Sarcopenia,即骨骼肌衰减,指随年龄增加机体骨骼肌质量、力量及功能逐渐下降的现象,它的发生增加了老年人的健康维护成本,给其家庭及社会带来沉重的经济负担。Sarcopenia的病理生理过程非常复杂,涉及细胞凋亡、氧化应激、蛋白质合成减少、骨骼肌废用、炎症反应、线粒体功能障碍等,并与骨骼肌质量控制(蛋白质质量控制和肌纤维数目控制)失衡密切相关。AMPK、Sirt1是体内重要的能量代谢感受器,可感知机体的能量代谢状态,通过改变下游分子的基因表达或活性调节机体能量代谢过程。AMPK/Sirt1信号轴通过对细胞自噬、细胞凋亡、细胞增殖与分化、骨骼肌蛋白合成与降解、炎症反应等过程的调控影响骨骼肌质量与功能,可能与机体衰老过程中Sarcopenia的发生、发展及转归密切相关。研究表明,运动可促进骨骼肌蛋白质合成、增加机体的瘦体重,达到预防和治疗Sarcopenia的目的,但运动所引起的AMPK/Sirt1信号轴及其调控的下游细胞事件的适应性改变与Sarcopenia的内在联系尚不明确,不同耐力训练方案对骨骼肌质量的重塑效果尚待进一步研究。本研究通过对AMPK/Sirt1信号轴与骨骼肌蛋白合成、降解(细胞自噬、泛素-蛋白酶体途径)和细胞凋亡等信号通路的关系及其运动调控展开研究,以期深入了解运动、AMPK/Sirt1信号轴与Sarcopenia的内在关系,旨为Sarcopenia的运动防治提供新思路。目的：探究不同方案耐力训练对SAMP6快速老化小鼠AMPK/Sirt1信号轴及与其相关的下游骨骼肌质量控制机制的影响。首先,通过与SAMR1小鼠对比,探讨SAMP6快速老化小鼠衰老进程中AMPK/Sirt1信号轴及与其相关的下游骨骼肌质量控制机制(包括蛋白合成、细胞自噬、泛素-蛋白酶体系统、细胞凋亡等)的变化,并分别观察了SAMP6小鼠骨骼肌衰减的性别特征与时相差异,以期为揭示机体衰老过程中Sarcopeinia发生、发展及转归的内在分子机制提供新思路；其次,设计不同训练持续时间、不同强度的跑台耐力训练方案对SAMP6小鼠进行运动干预,观察其骨骼朋AMPK/Sirt1信号轴及与其相关的下游骨骼肌质量控制机制的适应性变化,旨为骨骼肌衰减的运动防治提供数据支持；此外,鉴于细胞自噬在骨骼肌质量控制中的重要作用,本研究采用AMPK及Sirtl相应的激动剂AICAR及RSV,利用细胞模型验证AMPK/Sirtl信号轴与细胞自噬的上、下游调控机制。方法：3月龄清洁级SAMP6快速老化小鼠88只(P组),SAMR1小鼠20只作为青年对照组(R组),雌(m)雄(f)各半,按体重分层分为两个大组,即1组(运动组进行为期1个月的耐力训练)和2组(运动组进行为期2个月的耐力训练),其中每个大组又各自分为青年对照组(Rlm组,n=5；R1f组,n=5；R2m组,n=5；R2f组,n=5)、快速老化安静对照组(Plm组,n=5；P1f组,n=5；P2m组,n=5；P2f组,n=5)、高强度耐力训练组(Hlm组,n=6；H1f组,11=6；H2m组,n=6；H2f组,n=6)、中强度耐力训练组(Mlm组,n=5；M1f组,n=5；M2m组,n=6；M2f组,n=6)和低强度耐力训练组(Llm组,n=5；L1f组,n=5；L2m组,n=6；L2f组,n=6)。自然光照,正常摄食、饮水。运动组根据各自运动方案进行跑台耐力训练,高、中、低强度相应跑台速度分别为28、18、8m/min,坡度为5。,持续50min,每周运动6天,周日休息。1组、2组分别于干预4周、8周后颈椎脱臼处死、取样,具体检测指标如下：(1)衰老及耐力训练后小鼠骨骼肌体重及骨骼肌质量的变化：体重及骨骼肌湿重。(2)衰老及耐力训练后小鼠骨骼朋AMPK/Sirtl信号轴相关基因表达的变化：Real-time PCR (RT-PCR)技术检测AMPKα1、AMPKa2、NAMPT、SIRT mRNA相对含量；Western blot (WB)技术检测.AMPK、Sirtl总蛋白含量,检测p-AMPK、ac-p53蛋白含量反映AMPK/Sirtl信号轴的激活水平；Real-time PCR及Western blot技术检测AMPK/Sirt1信号轴上游激酶信号FYN、LKB1 mRNA表达及p-LKB1/LKB1比值。