高強度間歇訓練對不同類型肌纖維代謝與分布的調(diào)節(jié)*

孫 一，朱 榮,梁永橋,馬建設(shè)

(1.吉林大學體育學院，吉林 長春 130012；2.溫州醫(yī)科大學,浙江 溫州 325035)

骨骼肌可根據(jù)功能需要而發(fā)生適應(yīng)性變化，因此具有良好的可塑性。規(guī)律運動可誘導骨骼肌發(fā)生生理性適應(yīng)，如線粒體生物合成、血管發(fā)生以及肌纖維類型分布改變等，最終提高機體的運動能力并產(chǎn)生良性健康效應(yīng)[1]。雖然運動可對機體所有器官組織產(chǎn)生影響，但運動的健康效應(yīng)主要來源于骨骼肌適應(yīng)。深入了解運動誘導骨骼肌適應(yīng)的具體機制對于提高運動能力以及為慢性病患者制定行之有效的運動康復(fù)方案具有重要意義。

哺乳動物的骨骼肌是機體最重要的動力器官，是由結(jié)構(gòu)與功能迥異的不同類型肌纖維構(gòu)成的嵌合體(mosaic)。肌纖維根據(jù)形態(tài)、代謝和收縮特性可大致分為慢肌(I型)和快肌(II型)兩大類。根據(jù)肌球蛋白重鏈(myosin heavy chain，MHC)亞型可分為I、IIa、IId/x和IIb四型[2, 3]。肌纖維類型是決定運動員運動能力特別是耐力和爆發(fā)力水平的重要因素。此外，在長期臥床、衰老、心衰等病理狀態(tài)下，骨骼肌II型纖維比例增加，同時發(fā)生代謝異常和肌萎縮，最終導致運動耐力下降并影響生存質(zhì)量[2]。因此，調(diào)控肌纖維類型分布是提高機體運動能力、延緩甚至逆轉(zhuǎn)肌萎縮并提高生存質(zhì)量的策略之一。研究發(fā)現(xiàn)，運動能夠改變肌纖維類型分布，目前比較一致的觀點認為，長期持續(xù)耐力訓練可誘導肌肉適應(yīng)性變化，上調(diào)線粒體密度并提高氧有氧代謝能力并促使I型肌纖維比例增加[4]。

近年來，在傳統(tǒng)持續(xù)耐力訓練基礎(chǔ)上，發(fā)展了一種新穎訓練模式——高強度間歇訓練(high intensity interval training，HIT)。持續(xù)耐力訓練和HIT均可改善骨骼肌代謝并最終提升運動表現(xiàn)，包括上調(diào)骨骼肌線粒體容量、氧化能力、糖原儲備、毛細血管密度，減少底物水平磷酸化，增加最大攝氧量(maximal oxygen uptake，VO2max)并提高有氧運動能力。由于兩種訓練模式可誘導相似的生理性適應(yīng)，因此HIT具有省時、有效等突出特點[5-8]，此外HIT運動時間較短、存在間歇而更易被接受[9]。多項研究證實，即使運動總時間約4 min的低負荷HIT亦可改善VO2max、提高運動能力以及上調(diào)線粒體容量[5, 7]。HIT已在競技體育和大眾健身中廣泛應(yīng)用，其安全性也得到了大樣本隨機對照試驗和Meta-分析的證實[10]。多項研究結(jié)果提示，HIT改善有氧運動能力的機制主要與外周適應(yīng)有關(guān)，其中γ過氧化物酶體增殖物活化受體輔活化蛋白1 (peroxisome proliferator-activated receptor gamma co-activator 1 alpha，PGC-1α)表達上調(diào)以及線粒體基因轉(zhuǎn)錄激活誘導的線粒體生物合成增加起決定作用[4, 11, 12]，然而不同類型肌纖維對于HIT是否產(chǎn)生相似變化尚不得而知。目前存在三點疑慮：(1)由于高強度運動主要動員II型肌纖維，但HIT時肌纖維的募集方式有待證實；(2)HIT對不同類型肌纖維有氧、無氧代謝的影響未見報道；(3)長期HIT對肌纖維類型分布產(chǎn)生何種影響；(4)研究證實，活化腺苷酸活化蛋白激酶(adenosine monophosphate activated protein kinase，AMPK)、p38促分裂原活化蛋白激酶(p38 mitogen-activated protein kinase，p38 MAPK)和鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶(Calcinerin，CaN)信號通路參與肌纖維類型分布的生理過程[4]，但上述信號途徑在HIT誘導肌纖維類型重塑中的作用尚不清楚。深入探索HIT時肌纖維的募集方式以及不同類型肌纖維對HIT的適應(yīng)規(guī)律與機制對于進一步認識HIT具有省時有效優(yōu)勢以及拓展HIT在競技體育和大眾健身中的應(yīng)用具有重要的理論與現(xiàn)實意義。因此本研究旨在探討急性(1次)和長期(8周)HIT對不同類型骨骼肌纖維代謝與分布的影響及可能機制。我們假設(shè)，急性HIT主要動員II型肌纖維并激活多種信號轉(zhuǎn)導通路，而長期HIT提高機體運動能力的同時誘導不同類型肌纖維代謝與分布特征發(fā)生適應(yīng)性改變。

