尚畫雨 孫君志 丁海麗 柯志飛 趙靜 夏志
摘? ? 要:探討運(yùn)動結(jié)合膳食補(bǔ)充亮氨酸對癌性惡病質(zhì)骨骼肌蛋白質(zhì)沉積的影響及機(jī)制。方法:4周齡雄性BALB/c小鼠24只,根據(jù)體重隨機(jī)分為正常對照組(C組)、荷瘤組(T組)及運(yùn)動結(jié)合補(bǔ)充亮氨酸干預(yù)組(TEL組),其中T組與TEL組小鼠進(jìn)行荷瘤處理。C組與T組小鼠進(jìn)食添加3.4%比例丙氨酸飼料,TEL組飼料中則添加5%比例亮氨酸,實(shí)驗(yàn)期每日稱量計(jì)算采食量。TEL組小鼠每周一、三、五進(jìn)行無負(fù)重游泳運(yùn)動30 min,二、四、六進(jìn)行10組抗阻運(yùn)動(每組30 s,組間間歇1 min),末次運(yùn)動間隔24 h后(含禁食8 h)稱重并處死全部小鼠,分離腓腸肌稱重并制備血清。計(jì)算小鼠累積采食量與體重變化;酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)法檢測血清與腓腸肌腫瘤壞死因子(TNF)-α與白介素(IL)-6含量;Bradford法進(jìn)行蛋白定量;抓握力計(jì)測量小鼠肌力。結(jié)果:與C組小鼠相比,荷瘤導(dǎo)致小鼠累積采食量呈下降趨勢,體重、腓腸肌濕重、腓腸肌蛋白總量、肌原纖維蛋白含量、肌漿蛋白含量與肌力均顯著下降(P<0.01),而血清與腓腸肌TNF-α、IL-6含量則顯著增加(P<0.01)。TEL組小鼠與C組相比也表現(xiàn)出了相同的變化趨勢,但較T組小鼠具有顯著改善(P<0.05或P<0.01)。結(jié)論:運(yùn)動聯(lián)合5%膳食亮氨酸干預(yù)可顯著增加C26荷瘤小鼠骨骼肌蛋白質(zhì)沉積,其機(jī)制可能與其對炎性反應(yīng)的抑制有關(guān)。
關(guān)鍵詞:運(yùn)動;亮氨酸;惡病質(zhì);骨骼肌;蛋白質(zhì)沉積
中圖分類號:G 804.2? ? ? ? ? 學(xué)科代碼:040302? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
Abstract:Objective: To investigate the effect of concurrent exercise training in combination with leucine supplementation on skeletal muscular protein deposition and preliminarily analyzes the possible mechanism. Methods: 24 four-week-old male BALB/c mice were randomly divided into normal control (C), tumor bearing (T) and tumor bearing received exercise and leucine supplementation group (TEL) by body weight, mice in T and TEL group will then suffered tumor inoculation. Mice in normal control (C) and tumor bearing (T) group were treated with normal chow diet supplemented with 3.4% alanine, while mice received exercise and leucine supplementation (TEL) were fed with formulated diet contained 5% leucine. And, food intake was calculated daily. TEL mice received 30 minutes swimming training 3 days per week (Monday, Wednesday and Friday) without external load, and 3 days (Tuesday, Thursday and Saturday) resistance exercise training (10 sets per day, 30 seconds per set with 1 minute interval between sets). All mice were weighed and sacrificed 24 hours post the final training bout with 8 hours fasting period, after which the gastrocnemius muscle were separated and weighed, and the serum were also prepared. Both cumulative food intake and body weight change were calculated. The content of TNF-α and IL-6 in gastrocnemius muscle and serum were determined by ELISA. The protein content was analyzed using commercial bradford kit. The maximal grip strength was measured with a commercial grip strength meter. Results: Compared with mice in Group C, the results showed that tumor bearing induced downward trend in cumulative food intake, body weight, wet gastrocnemius muscle weight, total protein content, sarcoplasmic protein content, myofibrillar protein content and muscle strength decreased significantly (P<0.01), while both TNF-α and IL-6 content in serum and gastrocnemius were obviously increased (P<0.01). Mice in TEL group showed the same pattern of change when comparing with C group, but were also were found be ameliorated by treatment of exercise in combination with leucine supplementation when comparing with mice in T group (P<0.05 or P<0.01). Conclusion: Exercise training combined with 5% leucine supplementation significantly ameliorates skeletal muscular protein deposition in C26 tumor bearing mice, which may be correlated with inhibiting the inflammatory response.
