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研究目的:线粒体是细胞氧化磷酸化的主要场所,是细胞能量代谢的关键细胞器,线粒体功能加强说明细胞或者机体进行旺盛的代谢活动。研究表明运动时骨骼肌的能量代谢明显加强,线粒体功能增强,能产生较多能量供应以适应运动需求。本研究想探讨不同负荷跑台训练对提高骨骼肌细胞线粒体能量代谢相关指标的影响,以更好了解运动训练与骨骼肌细胞能量代谢的关系,为运动健身和运动训练提供理论依据。研究方法:八周C57BL/6雄性小鼠24只,随机分为安静对照组(C组)、低负荷运动训练组(L组)、中等负荷运动训练组(M组)和高负荷运动训练组(H组)。C组小鼠正常饮食饮水六周,其余三组运动组小鼠跑台运动训练六周,每周训练5天,具体的训练方案为:第一周L、M、H组分别以3 m/min、10 m/min、18 m/min的速度跑30 min。第二周、第三周、第四周,跑台速度每周增加2m/min,但L组和M组时间每周延长10min,而H组每周延长20min。第五周和第六周保持第四周的速度和时间,L、M、H组的最终速度和时间分别为:9 m/min跑60 min、16 m/min跑60 min、24 m/min跑90min。末次训练结束24 h后处死小鼠并取小鼠股四头肌,用比色法测三磷酸腺苷(ATP)含量和线粒体呼吸链复合物Ⅴ(ATP合成酶)活性,微板法测柠檬酸合成酶(CS)活性,生化法测细胞色素C氧化酶活性。研究结果:1.ATP含量:不同负荷运动训练六周后,与C组相比较,M组和H组ATP含量显著增高(P<0.05),L组略高于C组,但无显著性差异。且M组和H组的ATP含量均显著性高于L组(P<0.05)。M组ATP含量略低于H组,但无显著性差异(P>0.05)。总体而言,与C组比较,H组ATP含量最高,M组次之,均显著高于C组,L组最低,无显著性差异。2.CS活性:与C组相比,L组、M组和H组三组CS活性均显著性降低(P<0.01),其中L组最低,显著低于C组、M组和H组(P<0.05),M组略低,且低于H组但无显著性差异(P>0.05)。H组极显著高于L组(P<0.01)。总之,与C组相比较,H组、M组、L组呈逐渐降低趋势,且均有显著性差异。3.细胞色素C氧化酶活性:较C组而言,L组、M组、H组细胞色素C氧化酶活性均有提高,高于C组,但无显著性差异(P>0.05)。L组高于C组和H组,低于M组,均无显著性差异。M组也较高于H组,但无显著性差异。总而言之,与C组相比,M组细胞色素C氧化酶活性最高,L组次之,H组最低,细胞色素C氧化酶活性均有提高,但无显著性差异。4. ATP合成酶活性:与C组相比较,L组ATP合成酶活性下降,M组ATP合成酶活性活性提高,但均无显著性差异(P>0.05),H组活性提高明显,有显著性差异(P<0.05)。其中L组略低于C组,较低于M组,显著低于H组(P<0.05)。M组ATP合成酶活性也低于H组,但无显著性差异(P>0.05)。研究结论:在6周不同运动强度训练后小鼠骨骼肌细胞能量代谢水平产生了相应的变化,其中高负荷运动训练组的ATP含量和ATP合成酶活性有较明显的提高,且CS活性也显著性降低,而细胞色素C氧化酶活性没有显著性变化。表明骨骼肌细胞能量代谢水平对高负荷运动训练比较敏感,可能使骨骼肌细胞线粒体能量代谢功能产生了积极适应。本研究中的中等负荷训练运动负荷可能偏小,小鼠骨骼肌细胞ATP含量和ATP合成酶活性及细胞色素C氧化酶活性都无显著性变化,且能量代谢水平并未明显加强,甚至中等负荷组CS活性下降,原因不明。低负荷训练显示能量代谢水平变化也不明显。本研究所设置的高强度运动负荷能对健康小鼠骨骼肌细胞线粒体功能产生良好适应,中小强度影响不明显,这种表现是否适应于疾病模型小鼠,还不知晓,有待研究。