1 研究對象與方法

1.1 實驗動物與分組

健康雄性SPF級Sprague-Dawley(SD)大鼠30只，體重250～300 g，由軍事醫(yī)學科學院實驗動物中心提供。動物飼養(yǎng)于標準實驗室，溫度24℃～26℃，濕度60%～70%，12 h晝夜交替光照，每籠5只，自由進食水。將動物隨機分為安靜對照(resting control，r-C)組、急性HIT(acute high intensity interval training，a-HIT)組和長期HIT(chronic high intensity interval training，c-HIT)組，每組n=10只。

1.2 實驗方案

1.3 一般情況觀察與記錄

實驗過程中，觀察并記錄各組動物體重(g)、攝食量(g)以及精神狀態(tài)、活動情況、體毛色澤、大便形態(tài)等的變化。

1.4 運動能力測定

c-HIT組大鼠在末次訓練后48 h同r-C組進行一次遞增負荷運動實驗，方案為：10 min跑臺熱身運動(速度5 m/min)后，起始負荷設(shè)定為10 m/min ，每3 min遞增5 m/min，直至力竭。力竭判定標準：動物跟不上預(yù)定速度，大鼠臀部壓在籠具后壁，后肢隨轉(zhuǎn)動皮帶后拖達30 s以上，毛刷刺激驅(qū)趕無效，行為特征為呼吸深急、幅度大，精神疲倦，俯臥位垂頭，刺激后無反應(yīng)。用力竭時間(min)表示運動能力。

1.5 動物取材

分離比目魚肌(慢肌，I型肌纖維為主)和脛骨前肌(快肌，II型肌纖維為主)，將組織分為三部分，一部分制作組織切片進行肌纖維類型測定，一部分新鮮組織進行酶活性和糖原含量檢測，另一部分進行蛋白表達測定。取材時將后兩部分新鮮組織用錫紙包裹迅速投入液氮中并轉(zhuǎn)移至﹣80℃低溫冰箱凍存待測。

1.6 代謝酶活性測定

取500 μg組織置于5 mL含0.3 mol/L蔗糖、10 mmol/L咪唑(4℃、pH 7.4)的溶液中，使用勻漿器進行充分研磨，將組織勻漿液離心15 min(4℃、3 000 rpm)后取上清。使用南京建成生物工程研究所提供的檢測試劑盒，應(yīng)用UV-120-20紫外分光光度計檢測各組動物骨骼肌琥珀酸脫氫酶(succinate dehydrogenase，SDH)和乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase，LDH)活性，單位：U/mg。

