楊思夢,賀 慶,石麗君,吳 迎,*
(1.北京體育大學運動人體科學學院,北京 100084;2.艾蘭得健康控股有限公司,上海 200120)
力竭運動或長時間耐力運動易誘發(fā)運動性骨骼肌損傷(exercise-induced muscle damage,EIMD)[1]。經(jīng)常進行長距離、長時間力竭訓練的運動員,如何加速其EIMD的消除是亟待解決的“痛點”問題。骨骼肌質(zhì)膜損傷是EIMD的主要誘因,質(zhì)膜損傷會導致骨骼肌細胞內(nèi)血清肌酸激酶(creatine kinase,CK)、乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase,LDH)等的外流以及胞外離子、氧化劑的進入,甚至會引起細胞死亡[2]。力竭運動一方面產(chǎn)生機械刺激,破壞骨骼肌質(zhì)膜完整;另一方面,高強度運動誘導的氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)將進一步損傷質(zhì)膜,改變其通透性。力竭運動后骨骼肌質(zhì)膜脂質(zhì)流動性(lipid fluidity,LFU)改變是其“自修復”能力下降的重要誘因,因此,改善骨骼肌LFU是加速質(zhì)膜損傷修復,促進運動性疲勞消除的重要途徑,但目前有效的防治策略研究還不足。
營養(yǎng)策略是促進力竭運動后骨骼肌損傷恢復的重要手段,其中ω-3多不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA)作為運動營養(yǎng)補充劑,被認為可促進EIMD的恢復[3-6]。南極磷蝦油(krill oil,KO)是一種新型海洋天然ω-3 PUFA來源,除富含二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA)、二十二碳六烯酸(docosapentenoic acid,DHA)外,還含有磷脂、蝦青素、類黃酮化合物、VA、VE、鈣、鐵、鋅等多種生物活性物質(zhì)。其在改善認知功能、降血脂、抑制肥胖、預防骨關(guān)節(jié)炎和抑制癌細胞生長等方面的作用已被證實[7-11]。因人體缺乏ω-3去飽和酶,EPA、DHA均無法在人體內(nèi)合成,需要靠攝入食物補充。EPA、DHA與質(zhì)膜密切相關(guān),其可通過改變細胞膜成分,重塑膜結(jié)構(gòu)[12],從而影響膜功能[13]。
骨骼肌LFU主要表現(xiàn)在膜脂的流動性和膜蛋白的移動兩個方面[14]。膜脂分子呈液晶態(tài)排列,其流動性與膜脂的分子特性相關(guān),脂肪酸鏈飽和程度越高,膜的流動性越大。力竭運動導致骨骼肌LFU顯著下降,表現(xiàn)為肌質(zhì)膜熒光偏振度(fluorescence polarization,F(xiàn)P)和細胞膜微黏度(microviscosity,η)的增加[15]。隨著運動時間的延長,機體自由基產(chǎn)生增多,當自由基堆積過度時,會攻擊肌質(zhì)膜中PUFA,使肌質(zhì)膜脂質(zhì)過氧增多,誘導質(zhì)膜η增加和彎曲剛性降低[16],從而降低LFU。
KO中EPA、DHA主要與磷脂結(jié)合,相較于甘油三酯結(jié)合的EPA、DHA,其生物利用度更高[17-18],可更有效地改善質(zhì)膜重塑[19]。KO能否通過改變骨骼肌質(zhì)膜中脂肪酸組成成分從而改變LFU,進而促進骨骼肌質(zhì)膜修復,尚鮮見相關(guān)報道。本實驗以補充KO對一次性力竭運動后小鼠恢復期骨骼肌質(zhì)膜損傷修復的影響為切入點,探討KO是否具有促進力竭運動恢復的作用及可能機制。
8 周齡健康雄性C57B/6J小鼠購于北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司,使用許可證號:SYXK(京)2021-0053。
