16周HIIT与维生素E干预对增龄大鼠ROS-NFκB-Bnip3通路的影响

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研究目的:观察增龄大鼠比目鱼肌ROS-NFκB-Bnip3通路及线粒体数目形态的变化规律并对其进行16周HIIT干预及维生素E补充,观察HIIT干预和补充维生素E对上述各指标变化规律的影响,为运动通过调节线粒体ROS-NFκB-Bnip-3通路延缓骨骼肌增龄性退变提供一定的理论基础。研究方法:80只8月龄雄性Wistar大鼠随机分为安静组(C组)、维生素E补充组(EC组)、HIIT干预组(H组)及HIIT干预的维生素E补充组(EH组),每组20只。适应性训练3天后进行最大摄氧量测试,之后每两周进行一次最大摄氧量测试。H组和EH组以50%、65%和80%VO2max对应的速度交替进行50min/天,5天/周,持续16周的运动干预,并根据VO2max测试结果调整运动强度。EC组与EH组每天以50mg/kg体重进行维生素E灌胃。各组大鼠在干预的第8周、第16周结束后的24小时进行取材,剥离大鼠比目鱼肌,采用多功能酶标仪测试ROS荧光强度,采用western blot测试NF-κB、Bnip-3、Beclin-1及PI3-k的表达情况,采用透射电镜观察大鼠比目鱼肌线粒体的数目形态变化。VO2max测试结果采用重复测量方差分析,SOD、ROS测试结果和NF-κB、Bnip-3、Beclin-1及PI3-k相对表达量数据运用SPSS进行双因素方差分析。研究结果:1.16周过程中,C组大鼠比目鱼肌线粒体数目呈减少趋势,H组大鼠比目鱼肌线粒体数目在前8周出现增多,并在8-16周过程中保持平稳。EC组与EH组大鼠则出现先增多后减少的趋势。2.16周过程中,H组与EH组大鼠骨骼肌内SOD含量呈先升高后下降的趋势;C组与EC组大鼠骨骼肌内SOD含量呈持续下降趋势;EC组前8周有轻微下降,8至16周下降明显。3.16周过程中C组和EH组大鼠骨骼肌ROS水平呈现先上升后下降的趋势,至16周时C组和EH组ROS含量高于基础状态;H组和EC组大鼠骨骼肌ROS含量呈现持续上升趋势,前8周H组较C组涨幅较小,至16周时H组大鼠骨骼肌ROS含量基本持平同期C组;前8周过程中EC组大鼠骨骼肌ROS水平涨幅较大,16周时水平与8周基本持平。4.16周过程中各组大鼠NF-κB蛋白含量变化并不明显,其中C组基本保持相同水平;H组在8周时出现小幅上升,至16周时又下降至基础状态水平;EC组大鼠前8周NF-κB蛋白含量基本不变,至16周时有小幅提升;EH组则呈现0至8周先小幅下降至低于基础状态水平,8-16周过程中再升高至高于基础状态水平。5.16周过程中C组大鼠骨骼肌内Beclin-1蛋白含量基本无变化;H组前8周基本无变化,8至16周大鼠骨骼肌内Beclin-1蛋白含量有所上升;EC组及EH组呈现先上升后下降的趋势,但8-16周过程中EH组下降更为明显。6.16周过程中C组及EC组大鼠Bnip-3蛋白含量均呈持续上升趋势;H组及EH组则均呈现先上升后下降的趋势。7.16周过程中,C组和EC组大鼠骨骼肌PI3-k蛋白含量均呈现持续上升趋势,但并无显著性提高;H组和EH组大鼠骨骼肌PI3-k蛋白含量均呈现先上升后下降的趋势。研究结论:1.持续16周的HIIT干预可以有效延缓增龄大鼠最大摄氧量的下降,使增龄过程中有氧能力的下降得到延缓。2.持续8周的维生素E补充和HIIT干预能有效延缓增龄大鼠骨骼肌线粒体数目的减少及形态的萎缩。单纯补充维生素E无此效果。3.持续16周的HIIT运动使增龄大鼠比目鱼肌线粒体数目增多,HIIT运动与维生素E的共同作用使增龄大鼠比目鱼肌线粒体体积增大但总体数目减少。4.持续8周的HIIT干预及HIIT与维生素E的共同作用能影响鼠体内SOD含量进而影响ROS-NFκB-Bnip-3通路蛋白含量,这可能是缓解骨骼肌增龄性退变的原因。
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