不同负荷负重跑训练对老龄大鼠骨骼肌内MG29蛋白表达的影响

2015-03-05蒋祥林三峡医药高等专科学校重庆40420

中国老年学杂志 2015年16期

蒋祥林　邹　飞　卫　利(三峡医药高等专科学校，重庆　40420)

蒋祥林邹飞卫利1
(三峡医药高等专科学校，重庆404120)

〔摘要〕目的探讨不同负荷负重跑训练对老龄大鼠骨骼肌内MG29蛋白表达的影响。方法28只17月龄的健康清洁级雄性Wistar大鼠随机分为对照组、低负重组、中负重组、高负重组，低、中、高负荷组大鼠分别给予8 w最大负重30％、50％、60％的跑台训练。每周称量大鼠体重，8 w后取股直肌，常规制作冷冻切片，行苏木素-伊红(HE)染色，观察骨骼肌形态;同时检测股直肌匀浆脂褐质、钙含量水平;采用Western印迹检测MG29蛋白表达水平。结果训练8 w后，低、中、高负重组大鼠体重均明显低于训练前，以高负重组大鼠体重降低最为明显(P＜0.05)。对照组骨骼肌结构改变最为明显，高负重组次之，中、低负重组的排列紧密性明显高于对照组和低负重组;中、高负重组的部分肌细胞直径较大。对照组和高负重组脂褐质浓度无明显差异;低、中负重组大鼠亦无明显差异;对照组和高负重组脂褐质浓度明显高于低、中负重组(P＜0.05)。低、中、高负重组股直肌匀浆钙含量均高于对照组，以低负重组钙离含量升高最为明显。低、中负重组股直肌MG29蛋白水平之间无明显差异;对照组和高负重组MG29蛋白水平之间亦无明显差异;但低、中负重组明显高于对照组和高负重组(P＜0.05)。结论最大负重的30％、50％强度的间歇负重跑可有效提升骨骼肌中的MG29蛋白表达水平，缓解大鼠骨骼肌的衰老进程。

〔关键词〕衰老;骨骼肌;负重跑; MG29蛋白

1北京中医药大学东方医院

第一作者:蒋祥林(1977-)，女，硕士，讲师，主要从事中医体质与疾病研究。

随着年龄的增长，骨骼肌的结构和功能会逐渐发生退行性改变，同时加速了神经系统、心血管系统等的衰老〔1〕。研究显示，MG29蛋白与骨骼肌的收缩耦联功能和衰老进程存在明显的相关性〔2〕。已有研究证实了Sarcopenia肌肉的可训练性，但其相关机制仍未明确〔3〕。本次研究通过给予大鼠不同运动量的间歇负重跑训练，探讨其与老龄骨骼肌内MG29蛋白表达的相关性。

1　材料与方法

1.1动物与分组17月龄的健康清洁级雄性Wistar大鼠28只，体重18～20 g，购于长春市亿斯实验动物技术有限责任公司，合格证号: SCXK(吉) : 2011-0004。分笼饲养，自由饮食、饮水。适应性喂养1 w后，随机分为对照组、低负重组、中负重组、高负重组，每组7只，各组间大鼠体重差异无统计学意义(P＞0.05)。

1.2训练方法各组大鼠先行1 w无负重适应性训练，将大鼠放于跑台上，跑速设置为10 m/min，30 min/d，跑台坡度为0°。之后各运动大鼠行1 w的负重适应性训练，在大鼠腰背部捆绑条形负荷后放于跑台上，跑速设置为10 m/min，30 min/d，负重跑台坡度为0°，负重量为大鼠最大负重强度的10％。以上适应性训练结束后进行8 w的正式负重跑训练，各组大鼠给予负重后置于跑台上，跑速设置为15 m/min，每2 min休息2 min，6次/d，负重跑台坡度为0°，负重量为大鼠最大负重强度的10％。低、中、高负重强度分别为预实验确定的最大负重的30％、50％、60％。对照组大鼠不给予任何运动训练。

1.3样本取材正式训练8 w结束后，禁食、水12 h，测量体重后在麻醉状态下解剖大鼠，取左侧中断股直肌，除净脂肪组织后用生理盐水洗净，液氮冻干后置于－80℃超低温冰箱中保存待测。