1.7 肌糖原含量測定

使用722型光柵分光光度計以蒽酮法測定各組肌糖原含量，方法為[15]：取50 mg骨骼肌勻漿液用400 μL氫氧化鉀(濃度30%)消化30 min，隨后加入800 μL無水乙醇沸水浴10 min。待冷卻后離心30 min(4℃、3000 g)，棄上清并將沉淀物懸浮于1 ml三氯乙酸(濃度5%)中。取100 μL溶液與600 μL的蒽酮溶液(濃度0.2%)混勻，沸水浴5 min。冷卻后以空白管調(diào)零，測定各樣品與葡萄糖標準溶液在620 nm處的吸光度，描計標準曲線后計算肌糖原含量(單位：μg/mg)。

1.8 肌纖維類型測定

利用ATP酶染色法鑒定I型和II型骨骼肌纖維：骨骼肌標本置于4%的多聚甲醛緩沖液中固定4～8 h后進行常規(guī)石蠟包埋、切片(5 μm)，用ATP酶染色法鑒定肌纖維類型：堿預(yù)孵(pH 10.6)后，I型肌纖維ATP酶活性被抑制，II型肌纖維ATP酶活性仍然保持，故II型纖維被染成深色，I型纖維則著色較淺。封固后，切片用顯微照相圖像采集系統(tǒng)進行照相，用Simple PCI圖像分析軟件分析肌纖維類型分布以及肌細胞橫截面積(cross-sectional area，CSA)。

1.9 蛋白表達量測定

利用Western Blot法測定AMPKα、磷酸化AMPKα(phosphorylation of AMPKα，p-AMPKα)、p38 MAPK、p-p38 MAPK、CaN、PGC-1α、活化T細胞核因子(nuclear factor of activated T cells，NFAT)c1亞基(NFATc1)蛋白表達量。取50 mg骨骼肌組織研磨、勻漿裂解，離心(4℃、15000 g)30 min，用考馬斯亮藍法測定總蛋白濃度。取10 μg蛋白樣品經(jīng)15% SDS-PAGE分離后轉(zhuǎn)移至PVDF膜。一抗4℃靜置過夜，二抗37℃孵育1.5 h，充分洗滌后，使用ECL發(fā)光成像，掃描各條帶灰度值。以β-actin為內(nèi)參蛋白，計算目的蛋白的表達量=目的蛋白灰度值/β-actin灰度值，以r-C組比目魚肌目的蛋白表達量為基準，計算各組與基準的倍數(shù)表示蛋白相對表達量。

1.10 MHC亞型測定

方法同1.9(Western Blot法)。成像掃描后，MHC呈現(xiàn)為四條清晰的條帶，即I、IIa、IId/x和IIb。根據(jù)蛋白質(zhì)分子量的差異，不同MHC亞型在凝膠電泳中遷移率不同，I>IIb>IId/x>IIa。用凝膠圖像分析軟件分析MHC各亞型灰度值并計算其百分構(gòu)成比(%)。

1.11 統(tǒng)計學處理

所有數(shù)據(jù)以“均數(shù)±標準差”表示，組間比較使用單因素方差分析(One-Way ANOVA)，多重比較使用Bonferroni檢驗，統(tǒng)計學差異為P<0.05。統(tǒng)計軟件為SPSS 17.0。

2 結(jié)果

2.1 實驗期間動物的一般情況

整個實驗期間各組動物均較活潑，未出現(xiàn)精神異常、掉毛、體毛凌亂、無光澤、大便形態(tài)改變等不適反應(yīng)與過度疲勞狀態(tài)。攝食量和體重在三組間均無顯著性差異(P>0.05)。見圖1和圖2。