Keywords:exercise; leucine; cancer cachexia; skeletal muscle; protein deposition
癌性惡病質(zhì)(cancer cachexia)是惡性腫瘤患者普遍存在的多因素綜合征,不能被常規(guī)營養(yǎng)支持治療所逆轉(zhuǎn),且會誘發(fā)漸進(jìn)性功能障礙,主要表現(xiàn)為骨骼肌質(zhì)量與體質(zhì)量的進(jìn)行性丟失[1-2]。作為人體運(yùn)動系統(tǒng)的動力來源,骨骼肌的丟失一方面將直接導(dǎo)致癌癥患者活動能力下降、疲勞及身體機(jī)能減退,嚴(yán)重影響其生活質(zhì)量,另一方面還會阻礙治療方案的實(shí)施,降低化療敏感性,增加并發(fā)癥發(fā)生率,縮短生存期,是導(dǎo)致患者死亡的主要原因。與之相反,良好的機(jī)能狀態(tài)則與患者對放療、化療的耐受力和應(yīng)答水平及生存率呈正相關(guān)[3]。
蛋白質(zhì)代謝平衡紊亂是誘發(fā)骨骼肌萎縮的直接原因。就癌性惡病質(zhì)而言,其骨骼肌萎縮機(jī)理較衰老性肌萎縮等萎縮狀態(tài)有所差異,主要由蛋白質(zhì)降解的異常增多而致使蛋白質(zhì)沉積減少,但“合成抵抗”的影響則相對較小[1]。全身慢性低水平炎癥在惡病質(zhì)肌萎縮的發(fā)展過程中具有重要影響,可改變骨骼肌系統(tǒng)蛋白質(zhì)的代謝平衡,使平衡趨向于降解從而加速骨骼肌量丟失[4]。運(yùn)動與亮氨酸在促進(jìn)骨骼肌蛋白質(zhì)合成與抑制降解方面均有作用,可以顯著改善骨骼肌蛋白質(zhì)代謝平衡,具有削弱癌性惡病質(zhì)骨骼肌萎縮的重要潛力。其中,有氧運(yùn)動可發(fā)揮顯著的抗炎效應(yīng)[5],抗阻運(yùn)動可以抑制蛋白質(zhì)分解代謝并降低腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor, TNF)-α水平[3,6],而亮氨酸則可同時削弱炎性反應(yīng)繼發(fā)的厭食并促進(jìn)骨骼蛋白質(zhì)合成[7]。筆者此前的研究表明,規(guī)律性運(yùn)動訓(xùn)練尤其是有氧與抗阻運(yùn)動在同一干預(yù)周期內(nèi)的同期訓(xùn)練結(jié)合5%劑量膳食亮氨酸補(bǔ)充可以刺激衰老骨骼肌蛋白質(zhì)合成,削弱蛋白質(zhì)降解,抑制萎縮性病變并誘導(dǎo)適應(yīng)性骨骼肌肥大[8]。已有的研究結(jié)果[9]也顯示,采用運(yùn)動與補(bǔ)充亮氨酸進(jìn)行聯(lián)合干預(yù)可以有效促進(jìn)蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn)并提升機(jī)體氮含量,但其對機(jī)體炎性反應(yīng)的影響則仍未闡明。基于此,本研究擬以C26結(jié)腸癌荷瘤小鼠為研究對象,采用運(yùn)動結(jié)合亮氨酸干預(yù)的方式,觀察對機(jī)體炎癥與蛋白質(zhì)沉積水平的影響,探討運(yùn)動結(jié)合亮氨酸干預(yù)對癌性惡病質(zhì)肌萎縮的保護(hù)作用及可能的作用機(jī)制。
1.1? 實(shí)驗(yàn)動物與分組
本研究以4周齡雄性BALB/c小鼠為實(shí)驗(yàn)對象,適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后選擇體質(zhì)量20 g左右的小鼠納入正式研究,采用區(qū)間分組法,依據(jù)體質(zhì)量將小鼠隨機(jī)納入正常對照組(C組;(22.7±0.8)g)、荷瘤組(T組;(22.5±0.8)g)和荷瘤運(yùn)動亮氨酸組(TEL組;(22.8±0.6)g),每組8只,共計(jì)24只。TEL組小鼠給予運(yùn)動結(jié)合亮氨酸干預(yù)2周,C組與T組小鼠常規(guī)飼養(yǎng)。全部小鼠均單籠飼養(yǎng),自由攝水、進(jìn)食,從腫瘤接種前1日起每日稱量計(jì)算采食量。室內(nèi)控制為12 h/12 h光暗周期,室溫(21±2)℃,濕度52%~60%。
