運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練對(duì)老年骨骼肌細(xì)胞Ca2+通道調(diào)控能力的影響

陳杰

(鄭州大學(xué)體育學(xué)院，河南 鄭州 450044)

運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練能夠激發(fā)老年人細(xì)胞離子通道，而激發(fā)后的離子通道能夠開(kāi)啟有關(guān)信號(hào)通道，離子通道通常以Ca2+通道為主〔1～3〕。在信號(hào)傳輸中將Ca2+看作細(xì)胞中的第二信使非常關(guān)鍵，很多發(fā)揮活性的重要酶也是Ca2+依賴(lài)性酶〔4，5〕。老年骨骼肌損傷的主要原因是骨骼肌細(xì)胞中Ca2+穩(wěn)態(tài)失調(diào)〔6〕。正常情況下，骨骼肌細(xì)胞內(nèi)外Ca2+處于較小的區(qū)間內(nèi)，利用Ca2+通道(DHPR)和酶使其保持在平衡狀態(tài)下〔7〕。一旦對(duì)骨骼肌細(xì)胞Ca2+通道調(diào)控能力減弱，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)外Ca2+穩(wěn)態(tài)失調(diào)，將造成老年人骨骼肌細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能受到破壞〔8〕。因此，研究運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)老年人骨骼肌細(xì)胞Ca2+通道調(diào)控能力的影響具有重要意義，已經(jīng)成為相關(guān)學(xué)者研究的重點(diǎn)課題〔9，10〕。本文對(duì)老年骨骼細(xì)胞內(nèi)影響Ca2+濃度、Ca2+攝取功能及膜電位和Ca2+活性進(jìn)行分析，以期探索運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練引發(fā)的生物學(xué)效應(yīng)及運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)老年人骨骼肌細(xì)胞Ca2+通道調(diào)控能力。

1 資料和方法

1.1 一般資料 選擇鄭州市宏達(dá)社區(qū)男性老年人20例，年齡60～75歲，實(shí)驗(yàn)將20例老年人作為研究對(duì)象，老年人平均體重為(65±1.5)kg，平均年齡為67歲。

1.2 訓(xùn)練方法 將20例老年人隨機(jī)劃分成對(duì)照組和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組，每組10例。對(duì)照組不加任何干預(yù)，使老年人保持正常生活。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組在對(duì)照組的基礎(chǔ)之上，采用傳統(tǒng)有氧運(yùn)動(dòng)：運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組的每位老年人每天進(jìn)行快步行走或慢跑，每天1次，每次1.5～2 h，實(shí)驗(yàn)對(duì)象不出現(xiàn)疲勞為度，連續(xù)鍛煉7 w。

1.3 指標(biāo)測(cè)定 Ca2+-ATP酶活性檢測(cè)：通過(guò)超微量ATP酶測(cè)試盒，利用定磷法對(duì)老年人骨骼細(xì)胞進(jìn)行檢測(cè)〔11，12〕。通過(guò)以下步驟對(duì)Ca2+-ATP酶進(jìn)行檢測(cè)：①依據(jù)試劑盒的使用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行酶促反應(yīng)，取各樣本的上清液100 μl進(jìn)行定磷處理；②在空白管中添加蒸餾水，在標(biāo)準(zhǔn)管中添加0.03 μmol/ml的磷標(biāo)準(zhǔn)液，在對(duì)照管中添加上清液，在測(cè)試管中添加定磷應(yīng)用液，將上述液體混勻，靜置3 min；③添加終止劑后攪拌均勻，靜置4 min，將蒸餾水調(diào)零，對(duì)每個(gè)管的吸光度值(OD值)進(jìn)行測(cè)試。Ca2+活度測(cè)試：通過(guò)高度敏感的鈣離子敏感微電極技術(shù)對(duì)骨骼肌細(xì)胞中Ca2+活度進(jìn)行測(cè)試。細(xì)胞膜電位測(cè)試：通過(guò)內(nèi)充3 mol/L KCl溶液的標(biāo)準(zhǔn)微電極測(cè)定對(duì)骨骼肌細(xì)胞膜電位進(jìn)行測(cè)試，參考電極是Ag/AgCl片。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS20.0軟件進(jìn)行t檢驗(yàn)。

2 結(jié) 果

2.1 各組老年人體重變化情況 第1周、第2周和第3周對(duì)照組和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組體重?zé)o顯著差異(P>0.05)，第4周和第5周運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組老年人體重低于對(duì)照組，差異具有顯著性(P<0.05)，第6周和第7周運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組老年人體重低于對(duì)照組，差異具有非常顯著性(P<0.01)。見(jiàn)表1。

