不同負荷負重跑訓練對老齡大鼠骨骼肌內MG29蛋白表達的影響

蔣祥林　鄒　飛　衛　利(三峽醫藥高等專科學校，重慶　40420)

不同負荷負重跑訓練對老齡大鼠骨骼肌內MG29蛋白表達的影響

蔣祥林鄒飛衛利1
(三峽醫藥高等專科學校，重慶404120)

〔摘要〕目的探討不同負荷負重跑訓練對老齡大鼠骨骼肌內MG29蛋白表達的影響。方法28只17月齡的健康清潔級雄性Wistar大鼠隨機分為對照組、低負重組、中負重組、高負重組，低、中、高負荷組大鼠分別給予8 w最大負重30％、50％、60％的跑臺訓練。每周稱量大鼠體重，8 w后取股直肌，常規制作冷凍切片，行蘇木素-伊紅(HE)染色，觀察骨骼肌形態;同時檢測股直肌勻漿脂褐質、鈣含量水平;采用Western印跡檢測MG29蛋白表達水平。結果訓練8 w后，低、中、高負重組大鼠體重均明顯低于訓練前，以高負重組大鼠體重降低最為明顯(P＜0.05)。對照組骨骼肌結構改變最為明顯，高負重組次之，中、低負重組的排列緊密性明顯高于對照組和低負重組;中、高負重組的部分肌細胞直徑較大。對照組和高負重組脂褐質濃度無明顯差異;低、中負重組大鼠亦無明顯差異;對照組和高負重組脂褐質濃度明顯高于低、中負重組(P＜0.05)。低、中、高負重組股直肌勻漿鈣含量均高于對照組，以低負重組鈣離含量升高最為明顯。低、中負重組股直肌MG29蛋白水平之間無明顯差異;對照組和高負重組MG29蛋白水平之間亦無明顯差異;但低、中負重組明顯高于對照組和高負重組(P＜0.05)。結論最大負重的30％、50％強度的間歇負重跑可有效提升骨骼肌中的MG29蛋白表達水平，緩解大鼠骨骼肌的衰老進程。

〔關鍵詞〕衰老;骨骼肌;負重跑; MG29蛋白

1北京中醫藥大學東方醫院

第一作者:蔣祥林(1977-)，女，碩士，講師，主要從事中醫體質與疾病研究。

隨著年齡的增長，骨骼肌的結構和功能會逐漸發生退行性改變，同時加速了神經系統、心血管系統等的衰老〔1〕。研究顯示，MG29蛋白與骨骼肌的收縮耦聯功能和衰老進程存在明顯的相關性〔2〕。已有研究證實了Sarcopenia肌肉的可訓練性，但其相關機制仍未明確〔3〕。本次研究通過給予大鼠不同運動量的間歇負重跑訓練，探討其與老齡骨骼肌內MG29蛋白表達的相關性。

1　材料與方法

1.1動物與分組17月齡的健康清潔級雄性Wistar大鼠28只，體重18～20 g，購于長春市億斯實驗動物技術有限責任公司，合格證號: SCXK(吉) : 2011-0004。分籠飼養，自由飲食、飲水。適應性喂養1 w后，隨機分為對照組、低負重組、中負重組、高負重組，每組7只，各組間大鼠體重差異無統計學意義(P＞0.05)。

1.2訓練方法各組大鼠先行1 w無負重適應性訓練，將大鼠放于跑臺上，跑速設置為10 m/min，30 min/d，跑臺坡度為0°。之后各運動大鼠行1 w的負重適應性訓練，在大鼠腰背部捆綁條形負荷后放于跑臺上，跑速設置為10 m/min，30 min/d，負重跑臺坡度為0°，負重量為大鼠最大負重強度的10％。以上適應性訓練結束后進行8 w的正式負重跑訓練，各組大鼠給予負重后置于跑臺上，跑速設置為15 m/min，每2 min休息2 min，6次/d，負重跑臺坡度為0°，負重量為大鼠最大負重強度的10％。低、中、高負重強度分別為預實驗確定的最大負重的30％、50％、60％。對照組大鼠不給予任何運動訓練。

