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研究目的:低氧环境诱导骨骼肌萎缩直接影响日常体力活动以及高原训练效果,本研究旨在探索抗阻训练缓解低氧诱导骨骼肌萎缩效果以及Akt-FoxO1-MuRF1/Atrogin-1信号通路的调控作用。研究方法:40只雄性SD大鼠,体重为236.40±10.69 g,随机分为对照组(C)、抗阻训练组(R)、低氧组(H)以及低氧抗阻训练组(HR),每组各10只,按照实验动物标准进行饲养,自由饮水进食。大鼠进入动物房后预适应3天,进行称重和分组。首先进行7天的适应性训练,在训练室内训练大鼠无负重进行爬梯活动。R组在常氧环境下进行爬梯抗阻训练,H与HR组生活在低氧环境(12.4%O2)中,HR组在低氧下进行爬梯抗阻训练,R组与HR组负重均以体重的百分比进行计算。低氧及抗阻训练干预4周后,剥离比目鱼肌、趾长伸肌、肱二头肌和腓肠肌称量湿重,固定后制作石蜡切片,采用苏木精-伊红染色切片,分析肌纤维横截面积(CSA),免疫荧光标记Fox O1(S256)蛋白位置,提取骨骼肌总蛋白,采用Western Blot检测PI3K、Akt、Fox O1、Fox O1(S256)、Atrogin-1、Mu RF1的转录和表达水平。疫荧光化学分析通过Image-Pro Plus软件分析,Western Blot曝光条带通过Image Lab软件进行相对定量分析。结果均以平均数±标准差(`x±s)表示,实验数据采用SPSS 19.0统计软件进行分析统计,采用无组间交互作用双因素方差分析对组间均数进行比较,P<0.05表示差异具有显著性,P<0.01非常显著。研究结果:H组比目鱼肌、趾长伸肌湿重显著低于C组(P<0.01和P<0.05),HR组比目鱼肌、趾长伸肌湿重显著低于R组(P<0.01和P<0.01);HR组趾长伸肌、肱二头肌湿重显著高于H组(P<0.05和P<0.05)。H组的腓肠肌、趾长伸肌、肱二头肌肌纤维横截面积低于C组,具有显著差异(P<0.01),比目鱼肌CSA下降了9.4%,腓肠肌CSA降低了18.5%,趾长伸肌CSA下降了17.4%,肱二头肌CSA下降了27.2%。HR组趾长伸肌肌纤维横截面积显著低于R组(P<0.01),HR组的肱二头肌肌纤维横截面积高于H组,具有显著差异(P<0.05)。肱二头肌中H组Fox O1表达水平显著高于C组(P<0.01),HR组FoxO1表达水平显著低于H组(P<0.01),HR组的FoxO1相对表达量显著高于R组(P<0.05)。趾长伸肌中H组Mu RF1表达水平显著高于C组(P<0.01),HR组MuRF1表达水平显著低于H组(P<0.05),HR组的Mu RF1相对表达量显著低于R组(P<0.05)。在趾长伸肌中,R组的FoxO1(S256)的荧光强度值高于C组和H组,具有显著性差异(P<0.01),HR组的Fox O1(S256)的荧光强度值显著高于H组(P<0.05);在肱二头肌中,R组的Fox O1(S256)的荧光强度高于C组和H组,具有显著性差异(P<0.01),HR组的Fox O1(S256)的荧光强度值显著高于H组(P<0.05)。研究结论:(1)低氧环境可诱导大鼠骨骼肌萎缩,同时低氧会抑制骨骼肌中Akt的活动,促进Fox O1、Atrogin-1和Mu RF1的表达。(2)常氧下抗阻训练可有效刺激大鼠骨骼肌肥大,而低氧下进行4周抗阻训练可缓解低氧诱导的骨骼肌萎缩。(3)低氧抗阻训练可缓解骨骼肌萎缩与Akt促进Fox O1的磷酸化,进而抑制Mu RF1和Atrogin-1的表达相关。(4)Akt调控FoxO1的Ser256位点发生磷酸化并向核外转移是骨骼肌细胞蛋白泛素水解调控机制之一。