圖1 各組攝食量的變化

圖2 各組體重的變化

2.2 運動能力的變化

8周運動后，c-HIT組大鼠力竭時間明顯延長，較r-C組提高了39.2%(P<0.05)。見圖3。

圖3 運動能力的變化注：與r-C組比較，*P<0.05

2.3 糖原含量的變化

各組比目魚肌糖原含量均高于脛骨前肌(P<0.05)。與r-C組比較，a-HIT組糖原含量下降(比目魚肌：﹣58.1%，P<0.05；脛骨前?。憨?9.4%，P<0.05)，c-HIT組糖原含量升高(比目魚?。?57.0%，P<0.05；脛骨前肌：+62.5%，P<0.05)，但a-HIT組比目魚肌和脛骨前肌糖原含量降低的幅度以及c-HIT組糖原含量升高的幅度并無顯著性差異(P>0.05)。見圖4。

2.4 酶活性的變化

各組比目魚肌SDH活性均高于脛骨前肌(P<0.05)，LDH活性均低于脛骨前肌(P<0.05)。與r-C組比較，c-HIT組比目魚肌和脛骨前肌SDH活性均升高(P<0.05)，LDH只在脛骨前肌升高(P<0.05)；a-HIT組比目魚肌和脛骨前肌SDH和LDH均無顯著性改變(P>0.05)。見圖5和圖6。

圖4 糖原含量的變化注：與r-C組比較，*P<0.05；與脛骨前肌比較，#P<0.05

圖5 SDH活性的變化注：與r-C組比較，*P<0.05；與脛骨前肌比較，#P<0.05

圖6 LDH活性的變化注：與r-C組比較，*P<0.05；與脛骨前肌比較，#P<0.05

2.5 肌纖維類型分布與CSA的變化

ATP酶染色見圖7和圖8，其中I型肌纖維著色較深，II型肌纖維著色較淺。肌纖維分布和CSA見圖9和圖10。與r-C組比較，c-HIT組比目魚肌和脛骨前肌I型肌纖維比例增加(P<0.05)，II型肌纖維比例減少(P<0.05)，CSA無顯著性變化(P>0.05)，a-HIT組肌纖維比例和CSA均無顯著性變化(P>0.05)。

圖7 比目魚肌ATP酶染色

圖8 脛骨前肌ATP酶染色

圖9 比目魚肌和脛骨前肌I型與II型肌纖維分布注：與r-C組比較，*P<0.05

圖10 比目魚肌和脛骨前肌CSA注：與II型肌纖維比較，*P<0.05

2.6 蛋白表達量的變化

各組比目魚肌p-AMPKα/AMPKα、p-p38 MAPK/p38 MAPK、PGC-1α表達量均高于脛骨前肌(P<0.05)，CaN和NFATc1表達量均低于脛骨前肌(P<0.05)。與r-C組比較，a-HIT組p-AMPKα/AMPKα(比目魚?。?45.0%，P<0.05；脛骨前肌：+40.0%，P<0.05)、p-p38 MAPK/p38 MAPK(比目魚肌：+51.0%，P<0.05；脛骨前?。?47.5%，P<0.05)、CaN(比目魚?。?43.6%，P<0.05；脛骨前?。?36.7%，P<0.05)、PGC-1α(比目魚?。?34.0%，P<0.05；脛骨前肌：+40.1%，P<0.05)和NFATc1(比目魚?。?45.1%，P<0.05；脛骨前?。?41.6%，P<0.05)表達量均升高，但升高的幅度并無顯著性差異(P>0.05)；c-HIT組PGC-1α(比目魚?。?135.2%，P<0.05；脛骨前?。?129.6%，P<0.05)和NFATc1(比目魚?。?187.2%，P<0.05；脛骨前?。?169.5%，P<0.05)顯著性升高，但升高的幅度并無顯著性差異(P>0.05)。見圖11～15。

