiàn)顯著下降外(P＜0.05)，其余各組的臟器指數(shù)均無明顯變化(P＞0.05)。 (2)不同尾部懸吊和后肢制動時間下大鼠比目魚肌的濕重體重比和肌纖維CSA的變化兩個模型組SOL濕重體重比和肌纖維CSA均下降明顯。Ⅰ型肌纖維CSA較Ⅱ型肌纖維下降程度大。與正常對照組相比較，尾部懸吊14d組SOL濕重體重比和Ⅰ型肌纖維CSA出現(xiàn)極其顯著

6、下降(P＜0.001)，而后肢制動7d組SOL濕重體重比和Ⅰ型肌纖維CSA出現(xiàn)顯著下降(P＜0.05)。結(jié)果表明，兩種模型均能使SOL發(fā)生廢用性萎縮，且隨著造模時間的延長而不斷加劇，其中，后肢制動組發(fā)生明顯萎縮的時間早于尾部懸吊組。 (3)不同尾部懸吊和后肢制動時間下大鼠比目魚肌mATPase活性、SDH活性及MHC表達(dá)水平的變化1)大鼠比目魚肌經(jīng)mATPase堿法染色后，兩個模型組Ⅰ型肌纖維的比例均下降明顯。尾部懸吊14d組與

7、7d組相比，出現(xiàn)極其顯著的下降(P＜0.001)，與21d組相比，則無明顯變化(P＞0.05)。后肢制動14d組與7d組相比，無明顯變化(P＞0.05)，21d組與14d組相比，出現(xiàn)極其顯著下降(P＜0.001)。結(jié)果提示，尾部懸吊和后肢制動下，大鼠比目魚肌有氧活動減弱而無氧酵解活動加強(qiáng)，肌纖維mATPase活性發(fā)生改變，Ⅰ型肌向Ⅱ型肌轉(zhuǎn)化迅速明顯且不斷加劇，后肢制動7d組和尾部懸吊14d組肌纖維類型的轉(zhuǎn)化最為明顯。 2)大鼠比

8、目魚肌經(jīng)SDH氯化硝基四氮唑蘭法染色后，Ⅰ型和Ⅱx型肌纖維為淺染，Ⅱa型肌纖維為深染，兩個模型組淺染肌纖維的比例均下降明顯。但隨著造模時間的延長，除尾部懸吊21d組與7d組相比淺染肌纖維的比例出現(xiàn)顯著下降(P＜0.05)外，其余7d組、14d組和21d組之間未出現(xiàn)統(tǒng)計學(xué)差異(P＞0.05)。結(jié)果提示，SDH的活性的高低不能完全反映肌纖維氧化代謝的強(qiáng)弱，使用該方法肌纖維類型的轉(zhuǎn)化不明顯。 3)大鼠比目魚肌經(jīng)抗快縮型MHC抗體(MY

9、-32)進(jìn)行免疫組織化學(xué)染色后，兩個模型組Ⅰ型肌纖維的比例均出現(xiàn)極其明顯的下降(P＜0.001)。尾部懸吊14d組與7d組相比，出現(xiàn)極其顯著的下降(P＜0.001)，與21d組相比，則無明顯變化(P＞0.05)。后肢制動14d組與7d組相比，無明顯變化(P＞0.05)，21d組與14d組相比，出現(xiàn)極其顯著下降(P＜0.001)。結(jié)果提示，尾部懸吊和后肢制動下，大鼠比目魚肌MHC的表型均發(fā)生了轉(zhuǎn)化，MHCⅠ向MHCⅡ轉(zhuǎn)化迅速明顯且不斷加劇

10、，后肢制動7d組和尾部懸吊14d組MHC的轉(zhuǎn)化最明顯。 得出結(jié)論：(1)尾部懸吊和后肢制動均可使大鼠SOL發(fā)生明顯的萎縮，是研究抗重力肌廢用性萎縮可靠、理想的動物模型。其中，尾部懸吊14d廢用效果最明顯，后肢制動7d廢用效果最明顯。 (2)mATPase組織化學(xué)染色與MHC免疫組織化學(xué)染色分型明顯，且結(jié)果具有一致性，是較為理想的肌纖維分型方法。SDH組織化學(xué)染色肌纖維分型困難，且廢用狀態(tài)下肌纖維類型的轉(zhuǎn)化趨勢也不明顯，因