不同低氧训练模式对小鼠骨骼肌自噬及mTOR信号通路的影响

来源 :上海体育学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:rjviva
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研究目的高原训练被认为是提高有氧运动能力的主要训练方式,为避免高原训练(如环境、运动负荷较小等)弊端,低氧训练被提出,高住低练、低住高练也成为低氧训练主要方式。骨骼肌对运动的适应与自噬的激活高度相关。m TOR作为自噬的负调控因子,不同低氧训练模式对m TOR影响仍存在争议。本文旨在探讨两种低氧训练方式对小鼠骨骼肌自噬及m TOR信号通路的影响,为今后科学化训练提供理论依据。研究方法将C57BL/6J健康雄性小鼠随机分为4组,每组8只,分别为安静对照组(Control,C组),常氧运动组(Exercise,E组),高住低练组(Living High-Training low,Hi Lo组),低住高练组(Living Low-Training High,Lo Hi组)。E组小鼠以25m/min速度持续1 h,5 d/week,为期6周跑台训练。低氧训练的氧气浓度为13.6%(相当于3500 m),Hi Lo组小鼠8:00-18:00置于13.6%O2浓度进行低氧暴露,再进行一次常氧训练组的运动干预;Lo Hi组小鼠置于13.6%O2浓度下进行训练,运动方案与常氧运动组一致。6周训练结束后,进行递增负荷运动能力测试,48h后麻醉处死,取双侧腓肠肌。采用LC3与LAMP2免疫荧光共定位观察骨骼肌细胞自噬体清除水平,RT-PCR检测m TOR、P70S6K m RNA水平,Western-blot方法检测细胞自噬及m TOR信号通路等相关蛋白的表达水平。研究结果(1)6周不同模式低氧训练后,与C组比较,E组、Hi Lo组、Lo Hi组的小鼠力竭跑动距离明显增加(P<0.01);Hi Lo组小鼠跑动距离较E组显著提高(P<0.01),Lo Hi组较E组无显著变化。(2)6周不同模式低氧训练对小鼠骨骼肌LC3与LAMP2荧光共定位系数的影响。与C组相比,三种训练模式中LC3与LAMP2荧光共定位水平显著增加(P<0.01);Hi Lo模式的低氧训练使小鼠骨骼肌荧光共定位较E组明显增加(P<0.01)。(3)6周不同模式低氧训练对小鼠骨骼肌自噬水平的影响。与C组相比,E组、Hi Lo组、Lo Hi组的小鼠骨骼肌中AMPK蛋白有增加趋势,但无显著差异(P>0.05);LC3II/I比值均增加(P<0.05)且三种训练方式无显著差异;各组Beclin1蛋白表达水平显著提高,E组具有显著性差异(P<0.05),Hi Lo组、Lo Hi组具有极显著性差异(P<0.01);三组小鼠骨骼肌P62蛋白表达量均降低但E组无显著性变化,而Hi Lo组、Lo Hi组显著降低(P<0.01),与E组相比,Hi Lo组P62蛋白降低明显(P<0.05);三组小鼠骨骼肌BNIP3蛋白表达量均增加但E组、Hi Lo组无显著变化,Lo Hi组BNIP3蛋白显著增加(P<0.01);三组小鼠骨骼肌LAMP2蛋白表达量均增加且E组、Lo Hi组变化有显著性(P<0.05)。(4)6周不同模式低氧训练对小鼠骨骼肌m TOR信号通路的影响。与C组相比,E组m TOR m RNA及蛋白表达量均增加,其中m TOR蛋白表达升高具有显著性(P<0.05),Hi Lo组、Lo Hi组m TOR m RNA及蛋白表达量均下降,其中Lo Hi组m TORm RNA及Hi Lo组m TOR蛋白下降具有显著性(P<0.05);与E组相比,两种低氧训练模式m TOR蛋白表达水平显著降低(P<0.01),两种低氧训练模式之间无明显差异(P>0.05)。三组AKT蛋白表达量显著增加(P<0.05)但三组间其无显著性差异(P>0.05);E组P70S6K m RNA水平显著增加(P<0.05),Hi Lo组较E组显著降低(P<0.05),Lo Hi组无明显变化(P>0.05)。研究结论(1)高住低练与低住高练均能提高小鼠有氧运动能力及骨骼肌自噬水平,自噬水平的上调可能加速清除骨骼肌中损伤的细胞器,使机体产生良好的适应性变化。(2)运动能激活小鼠骨骼肌mTOR信号通路,高住低练、低住高练均能减弱运动对该通路的激活,高住低练对m TOR信号通路减弱的效果更为明显,有利于自噬的激活,此可能是高住低练使小鼠有氧运动能力优于低住高练训练模式的部分机制。
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