衰老對骨骼肌脂代謝的相關調控因子的影響

劉蘭芳，徐曉陽，齊園圃

前言

隨著經濟發展，人口老齡化問題已發展為中國乃至全世界的重大問題。老年人生活質量的高低直接影響著人們的幸福感和滿足感。而骨骼肌功能的下降是伴隨衰老發生的同時出現的一種不可避免的現象，會增加老年人摔倒、骨折的風險，嚴重影響著老年人的生活質量。

研究發現，衰老引發的骨骼肌內脂質沉積的增加是影響骨骼肌功能的一個重要因素，但衰老影響骨骼肌脂代謝的機制是什么？這些問題有待進一步的探究。

1 研究內容

本實驗選取SPF級的雄性SD大鼠12只，分兩批從中山大學動物實驗室購入，第一批10月齡共計6只，飼養至15月齡后分為老年對照組（0C）每組6只，第二批為3月齡青年大鼠共計6只，設為青年對照組（YC），兩批大鼠為同一種系，同一產地。直至12周時，空腹12h，用10%水合氯醛（300 mg／kg.wt）進行腹腔麻醉，取兩側腓腸肌，用生理鹽水清洗干凈、吸干、稱重、拍照后，用刀片將腓腸肌分成數段至于EP管中，即刻放入液氮中保存，全部完成后至于－80℃的冰箱內保存。檢測腓腸肌組織內的ATGL、CPT－1、FFA、TG的活性或含量，并采用SPSS統計軟件對數據進行單因素方差分析和獨立樣本t檢驗，比較均值間的差異性，探究衰老對大鼠骨骼肌脂代謝調控因子的影響。

2 研究方法

2.1 實驗對象與分組

健康雄性SD大鼠12只，分兩批從中山大學動物實驗中心購入，第一批為10月齡大鼠6只，飼養至15月齡后設置為老年對照組（OC）第二批為3月齡青年對照組（YC），采用國家標準嚙齒類動物的常規飼料進行喂養，自由飲食和飲水，晝夜節律光照，24 h通風，室溫和濕度分別控制在（23士2）℃和40%－60%，每周定時清理鼠籠、更換墊料。

2.2 測試指標與方法

2.2.1 樣品采集和測試

12周后，禁食12h后稱體重，用10%水合氯醛（300 mg／kg.wt）腹腔注射麻醉，取大鼠兩側后肢腓腸肌，用4℃的生理鹽水清洗組織上的血漬，吸干，稱重，拍照，分成數段后轉至EP管于暫于液氮中保存，隨后于－80℃冰箱保存，等待測試，用酶聯免疫法檢測骨骼肌內和生化檢測法測試骨骼肌內ATGL、CPT－1、FFA、TG的含量，

2.3 數據處理

采用SPSS22.0進行統計分析。統計結果均以平均數±標準差（mean±SD）來表示，采用單因素方差分析和獨立樣本t檢驗進行組間差異性的檢驗，以P＜0.05為顯著性水平，P＜0.01為非常顯著性水平。

3 實驗結果

3.1 12周后大鼠體重、腓腸肌重量及腓腸肌／體重比值的變化

如表1所示，與青年對照組相比，老年對照組大鼠的體重非常顯著的上升（P＜0.01），腓腸肌的重量、腓腸肌比重都有明顯的下降（P＜0.01）；

表1 12周后大鼠體重、腓腸肌重量及腓腸肌／體重比值的變化

3.2 12周后大鼠腓腸肌內ATGL、CPT－1蛋白表達量及TG、FFA含量變化

如表2所示，老年對照組與青年對照組相比，腓腸肌內ATGL的蛋白表達量極顯著性降低（P＜0.01），腓腸肌中FFA的含量增加（P＜0.01），腓腸肌內TG的含量也增加（P＜0.05），CPT－1的蛋白表達量也下降（P＞0.05）。

表2 12周后大鼠腓腸肌ATGL、CPT－1蛋白表達量及TG、FFA含量的變化

4 實驗討論

4.1 12周后衰老對大鼠腓腸肌／體重比值的影響

衰老是自然發展的規律，是一種不可避免的必然趨勢。隨著衰老的發生，機體的各方面都產生了巨大變化，尤其是骨骼肌。近幾年來對骨骼肌的研究發現，衰老個體的骨骼肌與青年個體相比，在骨骼肌的質量、體積、橫截面積、脂質含量等方面有了顯著的增齡性變化。Takahashi等人［4］的研究發現，從30歲起，骨骼肌的橫截面積及密度逐漸減少，而肌間的脂肪含量增加。在本研究中，3月齡的青年對照大鼠與15月齡的老年對照大鼠相比，老年對照組的體重均值極顯著的大于青年對照組（p＜0.01）。而腓腸肌的重量卻極顯著的低于青年對照組（p＜0.01），由此形成老年對照組腓腸肌／體重比值的極顯著的低于青年對照組結果（p＜0.01）。

在飼養條件、種族均相同僅年齡不同的情況下，可以看出，衰老是引發骨骼肌比重顯著降低的直接因素。這一點和李德深等人［5］對同一品種的老年鼠和青年鼠的對比研究結果完全一致，即隨著衰老的出現，大鼠的體重發生了顯著的增加。

4.2 12周后衰老對大鼠腓腸肌CPT－1和ATGL蛋白表達量及FFA和TG含量的影響

近年來的研究表明，衰老對骨骼肌的影響不僅表現在蛋白質代謝的負平衡，更是在引發了骨骼肌內脂代謝的紊亂。骨骼肌內的脂代謝包括脂質的合成與分解，大量的研究表明，衰老對骨骼肌脂代謝的影響主要表現為抑制骨骼肌脂解酶的活性。ATGL和CPT－1均是骨骼肌內重要的脂解酶，其中ATGL被認為是甘油三酯水解的第一限速酶，其主要的作用是將甘油三酯水解為甘油二酯，甘油二酯在HSL和甘油一酯水解酶的作用下分解為甘油和脂肪酸，而長鏈脂肪酸必須在CPT－1的作用下才能進入線粒體進行氧化分解。所以ATGL和CPT－1均是脂代謝過程中的限速酶，直接反映著脂解過程的強弱。研究發現，ATGL基因敲除的小鼠，會發生顯著性肥胖，且心臟脂肪大量堆積嚴重影響心臟的功能，甚至導致小鼠早亡［6］。同時，骨骼肌內甘油三酯的含量可以直接反映骨骼肌脂質沉積的多少，而骨骼肌內的游離脂肪酸是骨骼肌內甘油三酯直接水解的終產物，游離脂肪酸含量的高低，同樣可以反映甘油三酯含量及水解的強弱，是骨骼肌內脂質含量多少的重要反映。本研究發現，15月齡的衰老大鼠與3月齡的青年大鼠相比，骨骼肌內ATGL的蛋白表達量顯著下降（p＜0.05），CPT－1蛋白表達量也具有明顯的下降趨勢（p＞0.05），同時甘油三酯和游離脂肪酸的含量也是顯著上升（p＜0.05），表明，衰老確實誘導了骨骼肌內脂質水解解能力的降低，導致脂質在骨骼肌內的大量沉積，從而影響骨骼肌的功能。

5 實驗結論

1.衰老可能導致了了骨骼肌脂質的異位沉積。

2.衰老引發的骨骼肌脂代謝的變化可能是通過升高ATGL表達量而不是CPT－1來實現的。