(3)衰老及耐力训练后小鼠骨骼肌蛋白合成的变化：Real-time PCR技术检测IGF-1、PI3K、PDK1、AKT、mTOR、GSK3β、4E-BP1、S6K1、MyOD、MSTN、 MHC1、MHC2A、MHC2B、 MHC2X mRNA相对含量；Western blot技术检测IGF-1、PI3K、AKT、MSTN、MHC1、MHC2a、p-Foxos蛋白含量；HE染色并采用IPP软件计算肌纤维横截面积。(4)衰老及耐力训练后小鼠骨骼肌细胞自噬水平的变化：Real-time PCR技术检测ULK1、BECN1、ATG7、LC3、ATG13、BNIP3、SQSMT1/P62、LAMP2 mRNA相对含量；Western blot技术检测p62蛋白含量及LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比值；复苏C2C12细胞系,诱导其分化为肌管细胞并采用.AMPK、Sirtl激动剂AICAR及RSV干预处理12h,免疫荧光技术观察LC3在肌管细胞的表达。(5)衰老及耐力训练后小鼠骨骼肌蛋白酶体系统的变化：Real-time PCR技术检测FOXO1、FOXO3a、UBC、PSMC、ATROGIN-1、MURF1 mRNA相对含量；Western blot技术检测Atrogin-1、MuRF1蛋白含量及p-Foxol/p-Foxo3a,总磷酸化水平。(6)衰老及耐力训练后小鼠骨骼肌细胞凋亡的变化：Real-time PCR技术检测P53、KU70、BAX、BCL-2、Caspase-3、Caspase-9 mRNA相对含量；Western blot技术检测1p53、Bax、Bcl-2、Caspase-3蛋白含量及Bcl-2/Bax比值。结果：(1)与相应的R组小鼠相比,P2m组小鼠骨骼肌质量指数呈下降趋势,且低于R2m组1SD；Plf、P2fN小鼠体重显著增加(P<0.01),而骨骼肌质量指数均显著下降(P<0.05),且低于青年对照组2SD。与相应的P组相比,H2m、M2m、L2m组小鼠体重显著降低(P<0.01),骨骼肌质量指数呈增加趋势；H2f、M2f、L2f组小鼠体重无显著变化,骨骼肌质量显著增加(P<0.05),且H组小鼠骨骼肌质量指数增加幅度最大。(2)与相应的R组小鼠相比,P组小鼠骨骼肌AMPK及Sirtl蛋白含量无显著变化,而P2m、P1f、P2f组小鼠骨骼肌p-AMPK/AMPK比值显著下降(P<0.05),P1m、P2m、P2f组小鼠骨骼肌ac-p53蛋白水平显著升高(P<0.05)。与相应的P组相比,H2m组小鼠骨骼肌AMPK蛋白含量及p-AMPK/AMPK比值均显著升高(P<0.01),H2f,,M2f及L2f组小鼠骨骼肌p-AMPK/AMPK比值显著升高(P<0.05)；H2f组小鼠骨骼肌Sirtl蛋白含量显著增加(P<0.05); H2m/f、M2m/f级L2m/f组小鼠骨骼肌ac-p53蛋白水平显著下降(P<0.05)。(3)与相应的R组小鼠相比,P1f、P2f组小鼠肌纤维横截面积显著下降(P<0.01),P2m、P2f组小鼠骨骼肌IGF-1及AKT蛋白表达均显著下调(P<0.01),P2m组小鼠骨骼P13K蛋白含量显著下降(P<0.05),P2m、P1f,P2f组小鼠骨骼肌MHC1蛋白含量均显著降低(P<0.01)。与相应的P组相比,H2f、M2f组小鼠肌纤维横截面积显著增加(P<0.05)；H2m、M2m及L2m组小鼠骨骼肌IGF-1及AKT蛋白表达显著上调(P<0.05),M2f组小鼠骨骼肌IGF-1蛋白表达显著上调(P<0.05)、H2f组小鼠骨骼肌AKT蛋白表达显著上调(P<0.05); H2f、M2f、L2f组小鼠骨骼肌MSTN蛋白表达均显著下调(P<0.05); H2m/f、M2m/.及L2m/f组小鼠骨骼肌MHC1蛋白水平显著增加(P<0.05)。(4)与相应的R组小鼠相比,P1m、P2f组小鼠骨骼肌LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比值显著下降(P<0.05),P2f组小鼠骨骼肌LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比值仅有下降趋势；P2m组小鼠骨骼肌p62蛋白水平显著升高(P<0.01),P1f、P2f组小鼠骨骼肌p62蛋白水平呈增加趋势。