抗阻、有氧運動對自然衰老小鼠骨骼肌Sarcopenia關(guān)聯(lián)的自噬系統(tǒng)相關(guān)基因表達的影響.pdf

1、隨著中國改革開放的深入與經(jīng)濟建設(shè)的突飛猛進，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慣的改變，如身體活動減少、攝入過多脂類和糖類、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減少，熱量攝入增多，導致機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)，對機體的影響就會持續(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)，會誘導特定信號通路激活，導致骨骼肌發(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病征之一。
　　 Sarcopenia是一種在老年人中常見的以骨骼肌質(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。它可致使機體功能降低、勞動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，并且嚴重威脅老年人的健康及生活質(zhì)量，但就目前來說，其發(fā)生機制還不是很清楚。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。另一重要機制就是細胞凋亡的發(fā)生可能導致了骨骼肌細胞數(shù)量的減少，從而造成骨骼肌萎縮。其中線粒體介導的caspase依賴性細胞凋亡被認為是Sarcopenia發(fā)生的主要因素。但近年來發(fā)現(xiàn)Ⅱ型程序性細胞死亡-自噬性程序性細胞死亡(Autophagy)可能在Sarcopenia的發(fā)生發(fā)展中也起到關(guān)鍵作用。Autophagy作為細胞內(nèi)重要的蛋白質(zhì)降解途徑，

4、其對Sarcopenia不僅限于可直接發(fā)生細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的失活或者過度激活都將影響細胞內(nèi)蛋白質(zhì)含量，并將激發(fā)一些列連鎖反應。所以無論是細胞凋亡通路還是蛋白質(zhì)代謝失衡，Autophagy對骨骼肌的調(diào)節(jié)作用將非常關(guān)鍵，這可能為預防和治療Sarcopenia提供新的啟示。眾所周知，運動特別是抗阻運動可以促進骨骼肌生理性肥大，這就為預防和緩解Sarcopenia提供了思路

5、，研究也顯示抗阻運動可在一定程度范圍內(nèi)延緩Sarcopenia的發(fā)生，但不同時限的抗阻訓練可能造成不同的影響。另外，抗阻運動預防Sarcopenia的作用機制還不是很清楚，雖然很多學者從不同角度進行了研究與探討，但尚未發(fā)現(xiàn)有研究者從自體吞噬的角度說明探討Sarcopenia的發(fā)生機制，及運動延緩Sarcopenia的作用機制。
　　 本文通過對C57BL/6自然衰老小鼠進行終身跑臺、爬梯運動訓練，利用Q-PCR的生物學方法檢測A

6、utophagy相關(guān)基因LC3、Beclin1、LAMP-2和Bnip3的表達，探討Sarcopenia發(fā)生發(fā)展中Autophagy的變化及運動訓練對自體吞噬相關(guān)基因表達的影響，試圖從自體吞噬的角度理解和解釋Sarcopenia的發(fā)生機制和運動預防Sarcopenia的作用機理。方法：54只C57BL/6小鼠隨機分為青年對照組(YC)、老年對照組(OC)、終身跑臺組(LE)、終身爬梯組(LR)、老年跑臺組(OE)、老年爬梯組(OR)六組

7、，每組各9只，其中YC組為3月齡，其余各組自然生長至20月齡。LE組和LR組分別進行為期17個月的跑臺和爬梯訓練，OE組和OR組分別進行為期2個月的跑臺和爬梯訓練，跑臺、爬梯訓練每周3次。利用Q-PCR的生物學方法檢測Autophagy相關(guān)基因LC3、Beclin1、LAMP-2和Bnip3的表達，并根據(jù)實際適應情況調(diào)整運動量與強度。結(jié)果：1)C57BL/6自然衰老小鼠骨骼肌質(zhì)量下降，出現(xiàn)嚴重Sarcopenia征狀。2)與YC組比較，

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

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

10、生Sarcopenia。3)終身耐力運動可在小鼠青壯年時期控制體重，且可以顯著降低LC3b、Beclin1、LAMP-2a、LAMP-2b和Bnip3 mRNA表達量及LC3b/LC3a比值，說明終身耐力運動可以有效抑制細胞過度的自體吞噬，從而緩解Sarcopenia任狀。4)終身抗阻訓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表達量提示終身抗阻訓練可在一定范圍內(nèi)降低自體吞噬活性，減少蛋白質(zhì)降解。5)與