與對(duì)照組比較：1)P<0.05，2)P<0.01，下表同

2.2 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)骨骼肌細(xì)胞Ca2+濃度的影響 第1周和第2周運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組老年人骨骼肌細(xì)胞Ca2+濃度無(wú)顯著性差異(P>0.05)，第3周和第4周運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組老年人骨骼肌細(xì)胞Ca2+濃度高于對(duì)照組，差異具有顯著性(P<0.05)，第5周、第6周和第7周運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組老年人骨骼肌細(xì)胞Ca2+濃度高于對(duì)照組，差異具有非常顯著性(P<0.01)。見(jiàn)表2。

2.3 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)骨骼肌細(xì)胞Ca2+-ATP酶水解活性和Ca2+攝取率的影響 兩組老年人骨骼肌細(xì)胞Ca2+攝取率變化。第1周、第2周和第3周運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組老年人骨骼肌細(xì)胞Ca2+-ATP酶水解活性無(wú)顯著性差異(P>0.05)，第4周運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組老年人骨骼肌細(xì)胞Ca2+-ATP酶水解活性低于對(duì)照組，差異具有顯著性(P<0.05)，第5周、第6周和第7周運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組老年人骨骼肌細(xì)胞Ca2+-ATP酶水解活性低于對(duì)照組，差異具有非常顯著性(P<0.01)。第1周和第2周訓(xùn)練組老年人骨骼肌細(xì)胞Ca2+攝取率無(wú)顯著性差異(P>0.05)，第3周和第4周運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組老年人骨骼肌細(xì)胞Ca2+攝取率低于對(duì)照組，差異具有顯著性(P<0.05)，第5周、第6周和第7周運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組老年人骨骼肌細(xì)胞Ca2+攝取率低于對(duì)照組，差異具有非常顯著性(P<0.01)。見(jiàn)表3。

表2 訓(xùn)練不同時(shí)間兩組骨骼肌細(xì)胞Ca2+濃度比較

表3 訓(xùn)練不同時(shí)間兩組骨骼肌細(xì)胞Ca2+-ATP酶水解活性和Ca2+攝取率比較

2.4 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)骨骼肌細(xì)胞Ca2+活度和膜電位的影響 實(shí)驗(yàn)后運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組老年人膜電位明顯低于對(duì)照組，差異具有顯著性(P<0.05)，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組老年人Ca2+活度明顯高于對(duì)照組，差異具有顯著性 (P<0.05)。見(jiàn)表4。

表4 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后兩組老年人骨骼肌細(xì)胞Ca2+活度和膜電位比較

2.5 不良反應(yīng)處理 在為期7 w的運(yùn)動(dòng)康復(fù)鍛煉過(guò)程中，老年人出現(xiàn)身體不適或突發(fā)病情，影響繼續(xù)鍛煉者，應(yīng)立即停止鍛煉，采取相應(yīng)的處理。

3 討 論

Ca2+為骨骼肌細(xì)胞信息傳遞的第二信使，其對(duì)骨骼肌細(xì)胞正常代謝起到非常關(guān)鍵的作用。在正常生理?xiàng)l件下，骨骼肌細(xì)胞內(nèi)外Ca2+濃度處于平衡穩(wěn)定狀態(tài)，本研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能夠增加骨骼肌細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能夠降低骨骼肌細(xì)胞Ca2+通道的調(diào)控能力。

骨骼肌細(xì)胞的Ca2+攝取功能是通過(guò)鑲嵌在細(xì)胞膜上的Ca2+-ATP酶實(shí)現(xiàn)的，Ca2+-ATP酶在Ca2+和Mg2+的作用下，通過(guò)水解ATP為逆電化梯度跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)Ca2+提供能量。本研究表明，老年人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后，骨骼肌Ca2+-ATP酶水解活性與Ca2+攝取率均呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能夠?qū)е鹿趋兰〖?xì)胞攝鈣功能受損，影響Ca2+通道調(diào)控能力。膜電位和骨骼細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)完整性及以K+為主的細(xì)胞內(nèi)外多種離子相關(guān)。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能夠?qū)е聽(tīng)繌埿阅そY(jié)構(gòu)損傷，造成膜電位發(fā)生改變，膜結(jié)構(gòu)一旦被破壞鈣將大量?jī)?nèi)流。本研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后老年人膜電位顯著降低，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練會(huì)使膜電位出現(xiàn)變化，破壞膜結(jié)構(gòu)導(dǎo)致Ca2+內(nèi)流，影響Ca2+通道調(diào)控能力。本研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練結(jié)束后老年人骨骼肌Ca2+活度顯著增加，這種異常變化在一定程度上會(huì)激活與細(xì)胞膜結(jié)合的部分粒子，造成機(jī)體代謝紊亂，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練會(huì)提高Ca2+活度，影響Ca2+通道調(diào)控能力。