抗阻、有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)自然衰老小鼠骨骼肌Sarcopenia關(guān)聯(lián)的自噬系統(tǒng)相關(guān)基因表達(dá)的影響.pdf

1、隨著中國(guó)改革開(kāi)放的深入與經(jīng)濟(jì)建設(shè)的突飛猛進(jìn)，人們的物質(zhì)生活水平有了質(zhì)的飛躍，但隨之而發(fā)生的是生活方式及飲食習(xí)慣的改變，如身體活動(dòng)減少、攝入過(guò)多脂類和糖類、吸煙、酗酒等，這就造成許多“現(xiàn)代文明病”的發(fā)生，即人們由于體力活動(dòng)減少，熱量攝入增多，導(dǎo)致機(jī)體熱量處于正平衡狀態(tài)，體脂堆積增加，骨骼肌質(zhì)量減少等。這些病癥一旦出現(xiàn)，對(duì)機(jī)體的影響就會(huì)持續(xù)下去，特別是骨骼肌中葡萄糖代謝紊亂造成胰島素抵抗(IR)，會(huì)誘導(dǎo)特定信號(hào)通路激活，導(dǎo)致骨骼肌發(fā)生一系列

2、退行性變化，Sarcopenia就是其中威脅老年人骨骼肌健康的危險(xiǎn)病征之一。
　　 Sarcopenia是一種在老年人中常見(jiàn)的以骨骼肌質(zhì)量(數(shù)量和體積)和力量隨增齡下降為特征的病任，其中以Ⅱ型肌纖維為主。它可致使機(jī)體功能降低、勞動(dòng)能力喪失甚至于生活不能自理，雖然這種病征在老年人中很常見(jiàn)，并且嚴(yán)重威脅老年人的健康及生活質(zhì)量，但就目前來(lái)說(shuō)，其發(fā)生機(jī)制還不是很清楚。其中蛋白質(zhì)代謝失衡是重要原因之一，研究顯示，隨著年齡增加骨骼肌蛋白質(zhì)合

3、成能力下降而其降解速度卻增快，這就造成由蛋白質(zhì)為主構(gòu)成的骨骼肌體積的下降，繼而發(fā)生肌力下降。另一重要機(jī)制就是細(xì)胞凋亡的發(fā)生可能導(dǎo)致了骨骼肌細(xì)胞數(shù)量的減少，從而造成骨骼肌萎縮。其中線粒體介導(dǎo)的caspase依賴性細(xì)胞凋亡被認(rèn)為是Sarcopenia發(fā)生的主要因素。但近年來(lái)發(fā)現(xiàn)Ⅱ型程序性細(xì)胞死亡-自噬性程序性細(xì)胞死亡(Autophagy)可能在Sarcopenia的發(fā)生發(fā)展中也起到關(guān)鍵作用。Autophagy作為細(xì)胞內(nèi)重要的蛋白質(zhì)降解途徑，

4、其對(duì)Sarcopenia不僅限于可直接發(fā)生細(xì)胞凋亡從而減少骨骼肌纖維數(shù)量，還在于它可調(diào)控骨骼肌內(nèi)蛋白質(zhì)代謝平衡。Autophagy的失活或者過(guò)度激活都將影響細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)含量，并將激發(fā)一些列連鎖反應(yīng)。所以無(wú)論是細(xì)胞凋亡通路還是蛋白質(zhì)代謝失衡，Autophagy對(duì)骨骼肌的調(diào)節(jié)作用將非常關(guān)鍵，這可能為預(yù)防和治療Sarcopenia提供新的啟示。眾所周知，運(yùn)動(dòng)特別是抗阻運(yùn)動(dòng)可以促進(jìn)骨骼肌生理性肥大，這就為預(yù)防和緩解Sarcopenia提供了思路

5、，研究也顯示抗阻運(yùn)動(dòng)可在一定程度范圍內(nèi)延緩Sarcopenia的發(fā)生，但不同時(shí)限的抗阻訓(xùn)練可能造成不同的影響。另外，抗阻運(yùn)動(dòng)預(yù)防Sarcopenia的作用機(jī)制還不是很清楚，雖然很多學(xué)者從不同角度進(jìn)行了研究與探討，但尚未發(fā)現(xiàn)有研究者從自體吞噬的角度說(shuō)明探討Sarcopenia的發(fā)生機(jī)制，及運(yùn)動(dòng)延緩Sarcopenia的作用機(jī)制。
　　 本文通過(guò)對(duì)C57BL/6自然衰老小鼠進(jìn)行終身跑臺(tái)、爬梯運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，利用Q-PCR的生物學(xué)方法檢測(cè)A

