骨骼肌收縮模式對p38-Akt磷酸化水平與疲勞恢復的影響.pdf

1、骨骼肌胰島素抵抗是2型糖尿病的初始與核心環(huán)節(jié)，且骨骼肌是外周性血糖利用的主要器官。骨骼肌收縮可能通過非胰島素依賴的途徑促進葡萄糖攝取，而p38與Akt可能是其中起重要作用的分子。研究骨骼肌收縮不同模式對上述信號分子磷酸化的影響，對于探討有效降低血糖的運動方式有重要意義。然而，不同的收縮模式下，其疲勞后恢復速率也不相同。明確何種收縮模式能更有效促進p38、ERK、Akt磷酸化，同時對恢復速率的影響較小，對于制定運動方案非常重要。
　

2、　骨骼肌疲勞后恢復的機制目前研究較少。失重或模擬失重引起骨骼肌萎縮，萎縮骨骼肌恢復速率減慢，原因亦不清楚。航天員返回地面后需借助運動措施促進萎縮的骨骼肌恢復正常形態(tài)與功能。因此，了解骨骼肌疲勞后恢復速率的影響因素，以及廢用性萎縮骨骼肌恢復速率減慢的原因，有助于制定更有針對性的促恢復措施。
　　為此，本實驗采用離體比目魚肌肌條灌流技術，以及WesternBlot檢測方法，研究不同模式的收縮對骨骼肌p38、ERK、Akt磷酸化水平的影

3、響；同時，觀察在不同的收縮模式下，間斷強直收縮疲勞后收縮力恢復的特征。通過不同收縮模式的比較和藥物干預實驗探討影響骨骼肌間斷強直收縮疲勞后恢復速率的主要因素，并初步闡明萎縮骨骼肌恢復速率減慢的原因。主要研究結果為：
　　1）特定骨骼肌收縮模式可增加p38磷酸化水平，對ERK與Akt磷酸化水平無影響5min10％DC(dutycycle負荷率)和5min1％DC的收縮模式可分別使p38的磷酸化較對照組增加30％和34％，是激活p38

4、的適宜刺激。但這兩種刺激模式對ERK和Akt的磷酸化水平沒有影響。
　　2）骨骼肌收縮強度增加，疲勞性亦增加，肌漿網(wǎng)Ca2+-ATP酶被抑制骨骼肌收縮負荷率（DC）越大，越易疲勞，越難恢復。疲勞5min后，30％DC收縮可使強直收縮張力降低至初始張力的16％，而10％DC和1％DC收縮5min僅分別使強直收縮張力降低至32％和84％。強直收縮TR75是一項反映骨骼肌肌漿網(wǎng)Ca2+-ATP酶活性的指標，在骨骼肌疲勞期間，TR75延長

5、，且TR75延長程度及模式與收縮的負荷率有關。1％DC的收縮模式下，TR75在5min疲勞期間由165ms逐漸延長到220ms；10％DC的收縮模式下，TR75由疲勞前的165ms延長到疲勞第4min的222ms,之后TR75緩慢縮短，到第5min時，TR75為218ms;30％DC的收縮模式下，TR75由疲勞前的119ms延長到疲勞第2min的253ms,之后TR75縮短，到第5min時，TR75為140ms。
　　3）隨骨骼肌

6、收縮強度增加，其疲勞后恢復速率減慢
　　a．輕度疲勞主要抑制肌原纖維，對恢復速率影響較小輕度疲勞后，在20min恢復期內，均可恢復至疲勞前強直收縮最大張力(PO)的水平，且恢復程度不受疲勞持續(xù)時間的影響；釕紅灌流可減慢輕度疲勞后恢復速率，提示輕度疲勞抑制肌原纖維功能。
　　b．中度疲勞主要抑制肌漿網(wǎng)Ca2+釋放功能，引起恢復速率減慢中度疲勞后，在20min恢復期末，收縮張力可恢復至90％-95％PO，且中度疲勞持續(xù)時間影響恢

7、復的速率；咖啡因灌流可促進中度疲勞后的恢復。
　　c．缺氧、外源性氧自由基、肌纖維內肌鈣蛋白抑制亞基（TnI）的降解等，均可降低疲勞后恢復的速率，但影響恢復速率的特征不同恢復期加入CoCl2和Na2S2O4兩種化學缺氧試劑灌流后，初期其恢復速率正常，恢復10min后張力不再升高，相反呈下降趨勢。H2O2灌流后，對恢復的作用為先促進后抑制，可能與TnI發(fā)生降解相關。
　　d．內源性氧自由基不影響恢復速率使用氧自由基清除劑Tir

8、on后，骨骼肌疲勞后恢復速率沒有發(fā)生變化，表明生理濃度的氧自由基尚不足以影響骨骼肌的恢復。
　　e．肌漿網(wǎng)Ca2+-ATP酶活性的改變亦不影響恢復速率TR75（舒張達到75％最大張力的時間）可以代表骨骼肌肌漿網(wǎng)Ca2+攝取功能。TR75越短，說明肌漿網(wǎng)Ca2+攝取功能越好。在各種收縮模式中，疲勞期TR75均呈逐漸延長，恢復期間TR75則逐漸縮短，直到恢復疲勞前水平。因此，可以認為，恢復過程中肌漿網(wǎng)Ca2+攝取功能逐漸增強。但是，恢

9、復過程中，TR75恢復的快慢與收縮力恢復的快慢并無對應關系。故認為肌漿網(wǎng)Ca2+攝取功能在骨骼肌間斷強直收縮疲勞后的恢復過程中不起作用。
　　4）萎縮比目魚肌疲勞后恢復速率減慢的機制，可能主要涉及肌漿網(wǎng)Ca2+釋放功能更易被抑制尾部懸吊1周的大鼠比目魚肌明顯萎縮，其重量/體重之比僅為對照大鼠的60％。在各種收縮模式的疲勞后，萎縮比目魚肌收縮張力恢復均較同步對照組減緩。各項干預實驗表明，萎縮比目魚肌肌漿網(wǎng)Ca2+-ATP酶活性增強、

10、缺氧、氧自由基均不是引起恢復速率減慢的原因，其機制可能主要涉及肌漿網(wǎng)Ca2+釋放功能更易被抑制。
　　綜上所述，負荷率較低、疲勞時間不長的收縮模式可以更有效促進p38磷酸化，同時有較好的恢復功能。肌原纖維的抑制、肌漿網(wǎng)Ca2+釋放功能的抑制、缺氧、外源性氧自由基、肌纖維內肌鈣蛋白抑制亞基（TnI）的降解等均可通過不同方式影響骨骼肌疲勞后恢復的速率。萎縮比目魚肌疲勞后恢復速率減慢的機制，可能主要涉及肌漿網(wǎng)Ca2+釋放功能更易被抑制。