骨骼肌的內(nèi)分泌功能與運動適應

徐道紅 徐志有 汪浩

中圖分類號：G804 文獻標識：A 文章編號：1009-9328（2015）03-000-01

摘 要 最近骨骼肌內(nèi)分泌功能被廣泛關注，大部分肌肉因子的合成和分泌都依賴于骨骼肌收縮，運動鍛煉可激活相應的肌肉因子應答機制，為運動促進機體健康適應，防治缺乏運動引起的多種慢性病提供理論支持。

關鍵詞 肌肉因子 胰島素抵抗 運動

骨骼肌是主要的血糖利用組織，胰島素降血糖效應70%-90%由骨骼肌完成，還是主要的脂肪酸氧化利用組織。本文重點關注骨骼肌分泌的包括肌肉抑制素、IL-6、IL-15、Irisin等在內(nèi)的多種活性物質(zhì)的生理功能，及其在運動適應中的作用和機制。

一、肌肉抑制素

肌肉抑制素（myostatin）是骨骼肌生長發(fā)育特異性抑制因子。研究表明小鼠、肉牛myostatin基因缺失可引起肌肉肥大和增生，體重增2～3倍。抑制myostatin表達還能提高肌肉力量和耐力。myostatin抑制肌肉發(fā)育的分子機制研究尚淺，myostatin可通過提高p21蛋白表達，降低細胞周期依賴性蛋白激酶CDK2活性，影響視網(wǎng)膜細胞瘤蛋白的磷酸化狀態(tài)，抑制細胞周期從G1期進入S期，降低C2C12細胞增殖[1]，還結合細胞表面受體ActRII或ActRIIb，通過經(jīng)典的TGF-β信號通路誘導轉(zhuǎn)錄因子Smad3磷酸化抑制轉(zhuǎn)錄因子MyoD轉(zhuǎn)錄活性，抑制成肌細胞分化。

Myostatin也是重要的代謝平衡調(diào)控因子，越來越多研究支持這主要依賴于myostatin對脂肪組織和肝臟生長和功能的影響。研究發(fā)現(xiàn)9周蹬自行車耐力訓練后受試者股直肌myostatin mRNA表達下降超過50%[2]。

二、白細胞介素6（IL-6）

白細胞介素6是重要的能量感受器。運動中補充葡萄糖可顯著降低運動引起的外周血IL-6濃度升高水平。這也提示，IL-6可能具有促進葡萄糖攝取的功能。有趣的是，盡管耐力運動降低基礎IL-6濃度，但卻提高了其受體IL-6Rα的表達，因此耐力運動提高了IL-6的敏感性。

IL-6可提高基礎狀態(tài)下骨骼肌細胞葡萄糖攝取和葡萄糖轉(zhuǎn)運向細胞膜轉(zhuǎn)運，并對胰島素刺激的葡萄糖攝取起到疊加效應，這主要與腺苷酸活化蛋白激酶激活有關，AMPK缺失顯著抑制這種生理效應。運動還能提高骨骼肌內(nèi)脂肪酸β氧化過程中相關酶活性，運動訓練可提高骨骼肌對脂肪的利用效率，減少運動時骨骼肌對血糖和糖原的依賴性，實現(xiàn)能量節(jié)省化，這是延長運動疲勞，提高運動能力的重要機制。

三、IL-8和CXCL-1

目前，關于運動對IL-15影響研究結果并不一致。但研究發(fā)現(xiàn)運動強度、運動時間、肌纖維類型等因素是影響IL-15表達的重要因素。Busquets等觀察到IL-15能直接降低骨骼肌細胞蛋白水解速率，并認為這是IL-15介導的合成代謝的主要機制。IL-15可降低脂肪前體細胞內(nèi)脂質(zhì)沉積，并促進分化的脂肪細胞分泌脂聯(lián)素[3]。骨骼肌IL-15過表達可顯著降低小鼠脂肪含量，并預防高脂肪膳食誘導的肥胖。

四、腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（BDNF）

研究發(fā)現(xiàn)肌肉收縮還能促進骨骼肌分泌BDNF，以旁分泌方式調(diào)控骨骼肌發(fā)育，BDNF對于衛(wèi)星細胞分化至關重要，BDNF缺失會延緩分化過程[4]。此外，在外周BDNF還通過激活AMPK提高骨骼肌脂肪酸氧化代謝，是運動防治T2DM的新機制。遞增負荷功率自行車實驗后人體血清BDNF升高了30%。Matthews指出自行車運動后骨骼肌BDNF mRNA和蛋白表達均升高，腦對運動后外周BDNF濃度的影響最大，但不是唯一。目前，運動對FNDC5/Irisin的影響研究較少。3周跑輪運動可顯著提高小鼠骨骼肌FNDC5 mRNA 和血漿Irisin濃度，老年受試者血漿Irisin濃度在10周耐力訓練后升高了200%。然而，Timmons等觀察到6周高強度耐力蹬自行車運動或抗阻訓練后受試者骨骼肌FNDC5 mRNA表達并無變化。Hu等也發(fā)現(xiàn)1周或8周運動對受試者血漿Irisin濃度均無影響。

總之，運動可誘導人體最大的器官骨骼肌分泌多種細胞因子，調(diào)控骨骼肌自身生長發(fā)育和代謝能力，或影響其它組織和器官的代謝和功能，在維持機體代謝平衡和介導運動適應過程中發(fā)揮著越來越重要的功能。目前對肌肉因子的認識可能只是冰山一角，但隨著科學技術的發(fā)展將會為肌肉因子研究打開新的篇章。

參考文獻：

[1] Thomas M， Langley B， Berry C， et al. Myostatin， a negative regulator of muscle growth， functions by inhibiting myoblast proliferation[J]. J Biol Chem. 2000. 275（51）：40235-40243.

[2] Kopple J D， Cohen A H， Wang H， et al. Effect of exercise on mRNA levels for growth factors in skeletal muscle of hemodialysis patients[J]. J Ren Nutr. 2006.16（4）：312-324.

[3] Quinn L S， Strait-Bodey L， Anderson B G， et al. Interleukin-15 stimulates adiponectin secretion by 3T3-L1 adipocytes： evidence for a skeletal muscle-to-fat signaling pathway[J]. Cell Biol Int. 2005.29（6）：449-457.