1.2? 癌性惡病質(zhì)造模
C26結(jié)腸癌實(shí)體腫瘤組織復(fù)溫,將小鼠右側(cè)腋下消毒后,將腫瘤組織移植于腋窩中部外側(cè)皮下并縫合消毒。待腫瘤生長12~15 d后直接斷髓處死小鼠,酒精浸泡消毒后剝離新鮮腫瘤組織,選擇無壞死、呈魚肉狀的瘤組織剪成小塊。每50 mg腫瘤實(shí)體組織加入0.9%生理鹽水0.1 mL,勻漿后制成腫瘤細(xì)胞懸液,濃度約1×107/mL。取0.1 mL接種T組與TEL組小鼠右腋中部外側(cè)皮下,C組小鼠注射等量生理鹽水。
1.3? 運(yùn)動方案
TEL組小鼠自接種當(dāng)日開始運(yùn)動,每周一、三、五進(jìn)行30 min無負(fù)重持續(xù)游泳訓(xùn)練??棺柽\(yùn)動同樣采用水中運(yùn)動方式,每周二、四、六晚進(jìn)行??棺柽\(yùn)動時將泳池隔為8個獨(dú)立泳區(qū),水深40 cm。每次訓(xùn)練含10組運(yùn)動,每組30 s,組間休息1 min,負(fù)荷為自重的40%~50%。30 s內(nèi),小鼠將完成8~10次跳躍。這一方案為典型的無氧、力量運(yùn)動。
1.4? 飼料配置
按照筆者前期研究使用的方法,在TEL組小鼠飼料中添加5%劑量亮氨酸,C組與T組小鼠飼料中添加3.4%等氮劑量不影響骨骼肌蛋白質(zhì)代謝的非必需氨基酸丙氨酸。添加時采用替換等量玉米粉的方式,以使各組小鼠所攝入粗蛋白大致相當(dāng)[7-81,0-11]。亮氨酸料的粗蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21.1%,丙氨酸料的粗蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21.8%。飼料的氨基酸含量見表1。
1.5? 取樣
種瘤14 d且TEL組小鼠末次訓(xùn)練后24 h(過夜禁食8 h),摘眼球取血并處死小鼠(不麻醉),制備血清。迅速分離腓腸肌稱重,-80 ℃凍存待測。
1.6? 主要儀器與試劑
L8800全自動氨基酸分析儀購自日本日立公司,Multi Skan3酶標(biāo)儀購自美國熱電公司, YLS-13A大、小鼠抓握力計(jì)購自濟(jì)南益延科技公司。亮氨酸與丙氨酸均購自上海生工公司;Bradford蛋白定量試劑盒購自北京碧云天公司;TNF-α與IL-6定量試劑盒購自美國R&D公司;常規(guī)試劑均購自國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心、國藥或金山試劑公司,為優(yōu)級純或分析純。
1.7? 指標(biāo)檢測
1.7.1? 肌原纖維與肌漿蛋白定量
肌原與肌漿蛋白定量方法參考本研究前期的成果[11],取待測腓腸肌樣本在5%預(yù)冷緩沖液(含蔗糖0.25 mol/L、EDTA 2 mmol/L及Tris-HCl 10 mmol/L)內(nèi)勻漿后以600 g轉(zhuǎn)速離心20 min,分離富含肌原纖維蛋白的沉降物。上清繼續(xù)以100 000 g轉(zhuǎn)速在4 ℃離心60 min,分離肌漿蛋白。Bradford法蛋白定量[12]。
1.7.2? 炎性細(xì)胞因子定量
