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我国正快速进入人口老年化阶段,甚至有人预测在2025年出现人口负增长。老年人患肌肉衰减综合症(Sarcopenia)的概率不低,骨骼肌中卫星细胞(Skeletal muscle stem cells)的增生是防治肌肉衰减综合症的关键。骨骼肌卫星细胞处于细胞外基质(Extracellular matrix,ECM)中,于基底膜的下方,该微环境中含较多的胶原蛋白I(Collagen I),基底膜主要成分是胶原蛋白IV(Collagen IV),卫星细(骨骼肌)需穿过基底膜才能完成受损骨骼肌的修复。衰老恶化骨骼肌卫星细胞所处的微环境,主要体现在胶原沉积、增厚以及刚度升高,不利于骨骼肌的修复。基质金属蛋白酶(Matrix metalloproteinases,MMPs)能降解胶原蛋白,运动能影响MMPs和基质金属蛋白酶抑制剂(Tissue inhibitor of metalloproteinases,TIMPs)的表达,从而影响胶原蛋白,改变骨骼肌卫星细胞细胞所处的微环境。目的:通过对小鼠9周的耐力与抗阻运动的干预,检测小鼠腓肠肌中TIMP-1、TIMP-2、MMP-2、MMP-9、Collagen I、Collagen IV的表达水平,探讨耐力与抗阻运动对小鼠腓肠肌中TIMP-1、TIMP-2、MMP-2、MMP-9、Collagen I、Collagen IV表达水平的影响。阐述其中变化机制,为促进骨骼肌再生以及Sarcopenia的防治提供相关参考。方法:BalB/C雄性小鼠18只,10月龄,体重31.2-31.5g,。随机平均分为三组,第一组为安静对照组(C),第二组为抗阻运动组(R)、第三组为有氧运动组(A)。A组小鼠以0.8km/h的速度在跑台进行40min耐力跑运动,每周运动3天,周一、周三、周五运动,运动9周;R组小鼠以金字塔式负重进行爬梯运动,每周运动3天,周一、周三、周五运动,运动当天共5组,第一组三次,第二组二次,第三组一次,第四组二次,第五组三次,组间休息120s,次间休息60s,运动9周。金字塔式负重负荷分别是,第一周第一组0%体重、第二组20%体重、第三组40%体重、第四组20%体重、第五组0%体重;第二周第一组20%体重、第二组30%体重、第三组60%体重、第四组30%体重、第五组20%体重;第三周第一组30%体重、第二组40%体重、第三组80%体重、第四组40%体重、第五组30%体重;第四周第一组40%体重、第二组50%体重、第三组100%体重、第四组50%体重、第五组40%体重;第五周第一组50%体重、第二组60%体重、第三组120%体重、第四组60%体重、第五组50%体重;第六周第一组60%体重、第二组70%体重、第三组140%体重、第四组70%体重、第五组600%体重;第七周、八周、九周的抗阻运动方案与第六周相同。C组小鼠不施加任何干预。每次运动前所有小鼠进行称重,每周所有小鼠进行四肢抓握力测试,每只小鼠测三次,取均值。九周运动干预后,所有小鼠脱颈处死。天狼猩红染色检测腓肠肌Collagen I容积分数;免疫荧光检测Collagen IV面积;Western Blotting检测腓肠肌Collagen I、Collagen IV、MMP-2、MMP-9、TIMP-1、TIMP-2蛋白水平;RTPCR检测腓肠肌TIMP-1、TIMP-2mRNA水平。结果:(1)三组小鼠在体重、腓肠肌湿重和腓肠肌肌肉质量这些方面并没有差异。与安静对照组小鼠四肢抓握力相比,第九周抗阻运动组小鼠四肢抓握力显著增加。第六周和第七周耐力运动组小鼠四肢抓握力极显著增加,之后无差异。(2)与安静对照组小鼠腓肠肌胶原沉积状况相比,抗阻运动组小鼠腓肠肌胶原沉积明显减少。三组小鼠腓肠肌胶原蛋白容积分之间无显著性差异,与安静对照组小鼠腓肠肌Collagen IV面积相比,抗阻运动组小鼠腓肠肌Collagen IV面积显著减少。(3)与安静对照组小鼠腓肠肌Collagen I、Collagen IV蛋白水平相比,抗阻运动组小鼠腓肠Collagen I、Collagen IV蛋白水平显著降低。与安静对照组小鼠腓肠肌MMP-2、MMP-9蛋白水平相比,抗阻运动组小鼠腓肠MMP-2、MMP-9蛋白水平显著升高。与安静对照组小鼠腓肠肌TIMP-1蛋白水平相比,耐力运动组小鼠腓肠肌TIMP-1蛋白水平显著降低,抗阻运动组小鼠腓肠TIMP-1蛋白水平极显著降低。与安静对照组小鼠腓肠肌TIMP-2蛋白水平相比,抗阻运动组小鼠腓肠肌TIMP-2蛋白水平显著降低。与安静对照组小鼠腓肠肌TIMP-1mRNA水平相比,抗阻运动组小鼠腓肠肌TIMP-1mRNA水平显著降低。与安静对照组和耐力运动组小鼠腓肠肌TIMP-2mRNA水平相比,抗阻运动组小鼠腓肠肌TIMP-2mRNA水平均显著降低。结论:(1)抗阻运动能有效改善衰老小鼠骨骼肌细胞外基质恶性变化,明显提高衰老小鼠抓握力,改善其生理机能。(2)抗阻运动可有效调节基质金属蛋白酶及组织金属蛋白酶抑制剂的蛋白水平,并对衰老小鼠骨骼肌细胞外基质中胶原蛋白产生积极影响。(3)抗阻运动改善衰老小鼠骨骼肌细胞外基质胶原状况的效果较耐力运动更好。