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研究目的运动损伤特别是损伤急性期的干预越来越受到运动医学研究领域的关注。运动预适应可能会抑制急性肌肉损伤,研究表明GCN2参与炎症调节,但其分子机制目前尚不明确。本研究对小鼠进行8周的游泳运动预适应,后通过脂多糖(LPS)诱导急性骨骼肌炎症模型,探究有氧运动预适应对LPS诱导骨骼肌急性炎症的调控机制以及GCN2在炎症中的作用,为骨骼肌急性损伤的预防提供理论基础。研究方法雄性8周龄C57BL/6J小鼠随机分为C57对照组(C57,n=10)、C57注射LPS组(C57L,n=10)、C57运动组(C57 E,n=10)、C57注射LPS运动组(C57EL,n=10)。运动组小鼠进行8周游泳运动,安静组小鼠在SPF级屏障中常规饲养。在小鼠完成最后一次运动后24小时,对LPS组小鼠进行腹腔注射LPS(10ug/g),对照组小鼠注射等量生理盐水,6小时后取材。通过HE染色检测小鼠炎性细胞浸润情况,运用Western blot检测小鼠腓肠肌相关蛋白表达情况。研究结果(1)运动预适应对LPS诱导的C57小鼠体重的影响:经过8周的有氧运动,与安静组相比,C57运动组小鼠体重有一定减轻但不具有明显的统计学差异(P>0.05);与对照组相比,LPS注射导致小鼠体重显著减轻(P<0.05);与C57 LPS组小鼠相比,C57 LPS运动组小鼠体重减轻明显(P<0.05)。(2)运动预适应对骨骼肌形态结构的影响:HE染色观察发现,C57组小鼠骨骼肌细胞质被染成粉红色,细胞形态规则,排列紧密,轮廓清晰,肌细胞核被染成蓝紫色,多个细胞核位于肌细胞边缘,肌膜完整性好,无炎性细胞浸润。C57L组肌肉横切面可见肌细胞形态模糊,肿胀,肥大,大量多核炎性细胞浸润。C57 EL组与C57 L组相比,骨骼肌细胞完整性较好,有轻微的肿胀,肥大和较少的炎性细胞浸润。(3)运动预适应对C57小鼠腓肠肌炎症因子的影响:安静组小鼠中,LPS给药组与生理盐水组相比,NF-κB磷酸化水平、IL-6蛋白水平显著升高(P<0.05),IL-10蛋白水平降低且差异明显(P<0.05),IL-12蛋白表达无显著差异(P>0.05);与安静组相比,8周运动预适应后小鼠腓肠肌NF-κB磷酸化水平、IL-6蛋白水平显著降低(P<0.05),IL-10、IL-12蛋白表达有明显的升高(P<0.05);LPS运动组与LPS组相比,NF-κB磷酸化水平及IL-6蛋白水平显著下降(P<0.05),IL-10、IL-12蛋白表达有明显的升高(P<0.05)。(4)运动预适应对C57小鼠腓肠肌GCN2信号通路蛋白表达水平的影响:安静组小鼠中,LPS给药组与生理盐水组相比,GCN2蛋白表达水平未见明显统计学差异(P>0.05),但呈现上升趋势;eIF2α磷酸化水平、ATF4蛋白表达水平明显升高(P<0.05);与安静组相比,8周运动预适应后小鼠腓肠肌GCN2、eIF2α磷酸化及ATF4蛋白水平降低但不具有明显差异(P>0.05);LPS运动组与LPS组相比,GCN2及eIF2α磷酸化水平显著下降(P<0.05),ATF4蛋白表达降低但差异不明显(P>0.05)。研究结论(1)LPS腹腔注射可以造成骨骼肌炎症,表现为小鼠体重下降,骨骼肌炎性细胞浸润,炎症反应可能与NF-κB炎症通路及下游促炎因子IL-6有关;(2)8周运动预适应能够减轻小鼠体重降低的程度,减轻骨骼肌炎性细胞浸润程度,抑制NF-κB炎症通路减轻急性炎症反应,并且能激活抗炎因子发挥作用;(3)GCN2可能被LPS激活参与骨骼肌急性炎症,8周运动预适应可能抑制LPS诱导的小鼠骨骼肌GCN2蛋白表达,进而抑制eIF2α/ATF4通路。运动预适应可能通过GCN2通路影响LPS诱导的骨骼肌急性炎症反应。