与相应的P组小鼠相比,H2m/f、M2m/f及L2m组小鼠骨骼肌LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比值显著升高(P<0.05),H2m/f、M2m/f,及L2f组小鼠骨骼肌p62蛋白含量显著下降(P<0.05)。(5)与相应的R组相比,P2m、P2f组小鼠骨骼肌p-Foxol、p-Foxo3a及Atrogin-1蛋白含量显著上调(P<0.05),P2f组小鼠骨骼肌MuRF1蛋白含量显著增加(P<0.05)。与相应的P组小鼠相比,H1f, M1f、L1f、H2m/f、M2m/f)及L2m/f组小鼠骨骼肌p-Foxo、p-Foxo3a蛋白含量显著下降(P<0.05)；H2f、M2f、L2f组小鼠骨骼肌Atrogin-1蛋白表达显著下降(P<0.01)。(6)与相应的R组相比,P1m、P2m、P1f及P2f组小鼠骨骼肌p53蛋白水平均显著升高(P<0.05)；P2m、P2f组小鼠骨骼肌Bax及Caspase-3蛋白表达均显著上调(P<0.05),且Bcl-2蛋白含量及Bcl-2/Bax比值显著下降(P<0.05)。与相应的P组相比,H2m组小鼠骨骼肌p53蛋白水平显著升高(P<0.05)；H2m、M2m、L2m组小鼠骨骼肌Bax蛋白表达显著下调(P<0.01),H2m/f、M2m、L2m组小鼠骨骼肌Bcl-2蛋白表达显著上调(P<0.05),且H2m/f及M2m组小鼠骨骼肌Bcl-2/Bax比值显著升高(P<0.05)；H2m/f、M2m/f、L2m组小鼠骨骼肌Caspase-3蛋白含量显著下降(P<0.05)。结论：(1)4、5月龄SAMP6雌性小鼠骨骼肌质量指数均显著下降,且低于青年对照组2SD,表明其发生Sarcopenia,可作为Sarcopenia研究的实验动物模型；雄性小鼠虽无显著下降,5月龄小鼠骨骼肌质量指数已低于青年对照组1SD,提示雄性SAMP6小鼠具有发生Sarcopenia的风险；持续2个月的耐力训练尤其是高强度耐力训练可提高小鼠骨骼肌质量指数具有防治Sarcopenia的作用。(2)衰老降低了不同性别SAMP6小鼠骨骼朋p-AMPK/AMPK的比值,提高了ac-p53的蛋白含量,提示衰老通过降低AMPK及Sirtl的活性而抑制AMPK/Sirtl信号轴活性。为期2个月耐力训练尤其是高强度耐力训练可提高AMPK、Sirtl活性逆转衰老引起的AMPK/Sirtl信号轴活性下降。(3)衰老降低了蛋白合成信号通路IGF-1/PI3K/AKT的蛋白表达,MSTN表达增加进一步抑制该信号通路,最终导致MHC蛋白表达下降引起Sarcopenia的发生。耐力训练可通过促进衰老机体骨骼肌IGF-1、PI3K、AKT蛋白表达,并降低MSTN蛋白表达解除后者对AKT/mTOR信号通路的抑制作用,上调骨骼肌MHC1及MHC2A的蛋白合成,达到防治Sarcopenia的目的。(4)衰老进程中,5月龄SAMP6雄性、雌性小鼠骨骼肌细胞LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比值下降,p62蛋白水平增高导致自噬水平下降,可能使细胞凋亡增加参与Sarcopenia的发生。持续2个月的高、中强度耐力训练可提高SAMP6小鼠骨骼肌细胞LC3Ⅱ/LC3Ⅰ比值,降低p62蛋白含量恢复自噬水平,可能通过减少细胞凋亡防止Sarcopenia的发生。(5)衰老进程中,5月龄SAMP6雄性、雌性小鼠骨骼肌Atrogin-1及MuRF1蛋白表达增加,可能增加了泛素-蛋白酶体活性促进蛋白质的降解,参与衰老过程中Sarcopenia的发生。持续2个月的不同强度耐力训练可抑制衰老引起的SAMP6雌性小鼠Atrogin1表达升高,从而参与Sarcopenia的运动防治分子机制。(6)衰老导致4、5月龄尤其是5月龄SAMP6小鼠骨骼肌p53的蛋白水平及活性增加,继而促进Bax表达并抑制Bcl-2基因表达,可能导致线粒体介导的细胞凋亡发生；2个月的不同强度耐力训练通过激活AMPK/Sirt1信号通路,抑制了p53的转录活性,逆转了衰老导致的骨骼肌细胞凋亡信号的激活,对于Sarcopenia的防治具有重要意义。