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研究目的:雄激素与雄激素受体(androgen receptor,AR)结合后有促进肌肉蛋白质合成、增加肌肉质量和提高肌肉力量的作用,但其作用机制仍未明确。本课题以SD雄性大鼠为研究对象,利用AR阻断剂Flutamine(氟他胺)研究AR对安静和运动大鼠运动能力的影响及其机制-是否与胰岛素样生长因子1(insulin growth factor 1,IGF-1)/磷脂酰肌醇3激酶(phosphoinositide 3-kinase,PI3K)/Akt/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,m TOR)通路有关?研究方法:48只SD雄性大鼠(7周龄)随机分为6组,每组8只:安静对照组(C)、氟他胺组(F)、抗阻训练组(R)、抗阻训练+氟他胺组(R+F)、耐力训练组(E)和耐力训练+氟他胺组(E+F)。实验前将氟他胺21天缓释剂(50 mg/片)包埋于F、R+F和E+F组大鼠的颈部皮下。C组和F组大鼠不进行运动训练,而E、E+F组大鼠进行中等强度(速度20 m/min)的跑台耐力训练,R、R+F组大鼠进行递增负荷的爬梯抗阻训练,均为每周训练6天,持续3周。最后一次训练后36 h,检测所有大鼠的体重、力量(最大抓力和启动时最大负重分别反映最大力量和速度力量)和耐力(一次力竭运动时间)。在力竭运动结束36 h后,麻醉大鼠,下腔静脉取血。之后,处死大鼠,取腓肠肌、比目鱼肌。ELISA方法检测血清IGF-1水平;蒽酮法检测骨骼肌的肌糖原含量,real time PCR检测骨骼肌IGF-1R和m TOR的m RNA水平;Western blot检测骨骼肌的AR、IGF-1、IGF-1R、m TOR、PI3K、肌球蛋白重链(Myosin heavy chain,MHC)、快肌球蛋白(fs-myosin)和慢肌钙蛋白(ss-Tn T)的蛋白水平,以及PI3K和Akt的表达和活性。研究结果:1.AR介导安静和抗阻训练大鼠体重的增加,但耐力训练所致大鼠体重的减轻与AR无关氟他胺不仅降低安静对照组大鼠的体重(p<0.01),还降低抗阻训练大鼠的体重(p<0.05),但对耐力训练所致大鼠体重的减轻无显著影响(p>0.05)。2.AR介导抗阻训练所致大鼠最大力量和速度力量的增加,但耐力训练增加耐力的作用与AR无关抗阻训练而不是耐力训练显著增加大鼠的最大力量(最大抓力/体重比值)和速度力量(启动时最大负重)(p<0.05),且该作用被氟他胺逆转(p<0.05)。而耐力训练增加大鼠耐力的作用(p>0.05)不能被AR减弱,表明其与AR无关。3.抗阻训练大鼠腓肠肌和耐力训练大鼠比目鱼肌相对重量的增加是通过AR介导的抗阻训练增加中间态肌腓肠肌的相对重量(p<0.05),且该作用被氟他胺逆转(p<0.01),但对比目鱼肌的相对重量无影响。而耐力训练增加慢肌比目鱼肌的相对重量(p<0.05),且该作用被氟他胺逆转(p<0.01),但对腓肠肌的相对重量无影响。4.抗阻训练通过AR介导大鼠腓肠肌快肌纤维的增多,而耐力训练大鼠比目鱼肌慢肌纤维的增多与AR无关抗阻运动增加腓肠肌快肌特异性蛋白fs-myosin的含量(p<0.05),对慢肌特异性蛋白ss Tn T无显著作用;抗阻运动增加腓肠肌fs-myosin含量的作用被氟他胺逆转(p<0.01)。而耐力训练增加比目鱼肌ss Tn T的含量(p<0.05),但对fs-myosin含量无显著作用。耐力训练增加比目鱼肌ss Tn T含量的作用不被氟他胺减轻。5.抗阻训练大鼠腓肠肌和耐力训练大鼠比目鱼肌MHC含量的增加是通过AR介导的抗阻训练增加大鼠腓肠肌的MHC蛋白水平(p<0.05),耐力训练增加比目鱼肌的MHC蛋白水平(p<0.05),且运动引起的MHC蛋白水平增加的作用都能被氟他胺所逆转(p<0.01)。6.抗阻和耐力运动引起的大鼠腓肠肌和比目鱼肌肌糖原含量的增加是通过AR介导的与安静对照大鼠相比,抗阻和耐力训练都能显著增加腓肠肌和比目鱼肌的肌糖原含量(p<0.01),而运动增加肌糖原含量的作用被氟他胺逆转(p<0.01)。7.抗阻训练大鼠腓肠肌和耐力训练大鼠比目鱼肌IGF-1R/m TOR通路信号分子的增加通过AR介导,而抗阻和耐力训练不影响血清IGF-1水平抗阻训练显著增加腓肠肌、耐力训练显著增加比目鱼肌的IGF-1R和m TOR的m RNA水平(均p<0.05),且该作用都能被氟他胺逆转(p<0.01,p<0.05)。对于蛋白水平,抗阻训练增加腓肠肌IGF-1(p<0.05)、IGF-1R(p<0.01)和m TOR(p<0.05)的蛋白水平,该作用被氟他胺逆转(p<0.05,p<0.01,p<0.01);而耐力训练增加比目鱼肌IGF-1(p<0.01)和IGF-1R(p<0.05)蛋白水平,该作用被氟他胺逆转;此外,氟他胺降低降低比目鱼肌的m TOR(p<0.05)蛋白水平。此外,尽管抗阻和耐力训练未影响血清IGF-1的水平,以及耐力训练不影响比目鱼肌的m TOR的蛋白水平,但上述指标均能被氟他胺降低。8.抗阻训练大鼠腓肠肌和耐力训练大鼠比目鱼肌PI3K和Akt的表达和活性的增加是AR介导的抗阻训练增加腓肠肌、耐力训练增加比目鱼肌的PI3K和Akt的活性(p-PI3K/PI3K、p-Akt/Akt的比值)(均p<0.05),该作用被氟他胺逆转(均p<0.05)。结论1.抗阻训练通过AR介导大鼠最大力量和速度力量的增强,而耐力训练提高耐力的作用可能与AR无关。2.抗阻训练通过AR介导大鼠力量增强的机制与其增加腓肠肌的相对重量、快肌纤维含量、内在收缩力和肌糖原含量有关。3.耐力训练通过AR介导比目鱼肌相对重量、内在收缩力和肌糖原含量的增加,但其增加慢肌纤维的作用不是通过AR介导。这可能是AR阻断剂在降低比目鱼肌相对重量、收缩力和肌糖原含量的情况下没有降低大鼠耐力的可能机制之一,但仍需进一步证实。4.抗阻训练增加腓肠肌、耐力训练增加比目鱼肌相对重量的机制与运动激活肌肉AR,进而激活IGF-1/IGF-1R-PI3K/Akt-m TOR信号通路有关。但是,训练通过AR的介导如何增加快肌纤维含量、MHC水平和肌糖原含量,仍待研究。