采用ELISA法對血清與腓腸肌TNF-α與IL-6進(jìn)行定量。嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行操作,檢測波長450 nm,參比波長570 nm。制備腓腸肌勻漿時,將凍存肌樣在緩沖液中(含10 mmol/L HEPES、10 mmol/L KCl、2 mmol/L MgCl2、0.1 mmol/L EDTA、1.0 mmol/L DTT、10% NP-40和0.5 mmol/L PMSF)制成懸液并于冰浴中勻漿,勻漿后4 ℃條件下以16 000 g轉(zhuǎn)速離心10 min,收集上清進(jìn)行定量分析。
1.7.3? 最大肌肉力量評價
采用小鼠后肢抓握力評價骨骼肌功能。在正式干預(yù)前測定基礎(chǔ)值后每周日進(jìn)行重復(fù)測量。測試時用輸液軟管套住小鼠前爪使其不能抓握,提起鼠尾待其后肢抓緊測力板抓握桿后緩慢、持續(xù)地水平向后拉動,當(dāng)雙側(cè)后肢同時松開抓握桿時記錄顯示數(shù)值。每只小鼠視測試表現(xiàn)重復(fù)6~10次,以最大值為準(zhǔn)。
1.8? 數(shù)據(jù)處理
應(yīng)用SPSS 20.0軟件包進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。累積采食量采用描述性統(tǒng)計(jì)進(jìn)行分析,其他指標(biāo)均采用雙因素方差分析進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理,組間多重比較采用Bonferroni或Games-Howell事后檢驗(yàn),據(jù)方差齊性選擇相應(yīng)P值判斷。P≤0.05時,認(rèn)為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1? 累積采食量
實(shí)驗(yàn)期內(nèi)各組小鼠累積采食量變化如圖1所示。T組荷瘤小鼠累積采食量較C組小鼠降低9.7%,運(yùn)動結(jié)合亮氨酸削弱了荷瘤對采食量的影響,但TEL組小鼠較C組采食量仍有4.8%下降。
2.2? 體質(zhì)量與腓腸肌重
如圖2A所示,方差分析結(jié)果顯示各組小鼠處死前體質(zhì)量組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=75.052,P<0.001),組間多重比較結(jié)果表明,C組(26.1±1.2)小鼠體質(zhì)量顯著高于T組(20.7±0.9,P<0.001)與TEL組(21.8±0.6,P<0.001),且TEL組小鼠高于T組(P =0.021)。如圖2B所示,體質(zhì)量變化組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=357.623,P<0.001),組間多重比較結(jié)果表明C組小鼠體質(zhì)量呈增長趨勢(3.4±0.6),T組與TEL組小鼠體質(zhì)量則較初始體質(zhì)量下降(T:-1.9±0.3;TEL:-1.0±0.3),但TEL組小鼠體質(zhì)量下降幅度顯著低于T組(P<0.001)。腓腸肌濕重值組間比較結(jié)果如圖2C所示,方差分析結(jié)果表明組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=65.629,P<0.001),多重比較結(jié)果也顯示,C組(128.9±6.2)顯著高于T組(97.3±6.4)與TEL組(111.1±3. 6),P值均小于0.001。
2.3? 炎性細(xì)胞因子
如圖3A和3B所示,T組小鼠血清TNF-α含量較C組增長9.6倍(P<0.001),IL-6增長7.5倍(P<0.001)。盡管TEL組TNF-α與IL-6含量也顯著高于C組小鼠(P<0.001),但較T組而言則分別顯著下降36.0%和59.6%(P<0.001)。如圖3C和3D所示,腓腸肌TNF-α與IL-6含量也表現(xiàn)出了同樣的組間趨勢:T組腓腸肌TNF-α含量較C組小鼠顯著增長2.8倍(P<0.001),IL-6顯著增長4.7倍(P<0.001),TEL組也分別有1.5倍與1.2倍的顯著增加(P<0.001)。但就TEL與T組比較而言,TEL組小鼠腓腸肌TNF-α與IL-6分別顯著下降33.7%和61.1%(P<0.001)。
