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研究背景和目的: 不同的运动形式会对骨骼肌质量产生不同的影响,而骨骼肌质量的改变主要取决于骨骼肌蛋白合成与分解的共同调节。叉头转录因子(FoxOs)在骨骼肌分解通路中起重要作用。研究认为FoxOs能上调骨骼肌萎缩通路中的泛素蛋白连接酶MAFbx/Atrogin-1和MuRF1,引起骨骼肌萎缩。肌肉生长抑制素(GDF8)与其Ⅱ型受体(ActivinⅡB)结合能起到抑制骨骼肌肥大的作用,在骨骼肌质量的调节中也起着十分的重要作用。不同程度的耐力运动对骨骼肌质量的影响是不同的。一般情况下,高强度耐力运动会比中等强度耐力运动和低强度耐力运动更有效的促使骨骼肌肥大。高强度间歇训练(High-intensity Interval Training, HIIT)是一种可增强心肺耐力和骨骼肌运动能力且短时高效的运动训练方式,但目前对骨骼肌质量的影响研究还较少。本研究通过观察中等强度耐力运动和HIIT两种不同运动形式对骨骼肌质量的影响,并进一步观测FoxOs信号通路和GDF8信号的变化以期探讨骨骼肌质量变化的原因。 研究对象及方法: 方法:18只8周龄的青年SD大鼠被随机分为N组(正常对照组)、M组(中等强度耐力运动组)和H组(HIIT组),采取自然昼夜节律,自由饮食。N组不做任何运动训练;M组和H组采用尾部电刺激和人工驱赶结合的方式进行坡度为0的跑台运动,两组均为每周训练六天,周日休息。大鼠停止训练24小时后禁食状态下进行称重、取材,腹腔注射20%乌来糖(5ml/㎏)麻醉,迅速分离并取出大鼠两侧趾长伸肌和比目鱼肌。用HE染色法计算骨骼肌细胞横截面积,用荧光定量PCR和western blot分别检测FoxO1、FoxO3、MuRF1、MAFbx/Atrogin-1、GDF8、ActivinⅡB的基因表达和蛋白水平。所有数据用SPSS16.0软件进行处理,用单因素方差分析每组数据(显著水平P<0.05)。 研究结果: 1.与正常大鼠相比,12周耐力运动会增加大鼠趾长伸肌的相对质量(p<0.05),并增加其细胞横截面积(p<0.05),但12周高强度间歇训练不会明显影响骨骼肌相对质量及细胞横截面积(p>0.05)。 2.12周耐力运动和12周HIIT都能增加FoxO1mRNA在趾长伸肌中表达(p<0.01),而FoxO3mRNA在趾长伸肌和比目鱼肌中都有显著增加(p<0.05),但FoxO1、FoxO3及磷酸化FoxO蛋白表达水平无显著性改变(p>0.05);12周耐力运动和12周HIIT都增加MuRF1mRNA在趾长伸肌中的表达(p<0.01),并且12周耐力运动组高于12周HIIT组(p<0.01),而MAFbxmRNA在趾长伸肌和比目鱼肌中均无明显改变(p>0.05),MuRF1和MAFbx蛋白表达均无显著性改变(p>0.05); 3.12周耐力运动和12周HIIT对GDF8mRNA、ActivinⅡBmRNA及蛋白表达均无显著性改变(p>0.05)。 结论: 1. 与正常大鼠相比,12周耐力运动会增加快肌的相对质量,但12周HIIT无显著性影响; 2.12周耐力运动与12周HIIT皆增加骨骼肌FoxO3mRNA 表达,且增加趾长伸肌FoxO1/MuRF1 mRNA 表达。