研究背景:心肌梗死（myocardial infarction,MI）导致心功能受损,并累积其他器官,出现远隔器官病理性重塑等并发症,如骨骼肌、肝和肾等重要器官功能受损。临床研究表明,以骨骼肌减少为主要特征的心脏恶病质综合征是心梗患者死亡的重要原因。骨骼肌减少导致心梗患者运动不耐受,抗疲劳能力下降以及呼吸困难等,严重影响患者的生活质量。因此,抑制骨骼肌减少,提高骨骼肌质量和功能,对于提高患者的生存率及生活质量具有重大意义。文献报道,鸢尾素（Irisin）与肌肉减少症关系密切,外源性注射Irisin重组蛋白可显著抑制骨骼肌减少。运动干预有效刺激骨骼肌Irisin分泌与表达,且在降低氧化应激、抑制细胞凋亡和促进细胞增殖等方面均发挥重要作用。心磷脂酰基转移酶1（acyl-CoA:lysocardiolipin acyltransferase-1,ALCAT1）高表达导致组织细胞ROS大量生成,敲除ALCAT1可显著降低机体氧化应激损伤。运动刺激骨骼肌分泌Irisin是否存在运动强度差异?Irisin是否在运动改善心梗诱导的骨骼肌减少中发挥作用?是否通过降低ALCAT1表达和氧化应激水平,激活Irisin-PI3K-Akt通路抑制骨骼肌细胞凋亡?是否通过激活Irisin-PI3K-Akt-mTOR通路促进骨骼肌细胞增殖?目前尚缺乏文献报道。研究目的:探讨有氧运动刺激内源性Irisin分泌,抑制ALCAT1表达,改善心梗诱导的骨骼肌减少及其机制,该研究将为心梗诱导骨骼肌减少的康复手段与方法筛选提供实验依据。研究方法:在体动物实验:健康雄性2月龄C57BL/6J野生型（WT）小鼠,随机分为安静对照组（C）、60%VO2max运动强度组（CSE）、76%VO2max运动强度组（CME）、85%VO2max运动强度组（CHE）、野生-假心梗组（S）、野生-心梗组（MI）和野生-心梗运动组（ME）。健康雄性2月龄alcat1基因敲除（ALCAT1-/-）小鼠,随机分为敲除-假心梗组（KS）、敲除-心梗组（KMI）和敲除-心梗运动组（KME）。每组均10只。CSE组以8m/min、CME以12m/min,CHE组以18m/min进行跑台运动,坡度为0°,60min/d,5d/wk×4wk。运动4wk结束24h后取材,分离腓肠肌。RT-qPCR检测骨骼肌 alcat1 mRNA 表达,Western blotting 检测骨骼肌 Irisin、ALCAT1、SOD1和SOD2蛋白表达,酶活性试剂盒检测骨骼肌氧化应激指标。采用左冠状动脉前降支结扎法（LAD）制备小鼠MI模型,其中S组和KS组只开胸穿线不结扎。ME组和KME组在术后1wk以12m/min进行跑台运动,坡度为0°,60min/d,5d/wk×6wk。运动6wk结束24h后取材,超声心动检测心功能,迅速切取腓肠肌称重。计算小鼠腓肠肌重量/体重比值,Masson染色观察并计算心肌胶原容积百分比（CVF%）,HE染色测定骨骼肌细胞横截面积,TUNEL检测骨骼肌细胞凋亡,透射电镜观察骨骼肌自噬体形成,酶活性试剂盒检测骨骼肌氧化应激水平,RT-qPCR检测骨骼肌alcat1 mRNA表达,Western blotting检测骨骼肌通路相关蛋白 Irisin、ALCAT1、PI3K/pPI3K、Akt/pAkt、mTOR/pmTOR,细胞自噬相关蛋白 ULK1/pULK1、Beclin1、LC3、P62,细胞凋亡相关蛋白 Bax/Bcl2、Cyt-C,细胞增殖相关蛋白 P70 S6K/pP70 S6K、Pax7、MyoD、MyoG、Myf5、Myf6 以及SOD1、SOD2、MuRF1 和 MAbFx 等蛋白表达。体外细胞实验:C2C12成肌细胞分别给予Irisin重组蛋白（rhIRISIN,100ng/ml/24h）、AMPK 激动剂（AICAR,1mM/24h）、PI3K 抑制剂（LY294002,5uM/24h）、mTOR 抑制剂（Rapamycin,500nM/24h）和过氧化氢（H2O2,100uM/24h）干预,分为正常对照组、H2O2组、Irisin+H2O2组、AICAR+H2O2组、LY294002+Irisin+H2O2 组、Rapamycin+Irisinn+H2O2组、LY294002+AICAR+H2O2组和Rapamycin+AICAR+H2O2组,共8组。采用CCK-8法检测细胞活力,TUNEL检测细胞凋亡,荧光探针检测ROS,Western blotting检测Irisin、ALCAT1、PI3K/pPI3K、Akt/pAkt、mTOR/pmTOR、Bcl2、Bax、Cyt-C、P70 S6K/pP70 S6K、Pax7、MyoD、MyoG、Myf5、Myf6、SOD1、SOD2、MuRF1 和 MAbFx 等蛋白表达。