1.3樣本取材正式訓練8 w結束后，禁食、水12 h，測量體重后在麻醉狀態下解剖大鼠，取左側中斷股直肌，除凈脂肪組織后用生理鹽水洗凈，液氮凍干后置于－80℃超低溫冰箱中保存待測。

1.4指標檢測(1)體重和一般指標:每周測量1次大鼠體重，并記錄每日各組大鼠飲食量，觀察精神狀態、毛色、行為等一般指標改變情況。(2)骨骼肌形態學觀察:取適量骨骼肌組織，常規制作冷凍切片，行蘇木素-伊紅(HE)染色，置于光學顯微鏡下分別在100倍、400倍視野下觀察并拍照。(3)股直肌勻漿脂褐質檢測:各組分別取約400 mg的骨骼肌組織，勻漿后進行熒光比色，并使用熒光分光光度計檢測各組樣本中脂褐質含量。(4)勻漿鈣含量檢測:采用甲基百里香酚藍比色法進行檢測，勻漿中鈣含量采用紫外分光光度計進行檢測，嚴格按照試劑盒說明書進行。(5) MG29蛋白表達檢測:抽提蛋白，檢測蛋白濃度; Western印跡檢測;使用BANDSCAN軟件對條帶進行灰度分析，并采用Image J軟件計算灰度值;用靶蛋白灰度值與β-actin的灰度值的比值來校正誤差，得到靶蛋白的相對含量。

1.5統計學方法應用SPSS18.0軟件進行單因素方差分析。

2　結果

2.1體重變化和一般行為表現情況訓練前四組大鼠體重之間差異無統計學意義(P＞0.05) ;訓練8 w后，低、中、高負重組大鼠體重均明顯低于訓練前，以高負重組大鼠體重降低最為明顯(P＜0.05)。運動初期低、中、高負重組大鼠進食量少于對照組，隨時間的延長，進食量逐漸增加，至明顯高于對照組。中、高負重組大鼠訓練間隙和訓練之后出現不愿活動、呼吸急促等疲勞表現，其中高負重組更為明顯。訓練后低、中、高負重組大鼠精神狀態、反應敏感性均明顯好于對照組。

2.2骨骼肌形態學改變四組大鼠的肌纖維均可見不同程度的排列混亂、細胞大小不均一、圓形化，同時細胞間隙增大，中間有白色組織。其中以對照組改變最為明顯，高負重組次之，中、低負重組的排列緊密性明顯高于對照組和低負重組;中、高負重組的部分肌細胞直徑較大。見圖1。

2.3股直肌勻漿脂褐質、鈣含量檢測對照組和高負重組大鼠的股直肌勻漿脂褐質濃度無明顯差異;低、中負重組大鼠股直肌勻漿脂褐質濃度亦無明顯差異;對照組和高負重組脂褐質濃度明顯高于低、中負重組(P＜0.05)。低、中、高負重組大鼠的股直肌勻漿鈣含量均高于對照組，特別是低負重組大鼠的鈣離含量升高最為明顯。

2.4股直肌MG29蛋白表達檢測低、中負重組股直肌MG29蛋白水平之間無明顯差異;對照組和高負重組MG29蛋白水平之間亦無明顯差異;但低、中負重組明顯高于對照組和高負重組(P＜0.05)。見圖2。

圖1　骨骼肌組織切片圖

圖2　股直肌MG29蛋白表達水平電泳圖

3　討論

研究已證實間歇運動對心肌、骨骼肌均有積極作用，本研究顯示各運動組大鼠進食積極、精神狀態和反應能力均較佳，說明間歇負重跑可有效緩解自然衰老進程，促進機體的肌肉、神經等系統功能，其中以低負重運動量較為合適。

