長期不同強(qiáng)度運(yùn)動對大鼠腓腸肌Akt/mTOR信號表達(dá)的影響

楚璐雅

中圖分類號：G804 文獻(xiàn)標(biāo)識：A 文章編號：1009-9328（2015）12-000-01

摘要：機(jī)體運(yùn)動能力的提高與骨骼肌有著密切的關(guān)系。力量素質(zhì)的增大主要依賴于骨骼肌的重塑，而骨骼肌的重塑又主要依賴于蛋白質(zhì)的合成。目前對蛋白質(zhì)合成的研究已經(jīng)深入到信號水平。本研究就通過建立長期不同強(qiáng)度大鼠運(yùn)動模型，探討運(yùn)動對骨骼肌信號通路的影響，從而了解骨骼肌蛋白質(zhì)合成的內(nèi)在原理，探究運(yùn)動對機(jī)體影響的內(nèi)在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制。

關(guān)鍵詞：運(yùn)動；信號表達(dá)；Akt；mTOR

一、前言

在運(yùn)動中，骨骼肌發(fā)揮著不可替代的重要作用。骨骼肌的結(jié)構(gòu)和功能等對包括運(yùn)動在內(nèi)的機(jī)械刺激具有高度的敏感性。機(jī)體在對運(yùn)動訓(xùn)練的適應(yīng)過程中，骨骼肌的重塑發(fā)揮至關(guān)重要的作用。骨骼肌蛋白質(zhì)代謝是肌肉重塑的核心。目前對骨骼肌蛋白質(zhì)合成代謝的內(nèi)部機(jī)制的研究已經(jīng)深入到細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)水平。研究表明，多條信號通路相互聯(lián)系，相互作用，最終影響蛋白質(zhì)代謝。

國內(nèi)外的研究發(fā)現(xiàn)現(xiàn)與蛋白合成的信號通路有PI3K/Akt/mTOR通路、Ras/MAPK通路、Calcineurin/NFATs通路、MEK/ERK/p90RSK、AMPK/TSC2/mTOR通路等，但公認(rèn)哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）在骨骼肌蛋白合成方面居于核心地位。對mTOR的抑制能阻斷95%的肌肉肥大效應(yīng)。Akt是公認(rèn)的mTOR的上游信號分子，在調(diào)控蛋白質(zhì)代謝中的具有樞紐作用。探究運(yùn)動對骨骼肌中Akt/mTOR信號表達(dá)的影響，對于了解骨骼肌蛋白合成的機(jī)制有著重要意義。

二、實(shí)驗(yàn)方法

建立七周長期不同強(qiáng)度遞增負(fù)荷運(yùn)動模型，運(yùn)動結(jié)束后，取大鼠腓腸肌白肌部分，經(jīng)過前處理，制備勻漿液提取蛋白后，利用BCA法測定肌肉總蛋白含量，利用Western blotting法測定MHC含量及Akt，mTOR磷酸化、蛋白表達(dá)量。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理應(yīng)用SPSS16.0軟件。圖形生成使用Sigma Plot11.0軟件。計量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（ ±SD）表示，均數(shù)比較采用單因素方差分析（One-Way ANOVA），對觀測點(diǎn)的組間多重比較（Post Hoc）采用LSD（Least Significant Difference，最小顯著性差異）方法分析。以p<0.05表示具有顯著性差異，p<0.01表示具有非常顯著性差異。

三、研究結(jié)果

從第四周開始，中等強(qiáng)度組和大強(qiáng)度組體重與安靜組比均明顯下降。腓腸肌絕對濕重中等強(qiáng)度組比安靜組顯著下降（p<0.05），大強(qiáng)度組比安靜組非常顯著下降（p<0.01）；腓腸肌相對濕重各組無顯著性差異，但運(yùn)動組有下降的趨勢。腓腸肌MHC中等強(qiáng)度組與大強(qiáng)度組與安靜組比都無顯著性差異（p>0.05）。中等強(qiáng)度組和大強(qiáng)度組AktSer473磷酸化均比安靜組增加，峰值出現(xiàn)在運(yùn)動后12h。中等強(qiáng)度和大強(qiáng)度各組Akt蛋白表達(dá)與安靜組相比均無顯著性差差異（p>0.05）。中等強(qiáng)度組和大強(qiáng)度組AktSer473磷酸化和蛋白比值均在運(yùn)動后12h達(dá)到峰值。中等強(qiáng)度和大強(qiáng)度各組mTORSer2448磷酸化與安靜組相比均無顯著性差異（p>0.05）。mTOR蛋白表達(dá)中等強(qiáng)度各組與安靜組相比均無顯著性差異（p>0.05），整體呈下降趨勢。大強(qiáng)度即刻組及24h組相比于安靜組顯著降低（p<0.05）。中等強(qiáng)度組mTORSer2448磷酸化和蛋白比值運(yùn)動后6h達(dá)到峰值（p<0.01）；大強(qiáng)度組運(yùn)動后即刻即達(dá)到峰值（p<0.01），之后逐漸降低。

四、分析與討論

腓腸肌中Akt和mTOR兩種信號蛋白的磷酸化與蛋白的比值中等強(qiáng)度組和大強(qiáng)度組均高于安靜組，但其峰值點(diǎn)出現(xiàn)時間不一樣，Akt均出現(xiàn)在運(yùn)動后12h，而mTOR中等強(qiáng)度組出現(xiàn)在6h，大強(qiáng)度組出現(xiàn)在運(yùn)動后即刻。然而，mTOR磷酸化大強(qiáng)度組低于安靜組，且大強(qiáng)度各組之間mTOR磷酸化水平最高點(diǎn)出現(xiàn)在運(yùn)動后6h。其出現(xiàn)的峰值點(diǎn)的時間差，可能有其他通路的影響的作用，也可能與mTORC2調(diào)節(jié)AktSer473位點(diǎn)的磷酸化有關(guān)。

五、結(jié)論與建議

（一）長期中等強(qiáng)度運(yùn)動和大強(qiáng)度運(yùn)動均使腓腸肌Akt/mTOR信號顯著激活。

（二）長期不同強(qiáng)度運(yùn)動后Akt、mTOR信號出現(xiàn)的峰值點(diǎn)有時間差，可能受其他通路的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1] Fingar D C，Blenis J.Target of rapamycin（TOR）：an integrator of nutrient and growth factor signals and coordinator of cell growth and cell cycle pregression[J].oncogene.2004.23（18）：3151-2171.

[2] Bodine S C，Stitt T N，Gonzalez M，et al.Akt/mTOR pathway is a crucial regulator of sleletal muscle hypertrophy and can prevent muscle atrophy in vivo[J].Nat Cell Biol.2001.3（11）：1014-1019.

[3] Wang X，Proud C G.The mTOR pathway in the control of protein synthesis[J].Physiology（Bethesda）.2006（21）：362-369.

[4] Wullschleger S，Loewith R，Hall M N.TOR signaling in growth and metabolism[J].Cell.2006.124（3）： 471-484.

[5] 朱一力.骨骼肌mTOR信號通路在運(yùn)動后變化規(guī)律及對蛋白合成調(diào)控機(jī)制[D].北京：北京體育大學(xué).2008.