圖11 p-AMPKα蛋白表達量注：與r-C組比較，*P<0.05；與脛骨前肌比較，#P<0.05

圖12 p-p38 MAPK蛋白表達量注：與r-C組比較，*P<0.05；與脛骨前肌比較，#P<0.05

圖13 CaN蛋白表達量注：與r-C組比較，*P<0.05；與脛骨前肌比較，#P<0.05

圖14 PGC-1α蛋白表達量注：與r-C組比較，*P<0.05；與脛骨前肌比較，#P<0.05

圖15 NFATc1蛋白表達量注：與r-C組比較，*P<0.05；與脛骨前肌比較，#P<0.05

2.7 MHC亞型的變化

與r-C組比較，c-HIT組比目魚肌MHC IIa型和IIb型比例減少(P<0.05)，I型比例增加(P<0.05)，脛骨前肌MHC IIb和IId/x型減少(P<0.05)，IIa和I型增加(P<0.05)；a-HIT組MHC各亞型均無顯著性改變(P>0.05)。見表1和表2。

表1 比目魚肌MHC亞型的變化

注：與r-C組比較，*P<0.05

表2 脛骨前肌MHC亞型的變化

注：與r-C組比較，*P<0.05

3 討論

3.1 急性HIT時肌纖維的募集方式及對肌細胞內(nèi)信號通路的影響

肌纖維的募集方式一般用不同類型肌纖維糖原耗竭的程度表示[4]。持續(xù)亞極量運動時肌纖維募集方式與運動強度有關(guān)，低強度時I型肌纖維首先被募集，隨著運動強度增加，II型肌纖維逐漸動員[4]?；诖宋覀兺茰y，HIT時強度較高，因此理應(yīng)主要動員I型肌纖維。然而出乎意料的是，本研究中雖然a-HIT組比目魚肌和脛骨前肌糖原含量均下降，但下降的幅度并無顯著性差異，提示HIT可同時募集快肌和慢肌纖維，這與Greenhaff等以超極量運動(supramaximal exercise)為模型得到的結(jié)果基本一致(同時動員I和IIa型)[16]。其可能的解釋是，HIT時強度較高(無氧代謝為主，同時產(chǎn)生大量乳酸)而動員II型肌纖維，間歇期雖然完全休息，但運動中消耗的三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)、磷酸肌酸(phosphocreatine，PCr)等能量底物再合成以及乳酸清除依賴于機體的有氧代謝系統(tǒng)，而且在反復(fù)多次HIT時，運動開始階段無氧代謝供能的比例較高，隨后有氧代謝參與再合成ATP的比例逐漸增加[17]，因此HIT間歇期氧化能力較強的I型肌纖維同時被動員。

研究發(fā)現(xiàn)，急性運動能夠激活肌細胞內(nèi)多種信號轉(zhuǎn)導途徑[18]，每次急性運動的積累效應(yīng)(即長期運動)最終可改善線粒體容量和氧化能力。AMPK/PGC-1α、MAPK/PGC-1α和CaN/NFAT是調(diào)控肌纖維類型分布最重要的三條信號通路[4]。運動時能量狀態(tài)改變(如AMP/ATP比值升高)活化AMPK，自由基和機械應(yīng)力作用激活MAPK，AMPK和MAPK共同促進PGC-1α表達上調(diào)，后者具有促進慢肌纖維表達、線粒體生物合成、氧化磷酸化和脂肪酸氧化等作用，其在骨骼肌中表達水平的高低與肌纖維類型關(guān)系密切；胞漿鈣離子濃度增加激活CaN并使NFAT去磷酸進入胞核，誘導慢肌纖維基因表達增加[4]。然而不同肌纖維對于急性HIT的反應(yīng)則鮮有關(guān)注。本研究發(fā)現(xiàn)，比目魚肌和脛骨前肌中p-AMPKα、p-p38 MAPK、CaN以及PGC1-1α和NFATc1在運動后即刻均顯著性上調(diào)，且增加的幅度在不同類型肌肉間并無顯著性差異，提示急性HIT時不同肌纖維多種信號途徑存在基本一致的激活模式。Bartlett等[11]證實，持續(xù)耐力訓練(70%VO2max)和HIT(90%VO2max)激活肌細胞內(nèi)信號途徑(PGC-1、AMPK、p38和p53等)的作用效果類似，而Egan等[19]則指出，肌細胞信號途徑的激活與運動強度有關(guān)。此外，Trisha等[20]發(fā)現(xiàn)，HIT后AMPK和p38無顯著性變化，而Gibala等[21]的研究結(jié)果與本研究一致，其機制未明。由于Trisha等的運動時間(20 s)低于Gibala等[21](30 s)和本研究(2.5 min)，推測可能與HIT方案特別是高強度運動持續(xù)時間有關(guān)。因此，運動激活肌細胞內(nèi)與線粒體生物合成等事件相關(guān)聯(lián)的信號轉(zhuǎn)導途徑可能存在運動強度和運動時間閾值，然而關(guān)于“閾值”的范圍尚無定論。