研究结果:（1）不同运动强度均显著上调正常骨骼肌Irisin蛋白表达（P<0.01）。（2）不同运动强度均显著抑制正常骨骼肌ALCAT1表达,其中76%VO2max运动强度效果更显著（P<0.05,P<0.01）。（3）60%-76%VO2max运动强度均可激活正常骨骼肌氧化-抗氧化系统,而85%VO2max运动强度显著增加骨骼肌氧化应激水平,但对骨骼肌抗氧化能力无显著影响（P<0.05,P<0.01）。（4）有氧运动显著提高骨骼肌相对质量和肌细胞横截面积,降低骨骼肌MurF1和MAFbx蛋白表达（P<0.05,P<0.01）。表明,有氧运动显著改善心梗诱导的骨骼肌减少。（5）有氧运动显著降低心梗诱导的骨骼肌ALCAT1基因和蛋白表达以及MDA含量,升高SOD1和SOD2蛋白表达以及T-SOD活性（P<0.01）。表明,有氧运动显著抑制心梗诱导的骨骼肌氧化应激水平,提高骨骼肌抗氧化能力。（6）有氧运动显著升高心梗诱导的骨骼肌Irisin表达以及pPI3K/PI3K、pmTOR/mTOR和pAkt/Akt的比值（P<0.01）。表明,有氧运动显著激活心梗诱导的骨骼肌Irisin-PI3K-Akt-mTOR信号通路。（7）有氧运动抑制心梗诱导的骨骼肌自噬体形成,显著降低骨骼肌pULK1/ULK1和LC3Ⅱ/Ⅰ 比值以及Beclin1表达,升高P62表达（P<0.01）。表明,心梗后骨骼肌细胞自噬活性显著增强,有氧运动显著降低心梗诱导的骨骼肌细胞自噬受损。（8）有氧运动显著降低心梗诱导的骨骼肌TUNEL阳性颗粒数目以及Cyt-C表达和Bax/Bcl2比值（P<0.01）。表明,有氧运动显著抑制心梗诱导的骨骼肌细胞凋亡。（9）有氧运动显著升高心梗诱导的骨骼肌pP70 S6K/P70 S6K 比值以及Pax7、MyoD、MyoG、Myf5和Myf6表达（P<0.05,P<0.01）。表明,有氧运动显著促进心梗诱导的骨骼肌蛋白质合成和肌细胞增殖。（10）rhIRISIN或AICAR干预显著降低C2C12细胞MurF1和MAFbx表达（P<0.05,P<0.01）。表明,rhIRISIN或AICAR干预显著抑制H2O2诱导的C2C12细胞蛋白质泛素化降解。（11）rhIRISIN或AICAR干预显著降低C2C12细胞ROS水平和ALCAT1表达,升高SOD1和SOD2表达（P<0.01）。表明,rhIRISIN或AICAR干预显著抑制H2O2诱导的C2C12细胞氧化应激水平。（12）rhIRISIN或AICAR干预显著降低C2C12细胞TUNEL 阳性颗粒数目、Cyt-C表达和Bax/Bcl2比值（P<0.01）。表明,rhIRISIN或AICAR干预显著抑制氧化应激诱导的C2C12细胞凋亡。（13）rhIRISIN 或 AICAR 干预显著升高 C2C12 细胞 pP70 S6K/P70 S6K 比值以及Pax7、MyoD、MyoG、Myf5和Myf6表达（P<0.01）。表明,氧化应激显著抑制C2C12细胞增殖,rhIRISIN或AICAR干预显著促进C2C12细胞增殖。（14）LY294002 干预显著抑制 rhIRISIN 或 AICAR 对 C2C12 细胞 PI3K-Akt通路的磷酸化作用,升高TUNEL 阳性颗粒数目、Cyt-C表达和Bax/Bcl2比值（P<0.05,P<0.01）。表明,rhIRISIN或AICAR干预通过激活PI3K-Akt通路抑制氧化应激诱导的C2C12细胞凋亡。（15）LY294002 或 Rapamycin 干预显著抑制 rhIRISIN 或 AICAR 对 C2C12细胞PI3K-Akt-mTOR通路的磷酸化作用,降低pP70 S6K/P70 S6K 比值以及Pax7、MyoD、MyoG、Myf5 和 Myf6 表达（P<0.05,P<0.01）。表明,rhIRISIN 或 AICAR干预通过激活PI3K-Akt-mTOR通路促进C2C12蛋白合成和细胞增殖。研究结论:（1）骨骼肌ALCAT1表达变化呈现运动强度特征。不同强度运动均显著升高正常骨骼肌Irisin表达,抑制骨骼肌ALCAT1表达。（2）有氧运动显著刺激心梗小鼠骨骼肌Irisin表达,降低ALCAT1表达和氧化应激水平,改善心梗诱导的骨骼肌细胞自噬受损和凋亡,促进骨骼肌细胞增殖和蛋白质合成,抑制心梗诱导的骨骼肌减少。（3）有氧运动显著激活Irisin-PI3K-Akt通路,抑制骨骼肌细胞凋亡;显著激活Irisin-PI3K-Akt-mTOR通路,促进骨骼肌细胞增殖和蛋白质合成,是抑制心梗诱导骨骼肌减少的重要机制。综上,有氧运动通过刺激心梗小鼠骨骼肌内源性Irisin表达并抑制ALCAT1表达,激活骨骼肌Irisin-PI3K-Akt-mTOR通路,降低骨骼肌氧化应激水平,抑制骨骼肌细胞自噬受损和凋亡,促进骨骼肌细胞增殖和蛋白质合成,改善心梗诱导的骨骼肌减少。