1.4指标检测(1)体重和一般指标:每周测量1次大鼠体重，并记录每日各组大鼠饮食量，观察精神状态、毛色、行为等一般指标改变情况。(2)骨骼肌形态学观察:取适量骨骼肌组织，常规制作冷冻切片，行苏木素-伊红(HE)染色，置于光学显微镜下分别在100倍、400倍视野下观察并拍照。(3)股直肌匀浆脂褐质检测:各组分别取约400 mg的骨骼肌组织，匀浆后进行荧光比色，并使用荧光分光光度计检测各组样本中脂褐质含量。(4)匀浆钙含量检测:采用甲基百里香酚蓝比色法进行检测，匀浆中钙含量采用紫外分光光度计进行检测，严格按照试剂盒说明书进行。(5) MG29蛋白表达检测:抽提蛋白，检测蛋白浓度; Western印迹检测;使用BANDSCAN软件对条带进行灰度分析，并采用Image J软件计算灰度值;用靶蛋白灰度值与β-actin的灰度值的比值来校正误差，得到靶蛋白的相对含量。

1.5统计学方法应用SPSS18.0软件进行单因素方差分析。

2　结果

2.1体重变化和一般行为表现情况训练前四组大鼠体重之间差异无统计学意义(P＞0.05) ;训练8 w后，低、中、高负重组大鼠体重均明显低于训练前，以高负重组大鼠体重降低最为明显(P＜0.05)。运动初期低、中、高负重组大鼠进食量少于对照组，随时间的延长，进食量逐渐增加，至明显高于对照组。中、高负重组大鼠训练间隙和训练之后出现不愿活动、呼吸急促等疲劳表现，其中高负重组更为明显。训练后低、中、高负重组大鼠精神状态、反应敏感性均明显好于对照组。

2.2骨骼肌形态学改变四组大鼠的肌纤维均可见不同程度的排列混乱、细胞大小不均一、圆形化，同时细胞间隙增大，中间有白色组织。其中以对照组改变最为明显，高负重组次之，中、低负重组的排列紧密性明显高于对照组和低负重组;中、高负重组的部分肌细胞直径较大。见图1。

2.3股直肌匀浆脂褐质、钙含量检测对照组和高负重组大鼠的股直肌匀浆脂褐质浓度无明显差异;低、中负重组大鼠股直肌匀浆脂褐质浓度亦无明显差异;对照组和高负重组脂褐质浓度明显高于低、中负重组(P＜0.05)。低、中、高负重组大鼠的股直肌匀浆钙含量均高于对照组，特别是低负重组大鼠的钙离含量升高最为明显。

2.4股直肌MG29蛋白表达检测低、中负重组股直肌MG29蛋白水平之间无明显差异;对照组和高负重组MG29蛋白水平之间亦无明显差异;但低、中负重组明显高于对照组和高负重组(P＜0.05)。见图2。

图1　骨骼肌组织切片图

图2　股直肌MG29蛋白表达水平电泳图

3　讨论

研究已证实间歇运动对心肌、骨骼肌均有积极作用，本研究显示各运动组大鼠进食积极、精神状态和反应能力均较佳，说明间歇负重跑可有效缓解自然衰老进程，促进机体的肌肉、神经等系统功能，其中以低负重运动量较为合适。

正常衰老进程中，机体中的细胞需对抗病原菌感染、自由基、损伤等多种外界刺激，作为重要屏障的细胞膜对外界刺激最先做出反应〔4，5〕。本研究中骨骼肌切片中圆形肌纤维明显增多，可能为细胞膜对外界刺激的反应结果，另外本研究说明低、中负重运动量的间歇运动刺激导致多数肌纤维保存运动功能，而未出现过度损伤，进而有效缓解了肌细胞衰老进程。而高负重组大鼠的圆形化程度高，可能由于运动强度损伤了细胞。

自然衰老过程中机体需不断对抗外界的多种自由基攻击，体内的不饱和脂质在对抗自由基时产生了脂褐质，因此可作为反映机体衰老的一个重要标志物〔6〕。本研究说明低、中负重跑能够有效降低骨骼肌中的自由基生成，且对清除自由基有一定的促进作用，进而减少了肌组织中自由基的聚集，延缓了衰老进程。本研究中低、中、高负荷组钙含量均明显高于对照组，其原因可能为运动时机体需要为骨骼肌分配更多的钙离子，且由于运动的需要体内动员了更多的钙离子。另外说明该运动量为相对适宜的强度，可有效保持肌肉的运动功能。

MG29蛋白为调控外界钙摄入的重要蛋白，对维持骨骼肌的正常生理功能具有关键作用〔7〕。本研究说明低、中负荷运动量可有效促进骨骼肌中MG29蛋白水平上升，而高负荷组明显低于对照组，可能由于该运动强度下对大鼠骨骼肌的收缩机制造成了不良影响，导致了MG29蛋白减少。

综上所述，最大负重的30％、50％强度的间歇负重跑可有效缓解大鼠骨骼肌的衰老进程，提升骨骼肌中的MG29蛋白表达水平，进而维持骨骼肌正常的收缩功能，降低肌细胞中的自由基水平，延缓衰老导致的肌肉萎缩。