【摘 要】
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骨骼肌是动物体内最大的器官,约占成年动物体重40%左右。骨骼肌的能量代谢对于肌肉生长发育、维持血糖稳态和运动功能都具有至关重要的作用。线粒体是骨骼肌细胞内代谢的主要细胞器,负责脂质代谢、氨基酸代谢、三羧酸循环和尿素循环等多种代谢路径,其中三羧酸循环是三大物质代谢的重要枢纽。近年来有研究表明,线粒体三羧酸循环的中间产物除了供应能量外,还具有多种复杂的信号分子功能。但是,目前关于草酰乙酸生理作用的报道
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骨骼肌是动物体内最大的器官,约占成年动物体重40%左右。骨骼肌的能量代谢对于肌肉生长发育、维持血糖稳态和运动功能都具有至关重要的作用。线粒体是骨骼肌细胞内代谢的主要细胞器,负责脂质代谢、氨基酸代谢、三羧酸循环和尿素循环等多种代谢路径,其中三羧酸循环是三大物质代谢的重要枢纽。近年来有研究表明,线粒体三羧酸循环的中间产物除了供应能量外,还具有多种复杂的信号分子功能。但是,目前关于草酰乙酸生理作用的报道较少,草酰乙酸对骨骼肌代谢是否具有调控作用还不清楚。本研究选用46只4周龄C57BL/6J雄性小鼠,根据体重随机分为5组,试验组在日粮中添加1%草酰乙酸（同时以苹果酸、柠檬酸和天冬氨酸为对照）,记录体重、采食量和体组成数据;试验结束前测定小鼠整体代谢速率,并分析爪抓力,耐力运动和肌肉收缩能力;同时,采集腓肠肌样品,采用三磷酸腺苷酶和琥珀酸脱氢酶双染色法检测肌纤维类型和肌纤维直径,并测定骨骼肌中的糖原、磷酸肌酸、三磷酸腺苷以及游离脂肪酸等能量代谢相关指标;采集血液样品检测葡萄糖及非酯化脂肪酸。最后,试验采用腓肠肌解偶联蛋白2特异性敲除以及注射SP600125抑制c-Jun N端激酶,研究UCP2和JNK介导草酰乙酸调节骨骼肌能量代谢的机制。研究结果表明:（1）日粮中添加1%草酰乙酸可显著降低小鼠运动能力、增加肌肉疲劳性。（2）日粮中添加1%草酰乙酸对小鼠的生长性能、肌肉脂肪组成、肌纤维直径和肌纤维类型没有显著影响。（3）日粮中添加1%草酰乙酸显著提高了小鼠日间和夜间的能量消耗、提高了小鼠日间的呼吸熵,降低了肌糖原储备。（4）在小鼠腓肠肌特异性敲除UCP2后,缓解了草酰乙酸降低小鼠运动能力,并逆转了腓肠肌中能量底物的耗竭。（5）注射SP600125抑制小鼠JNK后,逆转了草酰乙酸降低小鼠运动能力的作用,并逆转了腓肠肌中PCr的耗竭。综上所述,日粮中添加1%草酰乙酸能够通过JNK炎症信号通路和UCP2,降低小鼠的肌糖原含量,加快能量底物耗竭,从而降低动物的运动能力。该研究结果不仅揭示了草酰乙酸对骨骼肌能量代谢的调控作用,同时也为肌糖原代谢的营养调控提供了新的策略。
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