2.4? 蛋白含量
如圖4A所示,腓腸肌蛋白總量組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=60.370,P =0.000),組間多重比較結(jié)果顯示C組(51.2±3.6)小鼠腓腸肌蛋白總量顯著高于T(35.7±2.7,P<0.001)組與TEL組(40.3±2.2,P<0.001),且TEL組較T組為高(P=0.005)。如圖4B所示,腓腸肌肌原纖維蛋白含量比較也具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的組間差異(F=56.757,P =0.000),且C組(43.3±2.5)小鼠蛋白總量顯著高于T(28.6±3.0,P<0.001)組與TEL組(34.0±2.8,P<0.001),TEL組也較T組顯著增加(P=0.001)。如圖4C所示,腓腸肌肌漿蛋白含量組間比較,C組(38.3±2.1)含量顯著高于T組(26.5±2.9,P<0.001)與TEL組(30.7±2.1,P<0.001),且T與TEL組間差異也有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.002)。
2.5? 肌肉力量
小鼠最大抓握力組間比較結(jié)果如圖5所示。方差分析結(jié)果表明,各組小鼠后肢最大抓握力差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=105.573,P<0.001);組間多重比較結(jié)果則顯示,T組與TEL組小鼠后肢抓握力較C組均有顯著下降(P<0.001),但TEL組小鼠肌力顯著高于T組(112.2±8.9 vs 82.7±6.8,P<0.001)。
癌性惡病質(zhì)發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,是腫瘤—宿主交互作用所產(chǎn)生的結(jié)果,其特點(diǎn)在于宿主對腫瘤的存在所產(chǎn)生的炎性反應(yīng)及蛋白質(zhì)平衡紊亂。惡性腫瘤可激活促炎與急性期反應(yīng),而慢性的全身性炎癥則是癌性惡病質(zhì)發(fā)生與發(fā)展最為重要的中間環(huán)節(jié),直接受到炎性細(xì)胞因子的調(diào)節(jié)(例如TNF-α和IL-6),炎性細(xì)胞因子可能通過協(xié)同促進(jìn)的方式發(fā)揮效應(yīng),通過細(xì)胞、器官之間的cross-talk形成惡性循環(huán),導(dǎo)致蛋白質(zhì)合成減少及蛋白質(zhì)降解增多,患者則迅速出現(xiàn)瘦體重減輕、骨骼肌質(zhì)量丟失等表征[13]。前期研究表明,蛋白質(zhì)代謝紊亂是癌性惡病質(zhì)所致骨骼肌萎縮的直接原因,可能是蛋白質(zhì)合成率下降、降解率升高或兩者共同作用的結(jié)果[14],最終導(dǎo)致蛋白質(zhì)沉積減少。這種肌肉萎縮的病理生理變化可能涉及蛋白質(zhì)和氨基酸代謝的改變、細(xì)胞凋亡的活化及肌纖維再生能力的下降等,且多與炎癥有關(guān),但具體分子機(jī)制則迄今也未闡明。