總之，一次急性HIT能夠同時募集快肌和慢肌纖維并激活肌細胞內(nèi)與線粒體生物合成、慢肌基因表達上調(diào)等事件相關(guān)聯(lián)的多種信號轉(zhuǎn)導通路。

3.2 長期HIT對不同類型肌纖維代謝與分布的調(diào)節(jié)

運動訓練能夠上調(diào)線粒體有氧代謝酶的活性和表達量，增加毛細血管密度以及肌細胞內(nèi)的甘油三酯和糖原儲備量，進而提升骨骼肌的氧化能力并最終改善運動表現(xiàn)[1]。多項研究證實[4, 5, 7, 11, 12]，HIT能夠有效改善有氧、無氧運動能力，其機制主要與運動誘導的外周適應(yīng)(主要是骨骼肌)有關(guān)，此外，與持續(xù)耐力訓練相比，HIT可募集更多的肌纖維參與收縮。因此，本研究對不同類型肌纖維對于長期HIT的適應(yīng)性改變(代謝與分布)進行深入探索。

3.2.1 有氧代謝能力以及肌纖維分布的變化

本研究發(fā)現(xiàn)，與r-C組比較，c-HIT組遞增負荷運動實驗時的力竭時間明顯延長，提示運動能力改善。SDH是線粒體內(nèi)參與有氧代謝的關(guān)鍵酶，其表達量與線粒體氧化能力和線粒體容量正相關(guān)。Shepherd等[22]報道，長期HIT后線粒體細胞色素C氧化酶(cytochorome c oxidase，COX)表達升高，但Larsen等[23]指出 COX與線粒體容量相關(guān)性較低(r =0.55)，而SDH則與線粒體容量高度相關(guān)(r =0.73)，本研究選取SDH作為骨骼肌有氧代謝能力的參數(shù)更有說服力。在本研究中，c-HIT組比目魚肌和脛骨前肌SDH活性較r-C組上調(diào)，說明不同類型肌纖維的氧化能力均得到明顯提高。此外，c-HIT組與線粒體生物合成相關(guān)的基因PGC-1α表達量顯著性上調(diào)。上述不同類型肌纖維的適應(yīng)性改變與急性HIT時肌纖維的激活模式基本一致，提示一次HIT時所募集的肌纖維種類決定了該類型肌纖維在多次HIT后氧化能力得到提高。結(jié)合本研究的結(jié)果，我們認為，急性HIT能夠同時動員快肌和慢肌纖維并激活肌細胞內(nèi)多種信號轉(zhuǎn)導途徑，每次急性HIT的積累效應(yīng)(即長期運動)最終可同時改善兩類肌纖維線粒體容量和氧化能力。