6、utophagy相關(guān)基因LC3、Beclin1、LAMP-2和Bnip3的表達(dá)，探討Sarcopenia發(fā)生發(fā)展中Autophagy的變化及運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)自體吞噬相關(guān)基因表達(dá)的影響，試圖從自體吞噬的角度理解和解釋Sarcopenia的發(fā)生機(jī)制和運(yùn)動(dòng)預(yù)防Sarcopenia的作用機(jī)理。方法：54只C57BL/6小鼠隨機(jī)分為青年對(duì)照組(YC)、老年對(duì)照組(OC)、終身跑臺(tái)組(LE)、終身爬梯組(LR)、老年跑臺(tái)組(OE)、老年爬梯組(OR)六組

7、，每組各9只，其中YC組為3月齡，其余各組自然生長(zhǎng)至20月齡。LE組和LR組分別進(jìn)行為期17個(gè)月的跑臺(tái)和爬梯訓(xùn)練，OE組和OR組分別進(jìn)行為期2個(gè)月的跑臺(tái)和爬梯訓(xùn)練，跑臺(tái)、爬梯訓(xùn)練每周3次。利用Q-PCR的生物學(xué)方法檢測(cè)Autophagy相關(guān)基因LC3、Beclin1、LAMP-2和Bnip3的表達(dá)，并根據(jù)實(shí)際適應(yīng)情況調(diào)整運(yùn)動(dòng)量與強(qiáng)度。結(jié)果：1)C57BL/6自然衰老小鼠骨骼肌質(zhì)量下降，出現(xiàn)嚴(yán)重Sarcopenia征狀。2)與YC組比較，

8、OC組小鼠LC3b、LAMP-2b和Bnip3 mRNA表達(dá)量顯著升高，LC3a、Beclin1和LAMP-2a mRNA的變化無(wú)顯著性差異。3)與OC組相比，終身耐力訓(xùn)練可使LC3a顯著升高；使LC3b、Beclin1、LAMP-2a、LAMP-2b和Bnip3 mRNA表達(dá)量顯著降低。4)與OC組相比，終身抗阻訓(xùn)練可使LC3a、Beclin1、LAMP-2a mRNA表達(dá)量降低，但無(wú)顯著性差異；使LC3b、Bnip3 mRNA得表達(dá)

9、量顯著降低。5)與LE組相比，Beclin1、LAMP-2a、LAMP-2b表達(dá)量升高，且具有極顯著性差異。結(jié)論：1)20月齡C57BL/6小鼠符合Sarcopenia研究標(biāo)準(zhǔn)，可作為研究Sarcopenia的模式動(dòng)物。2)20月齡C57BL/6小鼠LC3b、LAMP-2b和Bnip3 mRNA表達(dá)量顯著升高，且LC3b/LC3a比值顯著升高推測(cè)自體吞噬活性顯著升高，可能造成細(xì)胞過(guò)度自噬造成蛋白質(zhì)降解增加，出現(xiàn)骨骼肌質(zhì)量減少，進(jìn)而誘導(dǎo)產(chǎn)

10、生Sarcopenia。3)終身耐力運(yùn)動(dòng)可在小鼠青壯年時(shí)期控制體重，且可以顯著降低LC3b、Beclin1、LAMP-2a、LAMP-2b和Bnip3 mRNA表達(dá)量及LC3b/LC3a比值，說(shuō)明終身耐力運(yùn)動(dòng)可以有效抑制細(xì)胞過(guò)度的自體吞噬，從而緩解Sarcopenia任狀。4)終身抗阻訓(xùn)練可有效控制小鼠體重直至老年期，且可以顯著降低LC3b、Bnip3 mRNA表達(dá)量提示終身抗阻訓(xùn)練可在一定范圍內(nèi)降低自體吞噬活性，減少蛋白質(zhì)降解。5)與