就蛋白降解機(jī)制而言,涉及炎癥介質(zhì)(例如細(xì)胞因子)和腫瘤源性因子(例如蛋白水解誘導(dǎo)因子PIF)活化的泛素—蛋白酶體途徑是導(dǎo)致骨骼肌萎縮的主要蛋白質(zhì)水解系統(tǒng)[1,15]。泛素—蛋白酶體依賴的蛋白質(zhì)降解具有很高的可調(diào)控性:泛素鏈經(jīng)E1泛素活化酶、E2泛素載體蛋白和E3泛素連接酶組成的反應(yīng)序列結(jié)合至蛋白,其后26S蛋白酶復(fù)合物(20S與19S亞基)催化水解,將標(biāo)記蛋白降解成為小肽。目前已知2種主要的肌肉特異性E3泛素連接酶肌肉環(huán)指基因1(muscle ring finger 1,MuRF1)和肌肉萎縮盒F基因(muscle atrophy F-box,MAFbx/Atrogin-1)是泛素-蛋白酶體途徑的重要組成部分,直接導(dǎo)致橫紋肌分解和蛋白質(zhì)合成抑制。促炎細(xì)胞因子,尤其是TNF-α和IL-6可調(diào)節(jié)這一過程。同時TNF-α也可經(jīng)核因子-кB(nuclear factor-kappa B,NF-кB)依賴性途徑刺激肌肉分解代謝。對于癌性惡病質(zhì)骨骼肌蛋白質(zhì)的合成機(jī)制,可能與其他肌肉消耗狀況類似,也以雷帕霉素靶蛋白復(fù)合體1(mechanistic target of rapamycin complex 1,mTORC1)為中心,多種上游蛋白均可經(jīng)mTOR介導(dǎo)而發(fā)揮作用,但由于其作為多因素綜合征的特殊性,又往往表現(xiàn)出與理論不符的情況[1,16]。到目前為止,尚未確定究竟通過何種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路對骨骼肌蛋白質(zhì)合成造成抑制。
由于癌性惡病質(zhì)是多因素所導(dǎo)致的綜合征,病理生理也非常復(fù)雜,使得治療策略的復(fù)雜性成為必然。過去30年間,僅針對攝食量下降、炎癥或蛋白質(zhì)代謝紊亂的單一模式干預(yù)僅為癌性惡病質(zhì)的治療提供了非常有限的發(fā)展[17]:單一的抗細(xì)胞因子治療對于癌性惡病質(zhì)的防治無效[18-19];用于促進(jìn)蛋白質(zhì)合成的激素療法因?yàn)榭赡艽碳つ[瘤生長而不得不盡量避免[20];藥物除阿拉莫林之外也未能觀察到對癌性惡病質(zhì)的顯著抑制作用[21]。近年來,結(jié)合藥物、營養(yǎng)及運(yùn)動等非藥物治療手段的惡病質(zhì)多模式干預(yù)手段倍受關(guān)注,且目前認(rèn)為此干預(yù)模式較傳統(tǒng)單一模式干預(yù)效果更佳[22]。其中,運(yùn)動結(jié)合營養(yǎng)支持的非藥物干預(yù)模式倍受關(guān)注,但相關(guān)研究方興未艾,目前尚無公認(rèn)干預(yù)策略,作用機(jī)理也不清楚[23]。
正如美國運(yùn)動醫(yī)學(xué)會和美國心臟協(xié)會所倡導(dǎo)的 “Exercise is medicine”理念,運(yùn)動所能帶來的健康收益極為顯著,在實(shí)踐中,運(yùn)動也常作為二級預(yù)防手段而用于疾病干預(yù)。在癌性惡病質(zhì)的防治方面,規(guī)律有氧和抗阻運(yùn)動均可提供助力[3,5,24]。其中,有氧訓(xùn)練的優(yōu)勢側(cè)重于抗炎效應(yīng)[5,8],而抗阻運(yùn)動則在促進(jìn)合成、抑制分解和削弱TNF-α水平等方面均具有良好作用[5,25]。就營養(yǎng)支持治療而言,亮氨酸是必需氨基酸中最具有促進(jìn)蛋白質(zhì)合成功能的一種,適當(dāng)補(bǔ)充可刺激食欲[26-27],且結(jié)合運(yùn)動進(jìn)行聯(lián)合干預(yù)時可進(jìn)一步優(yōu)化其促合成代謝效應(yīng),增加骨骼肌蛋白質(zhì)沉積[28]。