论文部分内容阅读
背景:人体衰老是一种自然现象,如何延缓衰老是学界和大众关注的问题。衰老引起的骨骼肌衰减主要表现在肌肉质量、力量和身体活动能力的下降,严重影响个人生活质量。骨骼肌的重塑依赖骨骼肌卫星细胞(也称为骨骼肌干细胞)激活、增殖、分化和融合。卫星细胞的激活与之所处的微环境有关。伴随着衰老,卫星细胞所处微环境的改变会对卫星细胞的激活产生不利影响,阻碍骨骼肌的重塑。研究指出,运动训练可激活肌卫星细胞促进肌肉的肥大和力量的增加,在衰老状态下,运动可否对骨骼肌毛细血管生成产生影响从而改善肌卫星细胞生存的微环境,激活卫星细胞促进骨骼肌重塑仍需要进一步探讨。目的:本研究旨在采用有氧、抗阻运动的训练方式对衰老小鼠进行运动干预,探讨有氧、抗阻运动对衰老小鼠骨骼肌毛细血管生成及卫星细胞激活之间的内在联系,以期为运动改善骨骼肌衰减症提供理论依据。方法:本研究选取4周龄BALB/C雄性小鼠21只,在标准条件下饲养达9月龄后随机分为3组,其中安静对照组(C组:n=7),正常进食、饮水,不参与运动训练;有氧运动组(A组:n=7),进行为期9周,每周3次的无负重跑台训练,跑台的速度为0.8km/h,运动时间为40min/次;抗阻运动组(R组:n=7)进行为期9周,每周3次的尾部负重爬梯训练,每次训练五组,每组分别训练3次、2次、1次、2次、3次的“金字塔”训练模式,其中组间间隔2min,次间间隔1min。在整个运动训练过程中,于每周固定时间对小鼠进行体重以及四肢抓握力的测量。最后一次训练结束后12小时,称量小鼠体重、测量四肢抓握力,随后即刻采取颈椎脱臼的方式处死小鼠,接着进行股四头肌的取材。采用Real-time PCR技术检测小鼠股四头肌CD31、VEGF、HIF-1α、ERR-α、Pax7、MMP2、MMP9的m RNA表达水平。Western blotting技术检测小鼠股四头肌CD31、VEGF、PGC-1α、HIF-1α、ERR-α、Pax7、MMP2、MMP9的蛋白表达水平。免疫荧光技术检测小鼠股四头肌VEGF和CD31的定位和表达情况。结果:(1)体重与股四头肌湿重/体重的变化:经过9周训练后,运动训练组小鼠的体重高于安静对照组(R组>A组>C组),且第7周R组显著高于C组(P<0.05),第8周开始有极显著性差异(P<0.01),其余各组间体重均无显著性差异。与体重变化相一致,R组小鼠的股四头肌湿重/体重显著高于C组(P<0.05),其他组间均无显著性差异。(2)小鼠四肢相对抓握力的变化:本研究中各组小鼠四肢相对抓握力随周数增多而增加,R组>A组>C组,且第8周开始R组显著高于C组(P<0.05)。(3)VEGF与毛细血管生成相关因子的变化:1)m RNA水平上的变化:R组小鼠股四头肌HIF-1α、ERR-αm RNA表达水平均显著高于C组(P<0.05),R组小鼠股四头肌VEGF m RNA表达水平极显著高于C组(P<0.01);A组小鼠股四头肌VEGF m RNA表达水平显著高于C组(P<0.05)且CD31 m RNA的表达水平也极显著高于C组(P<0.01)。2)蛋白水平上的变化:A组、R组小鼠股四头肌PGC-1α、ERR-α的蛋白表达水平均未见显著性差异,而HIF-1α和VEGF蛋白表达量均显著高于C组(P<0.05);A组VEGF的蛋白表达水平显著高于C组(P<0.05),CD31的蛋白表达水平极显著高于C组(P<0.01)。R组与A组之间各指标均未见显著性差异。(4)细胞外基质MMPs的变化:与C组相比,A组、R组小鼠股四头肌MMP2m RNA表达水平和蛋白表达水平均呈显著性升高(P<0.05)。A组小鼠股四头肌MMP9 m RNA表达水平较C组相比无显著性变化,但其蛋白表达水平显著高于C组(P<0.05)。与C组相比,R组小鼠股四头肌MMP9 m RNA表达水平呈显著性升高(P<0.05),但其蛋白表达水平未见显著性变化。(5)卫星细胞Pax7的变化:与C组相比,R组小鼠股四头肌Pax7 m RNA表达水平呈极显著性升高(P<0.01),而A组小鼠股四头肌Pax7 m RNA表达水平未见显著性差异。与C组相比,R组小鼠股四头肌Pax7的蛋白表达水平呈极显著性升高(P<0.01),而A组小鼠股四头肌Pax7 m RNA表达水平未见显著性差异。与A组相比,R组小鼠股四头肌Pax7的蛋白表达水平呈极显著性升高(P<0.01)。结论:(1)抗阻运动对骨骼肌质量、肌力和卫星细胞增殖的影响优于有氧运动。(2)抗阻运动和有氧运动对骨骼肌毛细血管生成相关因子和细胞外基质均具有积极的影响,但有氧运动的影响优于抗阻运动。(3)抗阻运动中,毛细血管密度对骨骼肌卫星细胞的增殖有一定的积极作用,但并非起主导作用,其机制有待深入探讨。