生命早期不同运动形式对去卵巢小鼠骨骼肌功能影响的研究

【作者】 王子豪； 刘美琳； 翁凯鸿； 高维维； 翁锡全； 元宇；

【机构】 广州体育学院； 广州应用科技学院；

【摘要】 研究目的:绝经后肌少症是一种雌激素水平骤降引发的骨骼肌退行性疾病,主要表现为肌肉质量减少、肌肉力量下降、肌肉功能退化等临床特征。流行病学报告显示,老年女性患病率高达11.5%。绝经后肌少症严重影响老年女性的生活质量。药物治疗是改善绝经后肌少症的常见干预方式,然而,其潜在的毒副作用可能对机体健康造成一定威胁。运动干预已广泛应用于肌少症的防治。生命早期不同形式运动可能对绝经后肌萎缩的改善产生不同效应。为了探究生命早期不同运动模式对绝经后肌少症的改善效应,本研究通过构建去卵巢小鼠模型模拟雌激素水平下降,探究生命早期不同形式运动对卵巢小鼠骨骼肌的影响。为运动防治绝经后肌少症提供科学理论依据。研究方法:购入48只4周龄的雌性C57 BL/6小鼠,分为5组,其中,对照组16只,其他运动组各8只,即抗阻运动R组,跑台运动T组,联合运动组RT组,振动训练组V组。对照组正常饲养,各运动组进行8周不同形式运动干预,R组每周周1、3、5进行爬梯训练,每两周递增1次负荷;T组每周周1至周5训练,训练强度由10m/min起每周增加2m/min;RT组每周训练5天,周1、3、5进行跑台训练,周2、4进行爬梯训练,训练方案与T和R组训练方案相同;V组振动频率30Hz,振幅4.5mm,时间15min,每周训练5天。运动干预后,将对照组随机分为假手术SHAM组和去卵巢OVX组。SHAM进行假手术,其他各组均进行去卵巢手术。干预结束后取材,分别测量小鼠腓肠肌、股四头肌和胫骨前肌肌肉重量,并检测腓肠肌中相关肌肉因子和炎症因子的表达。所有数据均采用GraphPad Prism进行统计分析与绘图,P <0.05表示有统计学意义。研究结果:(1)骨骼肌功能基本参数:(1)与SHAM组相比,OVX组体重显著增加,腓肠肌重量/体重、胫骨前肌重量/体重、股四头肌重量/体重、最大负重、最大负重/体重和最大跑步距离均显著降低(P <0.001)。(2)与OVX组相比,R、T、RT和V组体重均显著下降(P<0.01)。R、T、RT和V组左腓肠肌重量/体重与左股四头肌重量/体重均显著增加。R、T和RT组左胫骨前肌重量/体重显著增加,V组有增长趋势。R、T、RT和V组最大负重与最大负重/体重均显著增加(P<0.01)。T和V组最大跑步距离显著增加(P <0.05),R和RT组有增加趋势。其中对于肌肉重量占比、最大负重与最大负重/体重,R和RT组运动效果更显著。(2)HE染色结果显示,(1)与SHAM组相比,OVX组肌纤维横截面积占比显著下降(P <0.01)。(2)与OVX组相比,R和V组均显著增加(P <0.01),T和RT组有增长趋势。R组运动增加肌纤维横截面积占比更显著。(3)qPCR结果显示:(1)与SHAM组相比,OVX组成肌因子Myog、Myod1 mRNA水平下降,Mef2c mRNA水平显著降低,肌肉生长抑制因子MSTN mRNA水平升高,炎症因子MMP2、MMP9和IL-1β mRNA水平显著升高。(2)与OVX组相比,T和V组Myog mRNA水平显著升高,R和RT组有升高趋势。T组(P <0.05)Myod1mRNA水平显著升高,R、RT和V组均有升高趋势。R和RT组Mef2c mRNA水平显著升高(P <0.05),T和V组有升高趋势。R、T、RT和V组MSTN、MMP9与IL-1β mRNA水平均显著降低(P <0.05),R、T、RT和V组MMP2 mRNA水平有降低趋势。R、RT组对成肌因子促进作用更显著。(4)WB结果显示:(1)与SHAM组相比,OVX组Myog、Mef2c、IL-1RA蛋白表达显著降低(P<0.01),FBX32、TNF-α蛋白表达显著升高(P <0.05),IL-1α蛋白表达有升高趋势。(2)与OVX组相比,R组Myog和Mef2c蛋白表达显著上调(P <0.05),T、RT和V组均有上调趋势;T组FBX32蛋白表达显著降低(P <0.05),R、RT和V组FBX32蛋白表达有降低趋势;T、R和RT组TNF-α蛋白表达均显著降低(P <0.05),V组有降低趋势;R、T、RT和V组IL-1α蛋白表达均有降低趋势;R、T、RT和V组IL-1RA蛋白表达有上升趋势。R组运动对上调Myog,Mef2c蛋白表达更显著,T组运动对降低FBX32、TNF-α蛋白表达更显著。研究结论:去卵巢诱导雌激素水平下降促进肌萎缩的发生发展,主要表现在去卵巢小鼠骨骼肌萎缩及功能衰退。生命早期不同形式运动均可通过差异调控成肌分化及炎症相关信号通路改善骨骼肌萎缩,其中抗阻训练的促进效应更显著。更多还原