骨骼肌可根據(jù)功能需求而發(fā)生表型適應(yīng)性改變。HIT對于肌纖維類型分布的影響尚無定論，有研究證實，HIT和持續(xù)耐力訓練均可提高I型肌纖維比例[20, 24]，但另有學者的實驗結(jié)果顯示，HIT后IIa型增加，I型減少[25]，可能與運動模型以及選取的肌肉標本有關(guān)。本研究ATP酶染色法發(fā)現(xiàn)，c-HIT組比目魚肌和脛骨前肌中I型肌纖維比例增加，II型肌纖維比例減少；MHC亞型電泳結(jié)果則顯示，比目魚肌中IIb和IIa型肌纖維比例減少，I型增加，而脛骨前肌中IIb和IId/x型減少，IIa和I型增加。雖然兩種方法得到的結(jié)果不盡相同，但比較肯定的是長期HIT后I型肌纖維比例升高，其機制可能與長期運動誘導PGC-1α表達上調(diào)有關(guān)。骨骼肌PGC-1α 特異性過表達上調(diào)I型肌纖維比例，線粒體生物合成增加，抗疲勞能力增加；而骨骼肌特異性敲除PGC-1α 將下調(diào)I型肌纖維比例并增加IId/x和IIb等酵解型纖維[26]。細胞培養(yǎng)實驗發(fā)現(xiàn)，PGC-1α輔助肌細胞增強因子-2 (myocyte enhancer factors-2， MEF2)誘導I型肌纖維中慢肌肌鈣蛋白和肌紅蛋白的表達[27]。

3.2.2 無氧代謝能力的變化

LDH是機體糖代謝中無氧酵解過程的一種重要酶，LDH活性高低在一定程度上能反映糖酵解能力的高低。在本研究中，c-HIT組LDH活性在脛骨前肌顯著性上調(diào)，而比目魚肌則無顯著性改變，提示長期HIT只提高了快肌纖維的無氧代謝(糖酵解)能力。人體試驗顯示[7]，HIT可同時改善機體的有氧和無氧運動能力，而持續(xù)耐力訓練只能夠提高機體的有氧運動能力，本研究在分子水平(LDH活性)和細胞(不同類型肌纖維分布)水平上證實了上述結(jié)論。HIT同時提高有氧、無氧代謝能力的具體機制尚不得而知，結(jié)合本研究的結(jié)果以及既往的研究報道，我們認為，持續(xù)耐力訓練運動強度不高(中等或者低強度)，只能刺激有氧供能系統(tǒng)，主要募集慢肌肌纖維并增加I型肌纖維比例，而HIT強度較高(至少高于無氧閾)，可同時激活有氧和無氧供能系統(tǒng)，快肌和慢肌纖維同步募集，并上調(diào)快肌中I型和IIa型肌纖維比例。

此外，Gibala等[28]指出，骨骼肌對乳酸等代謝產(chǎn)物的緩沖能力改善是HIT提高機體無氧運動能力的重要因素。另外一個重要的機制是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功能狀態(tài)(即神經(jīng)-肌肉調(diào)控)如肌纖維募集速率、傳入神經(jīng)纖維興奮頻率以及運動單位的同步化等。Creer等[29]將受試者分為HIT聯(lián)合耐力訓練組和單純耐力訓練組，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，4周聯(lián)合運動能夠增加運動單位的募集速率并提高無氧運動能力，而單純耐力訓練組則無上述改變，提示神經(jīng)-肌肉功能改善是HIT提高無氧能力的重要原因之一。

4 結(jié)論

本研究針對急性HIT后肌纖維的募集方式和相關(guān)信號通路以及長期HIT誘導不同類型肌纖維代謝和分布的差異進行了深入探討，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，(1)一次急性HIT能夠同時募集快肌和慢肌纖維并激活細胞內(nèi)多種信號轉(zhuǎn)導途徑(AMPK、MAPK和CaN)。(2)長期HIT提高快肌中I型和IIa型肌纖維以及慢肌中I型肌纖維比例；增加快肌和慢肌糖原含量，上調(diào)快肌和慢肌氧化酶(SDH)活性并促進PGC-1α表達(線粒體生物合成)，進而改善氧化代謝能力；上調(diào)快肌纖維酵解酶(LDH)活性，改善其無氧代謝能力。(3)長期HIT可顯著提高機體的運動能力。

從運動處方的角度考量，多種運動方式中能夠最大限度募集肌纖維并激活細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導通路者將誘導機體產(chǎn)生最大程度的適應(yīng)性改變，由于HIT可同時動員I型和II型肌纖維，改善有氧、無氧代謝水平和運動能力，因此是一種省時有效的訓練模式。

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