论文部分内容阅读
研究目的:近年来,低氧训练越来越火热,但暴露在低氧环境下可能会引起胃肠功能障碍和摄食量下降,打破骨骼肌蛋白质合成和分解平衡,造成骨骼肌萎缩。骨骼肌质量的丢失可造成一系列健康问题,对进行高原训练的运动员而言最主要的问题就是肌肉力量和耐力的丢失,进而影响运动员的训练效果和竞赛成绩。为探讨低氧环境下骨骼肌的萎缩是低氧环境引起的,还是摄食量减少引起的,本研究检测大鼠骨骼肌中低氧诱导因子-1α(HIF-1α)和蛋白激酶B(PKB/Akt),蛋白合成相关基因雷帕霉素靶向基因(m TOR)、真核翻译起始因子4e结合蛋白1(EIF4EBP1/4E-BP1)和核糖体蛋白S6激酶β-1(p70S6K1);蛋白分解相关基因转录因子叉头盒蛋白O1(FoxO1)、磷酸化Fox O1(p-Fox O1)、肌肉环指蛋白1(Mu RF1)、肌肉萎缩F盒蛋白(MAFbx/Atrogin-1)、B细胞淋巴瘤-2相互作用蛋白1(Beclin1/BECN1)和微管相关蛋白3(MAP1LC3B)的表达,来研究低氧环境下骨骼肌萎缩的机制。研究方法:21只雄性SD大鼠起始体重约为200g,随机分为3组:常氧自由饮食饮水组(C组,n=7),低氧自由饮食饮水组(H组,n=7),常氧配对饮食组(P组,n=7)。H组置于氧浓度为12.4%的低氧房中(模拟海拔4000m高度),控制P组大鼠的摄食量与H组前一天的摄食量相同。每天对大鼠体重进行测量,并记录摄食量。干预4周,麻醉后用双能X射线扫描大鼠,测量体质量和瘦体重;再取两侧腓肠肌,称量湿重,计算湿重百分比(腓肠肌湿重/瘦体重),一侧肌肉投入多聚甲醛固定液中固定,用HE染色观察肌纤维形态,ImageJ软件计算腓肠肌肌纤维横截面积;另一侧肌肉置于-80℃保存,用WB测试骨骼肌合成和分解通路相关蛋白含量。所有数据均用SPSS19.0软件分析,多组间比较使用单因素方差分析,两组间比较采用独立样本t检验。结果用平均值±标准误表示,以P<0.05表示显著性差异。研究结果:(1)干预期间,H组大鼠体重平均增加(102.10 g)较C组(128.00 g)和P组(119.40 g)均显著下降(P<0.05),P组较C组无显著性差异;H组和P组的摄食量在干预初期较C组有显著性下降(P<0.05),干预后期差异不明显。(2)4周干预后,H组大鼠体质量(341.20±16.75g)较C组(377.50±20.75g)和P组(375.86±11.30g)显著性降低(P<0.05),P组与C组无显著性差异。H组大鼠瘦体重(105.67±5.32 g)较C组(260.50±9.35 g)和P组(106.00±5.35 g)显著性降低(P<0.05),P组与C组差异不明显。(3)H组腓肠肌肌纤维横截面积(12.6700±1.8300 mm)较C组(15.7800±2.3800 mm)显著下降(P<0.05),P组(15.7100±2.8200 mm)与C组无显著性差异。(4)4周干预后,与C组(1±0.00)相比,H组大鼠腓肠肌中HIF1α蛋白相对含量(1.418±0.193)有显著增加(P<0.05),但Akt蛋白相对含量(1.438±0.129)和p-Akt/Akt(0.472±0.080)显著低于C组(P<0.05),P组与C组上述3种蛋白相对表达量无显著性差异。在蛋白质合成相关基因方面,H组腓肠肌中m TOR蛋白含量为0.6250±0.175,较C组显著下降(P<0.05),P组较C组差异不明显;P组腓肠肌中4EBP1和p70S6K1蛋白含量分别为1.139±0.136和1.139±0.1130,均显著高于C组(P<0.05)。在蛋白质分解相关基因方面,H组大鼠腓肠肌中p-Fox O1蛋白含量(0.7130±0.1450)和p-Fox O1/Fox O1比值(0.7810±0.1420)较C组显著下降,P组p-Fox O1/Fox O1比值(1.254±0.2280)显著高于C组(P<0.05);H组大鼠腓肠肌中Atrogin1蛋白含量(1.3470±0.1190)、Mu RF1蛋白含量(1.2960±0.2190)、LC3Ⅰ蛋白含量(1.0290±0.1090)、LC3Ⅱ/Ⅰ比值(1.3530±0.1280)和Beclin1蛋白含量(1.1740±0.1090)均高于C组(1±0.00)(P<0.05);但P组与C组间差异不明显。研究结论:低氧环境下骨骼肌中蛋白质合成相关基因表达减少,蛋白分解相关基因表达增加,使骨骼肌纤维横截面积减小,体质量、瘦体重下降,造成骨骼肌萎缩;而这种萎缩与摄食量减少关系不大。