筆者前期曾對自然衰老小鼠進(jìn)行了中等強(qiáng)度有氧訓(xùn)練聯(lián)合5%亮氨酸膳食干預(yù)或有氧、抗阻訓(xùn)練聯(lián)合5%比例亮氨酸膳食干預(yù),發(fā)現(xiàn)運(yùn)動與亮氨酸2種干預(yù)手段之間產(chǎn)生了顯著的協(xié)同效應(yīng),不僅促進(jìn)骨骼肌蛋白質(zhì)合成且能抑制其分解[10,29]。而與筆者研究組共同進(jìn)行的另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)則發(fā)現(xiàn),有氧運(yùn)動結(jié)合亮氨酸抑制了肝臟TNF-α、IL-1β、IL-6等促炎細(xì)胞因子含量的增加[30],說明有氧訓(xùn)練結(jié)合亮氨酸可同時發(fā)揮促進(jìn)蛋白合成、削弱降解、抑制炎癥的作用。近年來的研究表明,將有氧與抗阻運(yùn)動安排在相同訓(xùn)練時期但不同訓(xùn)練時段的訓(xùn)練模式可增強(qiáng)骨骼肌蛋白質(zhì)合成反應(yīng)[31],產(chǎn)生較單一有氧訓(xùn)練或抗阻訓(xùn)練更為顯著的蛋白質(zhì)正性平衡[32]、骨骼肌肥大及功能促進(jìn)[33],且訓(xùn)練之后補(bǔ)充蛋白質(zhì)可進(jìn)一步提高蛋白質(zhì)合成率[34]。本研究的結(jié)果也在一定程度上佐證了這一觀點(diǎn),凸顯了運(yùn)動訓(xùn)練干預(yù)與補(bǔ)充亮氨酸之間的良好交互效應(yīng),推測其可能通過協(xié)同促進(jìn)的方式刺激癌性惡病質(zhì)骨骼肌的蛋白質(zhì)沉積。目前僅有的2項(xiàng)相關(guān)研究顯示,Salom?觔o EM研究組給Walker 256荷瘤小鼠施加無負(fù)重游泳運(yùn)動(30 min/d)、亮氨酸和谷氨酰胺干預(yù)10 d,研究結(jié)果表明游泳運(yùn)動結(jié)合亮氨酸干預(yù)可最大程度地抑制腫瘤生長并促進(jìn)蛋白質(zhì)合成與瘦體重增長[11,35],進(jìn)一步顯示了運(yùn)動結(jié)合亮氨酸干預(yù)可能具有防止癌性惡病質(zhì)產(chǎn)生和增加的可能。本研究中,結(jié)合炎性細(xì)胞因子含量變化、蛋白質(zhì)含量變化及體質(zhì)量、濕重與肌力變化,推測運(yùn)動結(jié)合亮氨酸干預(yù)對蛋白質(zhì)沉積的影響可能是經(jīng)由抑炎途徑實(shí)現(xiàn)的,但具體的機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究來探明。
[14]? KONOPKA A R, HARBER M P. Skeletal muscle hypertrophy after aerobic exercise training [J]. Exerc Sport Sci Rev, 2014, 42(2): 53.
[15]? MARTINS T, VITORINO R, MOREIRA-GONCALVES D, et al. Recent insights on the molecular mechanisms and therapeutic approaches for cardiac cachexia[J]. Clin Biochem, 2014, 47(1-2): 8.
[16]? EGERMAN M A, GLASS D J. Signaling pathways controlling skeletal muscle mass[J]. Crit Rev Biochem Mol Biol, 2014, 49(1): 59.
[17]? SOLHEIM T S, LAIRD B J. Evidence base for multimodal therapy in cachexia [J]. Curr Opin Support Palliat Care, 2012, 6(4): 424.