正常衰老進程中，機體中的細胞需對抗病原菌感染、自由基、損傷等多種外界刺激，作為重要屏障的細胞膜對外界刺激最先做出反應〔4，5〕。本研究中骨骼肌切片中圓形肌纖維明顯增多，可能為細胞膜對外界刺激的反應結果，另外本研究說明低、中負重運動量的間歇運動刺激導致多數肌纖維保存運動功能，而未出現過度損傷，進而有效緩解了肌細胞衰老進程。而高負重組大鼠的圓形化程度高，可能由于運動強度損傷了細胞。

自然衰老過程中機體需不斷對抗外界的多種自由基攻擊，體內的不飽和脂質在對抗自由基時產生了脂褐質，因此可作為反映機體衰老的一個重要標志物〔6〕。本研究說明低、中負重跑能夠有效降低骨骼肌中的自由基生成，且對清除自由基有一定的促進作用，進而減少了肌組織中自由基的聚集，延緩了衰老進程。本研究中低、中、高負荷組鈣含量均明顯高于對照組，其原因可能為運動時機體需要為骨骼肌分配更多的鈣離子，且由于運動的需要體內動員了更多的鈣離子。另外說明該運動量為相對適宜的強度，可有效保持肌肉的運動功能。

MG29蛋白為調控外界鈣攝入的重要蛋白，對維持骨骼肌的正常生理功能具有關鍵作用〔7〕。本研究說明低、中負荷運動量可有效促進骨骼肌中MG29蛋白水平上升，而高負荷組明顯低于對照組，可能由于該運動強度下對大鼠骨骼肌的收縮機制造成了不良影響，導致了MG29蛋白減少。

綜上所述，最大負重的30％、50％強度的間歇負重跑可有效緩解大鼠骨骼肌的衰老進程，提升骨骼肌中的MG29蛋白表達水平，進而維持骨骼肌正常的收縮功能，降低肌細胞中的自由基水平，延緩衰老導致的肌肉萎縮。

4　參考文獻

1文蔡雄.抗阻訓練與蛋白質補充:改善老年人肌肉蛋白質代謝〔J〕．中國組織工程研究，2013; 17(24) : 4545-52.

2李文惠，趙斌，閆萬軍，等.骨骼肌衰老與MG29蛋白〔J〕．中國組織工程研究與臨床康復，2009; 13(50) : 9950-3.

3瞿惠芳，張文忠，閆萬軍，等.老年人肌肉功能的重建及其可訓練性〔J〕．中國組織工程研究與臨床康復，2010; 14(2) : 325-8.

4金雯，李明學，錢海，等.有氧運動對衰老大鼠骨骼肌抗氧化能力的影響〔J〕．中國老年學雜志，2011; 31(14) : 2706-7.

5閆萬軍，趙斌，劉豐彬，等.衰老肌細胞的組織學特征研究〔J〕．天津體育學院學報，2009; 24(3) : 212-5.

6魏憲純，李明杰，張春蕾，等.九轉黃精丸對衰老小鼠皮膚及血清中脂褐質含量影響的研究〔J〕．中醫藥信息，2009; 26(6) : 51-2.

7黃麗敏，賈華，趙斌，等.衰老性肌肉丟失與機械生長因子相關研究的進展〔J〕．武漢體育學院學報，2010; 44(4) : 70-4.

〔2015-06-11修回〕

(編輯袁左鳴/滕欣航)

通訊作者:鄒飛(1970-)，男，碩士，講師，主要從事中西醫結合治療泌尿與生殖性疾病研究。

基金項目:北京市自然科學基金項目(7142148) ;北京市衛生系統高層次衛生技術人才項目(No．2013-3-024)

〔中圖分類號〕R68

〔文獻標識碼〕A

〔文章編號〕1005-9202(2015) 16-4454-03;

doi:10.3969/j.issn.1005-9202.2015.16.015