耐力运动对营养性肥胖小鼠骨骼肌细胞自噬及线粒体自噬的影响

【作者】 崔迪； 邱守涛； 贺杰； 王海燕； 漆正堂； 孙易； 丁树哲；

【机构】 青少年健康评价与运动干预教育部重点实验室； 华东师范大学体育与健康学院；

【摘要】 目的:探讨耐力运动对营养性肥胖小鼠骨骼肌细胞自噬及线粒体自噬的影响及其分子机制。方法:4周龄清洁级ICR雄性小鼠36只,随机分为高脂组(H,24只)饲以高脂膳食,对照组(C,12只)饲以普通膳食,6周后两组随机处死6只,检测相关血液指标及附睾脂肪百分比以确定建模成功;营养性肥胖小鼠建模成功后,C组剩余6只作为对普通膳食对照组(NC,6只),将H组剩余18只随机分为高脂膳食对照组(HC,6只)、普通膳食干预组(BN,6只)及普通膳食联合耐力运动干预组(HNE,6只),HC组小鼠持续喂6周高脂膳食,NC、HN、HNE喂以普通膳食,HNE组小鼠进行6周跑台耐力训练,速度按周递增即15、22、27、31、35、35m/min,40分钟/天,6次/周,周日休息。末次训练24小时后处死小鼠并采样。应用JC-1探针法检测线粒体膜电位,RT-PCR及WesternBlotting技术检测相关基因表达情况。结果:1)6周高脂膳食喂养后H组小鼠形态学变化表现为体重、LEE’s指数及附睾脂肪百分比显著高于C组(P<0.05),血液相关指标表现为BG、TG、HDLC、LDLC含量显著增加(P<0.05);2)HC组与NC组在肌球蛋白重链各分型的转录水平无差异,而HNE组在耐力训练及膳食改善后表现为骨骼肌MHCⅠ、Ⅱa、Ⅱc表达均显著增加(P<0.05),而HN、HNE组MHCⅡbmRNA表达均下调;3)HC组小鼠线粒体膜电位较NC组显著降低(P<0.05),与NC组比营养性肥胖组HC、HN、HNE小鼠骨骼肌mtDNA拷贝数量均下降(P<0.05);4)与NC组比,HC组小鼠细胞自噬相关信号分子ATG13、LC3mRNA表达明显下调,P62mRNA表达显著上调;HN、HNE组小鼠骨骼肌细胞自噬分子BECN1、ATG13及LC3mRNA含量有所增加(P<0.05),反映细胞自噬活性的金指标LC3Ⅱ/Ⅰ在HC组骨骼肌中下降,p62蛋白含量无变化,HN、HNE组小鼠骨骼肌p62蛋白水平下降,HNE组LC3Ⅱ/Ⅰ比值上调;5)线粒体自噬信号NIXmRNA表达与NC组比下调,而在HN、HNE组含量增加;HNE组小鼠线粒体自噬信号PARK2、PARLmRNA较HN组上调;PINK1蛋白含量在HC组有所下调,而在HN及HNE组普遍上调(P<0.05)。结论:1)长期高脂膳食干预可引发营养性肥胖发生,导致机体代谢紊乱;2)耐力运动结合膳食改善可有效控制营养性肥胖小鼠体重并促进肌球蛋白的表达;3)耐力运动结合膳食改善可缓解营养性肥胖机体细胞自噬水平的下降,而对线粒体自噬的作用主要通过作用于PINK1/Parkin信号以维持机体骨骼肌中线粒体的数量和功能。更多还原