[18]? FEARON K, ARENDS J, BARACOS V. Understanding the mechanisms and treatment options in cancer cachexia[J]. Nat Rev Clin Oncol, 2013, 10(2): 90.
[19]? KIR S, WHITE J P, KLEINER S, et al. Tumour-derived PTH-related protein triggers adipose tissue browning and cancer cachexia[J]. Nature, 2014, 513(7516): 100.
[20]? FEARON K C, GLASS D J, GUTTRIDGE D C. Cancer cachexia: mediators, signaling, and metabolic pathways[J]. Cell Metab, 2012, 16(2): 153.
[21]? TEMEL J S, ABERNETHY A P, CURROW D C, et al. Anamorelin in patients with non-small-cell lung cancer and cachexia (ROMANA 1 and ROMANA 2): results from two randomised, double-blind, phase 3 trials[J]. Lancet Oncol, 2016, 17(4): 519.
[22]? FEARON K C. Cancer cachexia: developing multimodal therapy for a multidimensional problem[J]. Eur J Cancer, 2008, 44(8): 1124.
[23]? WITARD O C, BAAL D.The interaction between nutrition and exercise for promoting health and performance[J]. Proc Nutr Soc, 2018, 77(1): 1.
[24]? ALVES C R, DA CUNHA T F, DA PAIXAO N A, et al. Aerobic exercise training as therapy for cardiac and cancer cachexia[J]. Life Sci, 2015(125): 9.
[25]? MURTON A J, GREENHAFF P L. Resistance exercise and the mechanisms of muscle mass regulation in humans: acute effects on muscle protein turnover and the gaps in our understanding of chronic resistance exercise training adaptation[J]. Int J Biochem Cell Biol, 2013, 45(10): 2209.
[26]? ELEY H L, RUSSELL S T, TISDALE M J. Effect of branched-chain amino acids on muscle atrophy in cancer cachexia[J]. Biochem J, 2007, 407(1): 113.
[27]? PETERS S J, VAN HELVOORT A, KEGLER D, et al. Dose-dependent effects of leucine supplementation on preservation of muscle mass in cancer cachectic mice[J]. Oncol Rep, 2011, 26(1): 247.
[28]? DICKINSON J M, GUNDERMANN D M, WALKER D K, et al. Leucine-enriched amino acid ingestion after resistance exercise prolongs myofibrillar protein synthesis and amino acid transporter expression in older men[J]. J Nutr, 2014, 144(11): 1694.
[29]? XIA Z, CHOLEWA J, ZHAO Y, et al. Hypertrophy-Promoting Effects of Leucine Supplementation and Moderate Intensity Aerobic Exercise in Pre-Senescent Mice[J]. Nutrients, 2016, 8(5): 246.
[30]? 楊力源.亮氨酸結(jié)合有氧運(yùn)動對衰老小鼠肝臟促炎細(xì)胞因子的影響[D].成都:成都體育學(xué)院,2014.
[31]? 于洪軍.論同期力量和耐力訓(xùn)練及其在競技體育中的訓(xùn)練策略[J].體育科學(xué),2014,34(2):18.
[32]? DONGES C E, BURD N A, DUFFIELD R, et al. Concurrent resistance and aerobic exercise stimulates both myofibrillar and mitochondrial protein synthesis in sedentary middle-aged men [J]. J Appl Physiol, 2012, 112(12): 1992.
[33]? MURACH K A, BAGLEY J R. Skeletal muscle hypertrophy with concurrent exercise training: contrary evidence for an interference effect[J]. Sports Med, 2016, 46(8): 1029.
[34]? CAMERA D M, WEST D W, PHILLIPS S M, et al. Protein ingestion increases myofibrillar protein synthesis after concurrent exercise[J]. Med Sci Sports Exerc, 2015, 47(1): 82.
[35]? SALOMAO E M, TONETO A T, SILVA G O, et al. Physical exercise and a leucine-rich diet modulate the muscle protein metabolism in Walker tumor-bearing rats [J]. Nutr Cancer, 2010, 62(8): 1095.