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目的:探讨IGF-Ⅰ对反复力竭运动致大鼠骨骼肌细胞凋亡的作用及其机制。 方法:建立大鼠反复力竭动物模型及IGF-Ⅰ药物模型,雄性SD大鼠40只,随机分为4组,即安静对照组(A)、正常训练组(C)、力竭对照组(S)、力竭+IGF-Ⅰ组(Y),S和Y组进行一周的反复力竭跑台训练,C组进行一周的正常训练。检测各组大鼠运动距离,各组大鼠骨骼肌细胞膜、肌浆网和线粒体Ca2+—ATPase活性,肌浆网和线粒体游离Ca2+浓度,电镜观察骨骼肌及线粒体超微结构,流式细胞仪和TUNEL染色检测腓肠肌凋亡细胞,RT-PCR检测凋亡相关基因表达的变化及葡萄糖转运蛋白-4(GULT4)的mRNA表达变化,探讨IGF-Ⅰ对力竭运动后骨骼肌细胞凋亡的抑制作用,及其促进骨骼肌细胞的存活、提高运动能力的可能机制。 结果:力竭+IGF-Ⅰ组(Y)大鼠运动能力显著强于力竭对照组(S),力竭+IGF-Ⅰ组(Y)大鼠的总运动距离显著大于力竭对照组(S),P<0.05;力竭+IGF-Ⅰ组(Y)和正常训练组(C)的细胞膜、肌浆网体Ca2+—ATPase活性显著高于力竭对照组(S)和安静对照组(A),P<0.05;力竭+IGF-Ⅰ组(Y)和正常训练组(C)的线粒体Ca2+—ATPase活性显著低于力竭对照组(S),P<0.05;力竭+IGF-Ⅰ组(Y)和正常训练组(C)肌浆网游离Ca2+浓度显著高于力竭对照组(S)和安静对照组(A),P<0.05;力竭+IGF-Ⅰ组(Y)和正常训练组(C)的线粒体游离Ca2+浓度显著低于力竭对照组(S),P<0.05。透射电镜观察示力竭对照组(S)大鼠骨骼肌肌丝排列紊乱等坏死表现,核固缩等凋亡表现,线粒体肿胀和空泡变性等异常表现;正常训练组(C)和力竭+IGF-Ⅰ组(Y)线粒体数量增多、糖元颗粒增多。流式细胞仪和TUNEL染色检测示力竭对照组(S)大鼠腓肠肌细胞凋亡增多,显著高于力竭+IGF-Ⅰ组(Y)和正常训练组(C),P<0.05;力竭+I GF一I组(Y)和正常训练组(C)GULT4的mRNA表达增多,高于力竭对照组(s)和安静对照组(A)。力竭+I GF一I组(Y)和正常训练组(C)大鼠胖肠肌bel一2的mRNA表达强于力竭对照组(S),Bax的表达则呈现与bel一2相反的趋势。 结论:一周反复力竭离心收缩后,骨骼肌细胞膜、肌浆网C扩+--ATpase活性减低,而线粒体c扩+一灯Pase活性出现应激性异常增高,导致胞浆和线粒体游离C扩+浓度异常增高,引起线粒体功能障碍,可能是介导骨骼肌凋亡的重要原因。IGF一I可促进骨骼肌细胞GULT4的mRNA表达,促进线粒体的能量代谢,提高细胞膜和肌浆网c矛+一华汀Pase活性,使胞浆c扩+“外流”和进入细胞内“钙库”,避免线粒体C扩+一灯Pase活性出现应激性异常增高引起线粒体c扩十超载,保护线粒体,促进细胞存活;并促进抗凋亡基因表达,抑制促凋亡基因表达,最终减少骨骼肌细胞凋亡,提高运动能力。