KO(產(chǎn)品名稱:SUPERBA SC40TM;批號:12959A)由艾蘭得健康控股有限公司提供(供應(yīng)商:Aker阿克海洋生物公司),KO成分:ω-3多不飽和脂肪酸含量為23 g/100 g、 C20:5n-3(EPA)含量為12 g/100 g、C22:6n-3(DHA)含量為7 g/100 g、蝦青素為863 μg/g。
CK、LDH試劑盒 南京建成生物工程公司;質(zhì)量分數(shù)4%多聚甲醛、抗熒光衰減封片劑 北京索萊寶科技有限公司;麥胚凝集素(wheat germ agglutinin,WGA)、山羊血清、Triton、亞麻酸標品、EPA標品、DHA標品、脂肪酸甲醇混標、Hepes粉劑、1,6-二苯基-1,3,5-己三烯(1,6-diphenyl-1,3,5-hexatriene,DPH)、四氫呋喃、伊文氏藍染液(evans blue dye,EBD) 美國Sigma公司;甲醇、甲基叔丁基醚(methyl tert-butyl ether,MTBE) 美國Honeywell公司。
YLS-13A大小鼠抓力測定儀 安徽正華生物儀器設(shè)備有限公司;5424R高速低溫冷凍離心機 德國Eppendorf公司;CM1850冰凍切片機、TCS SP8共聚焦顯微鏡 德國Leica顯微系統(tǒng)公司;11028500多功能酶標儀 英國EnVision公司;Centrivap真空濃縮儀 美國Labconco公司;Ultimate3000超高效液相色譜系統(tǒng)美國Dionex公司;TSQ Quantiva Ultra三重四極桿質(zhì)譜儀美國Thermo Fisher公司;BEH C18柱(2.1 mm×50 mm,1.7 μm)、Oasis HLB1cc固相萃取小柱 美國Waters公司;F8組織勻漿機 上海弗魯克流體機械制造有限公司。
1.3.1 動物實驗設(shè)計
60 只8 周齡健康雄性C57B/6J小鼠,隨機分為豆油對照(bean oil control,BOC)組、豆油運動(bean oil exercise,BOE)組、磷蝦油對照(krill oil control,KOC)組和磷蝦油運動(krill oil exercise,KOE)組,每組15 只。小鼠每天自由進食飲水,按照國家標準嚙齒類動物固定混合飼料喂養(yǎng)。該實驗獲得北京體育大學運動科學實驗倫理委員會批準(2020146A)。
營養(yǎng)干預方案:適應(yīng)性飼養(yǎng)后,各組小鼠每日稱體質(zhì)量,KO組按照小鼠體質(zhì)量灌胃4 周KO(劑量200 mg/(kgmb·d)),灌胃劑量參照Lu Chenyang等[20]實驗方法;BO組則按照小鼠體質(zhì)量灌胃等體積豆油。
運動組運動方案:采用動物跑臺進行運動干預,使用一次性力竭運動方案。運動方案參照Rao Zhijian[21]和Ma Sihui[22]等實驗方法。所有參與運動的小鼠進行3 d的適應(yīng)性跑臺訓練:第1天以10 m/min的速率持續(xù)10 min;第2天以10 m/min的速率持續(xù)15 min;第3天以15 m/min的速率持續(xù)15 min。實驗當天,運動組小鼠以10 m/min的速率持續(xù)15 min,15 m/min的速率持續(xù)15 min,20 m/min的速率持續(xù)15 min,最后以24 m/min的速率到力竭。力竭的標準:電擊10 s小鼠仍不運動即視為小鼠已達到力竭狀態(tài)。測定小鼠力竭運動時間,并在運動組中各選取6 只小鼠于力竭運動后0、2、6、24、48、72 h檢測四肢抓力。
樣本采集和處理:4 周營養(yǎng)干預后對照組進行稱質(zhì)量取材,而運動組于力竭運動后2 h進行稱質(zhì)量取材。對小鼠腹腔注射50 mg/kgmb巴比妥鈉溶液,待小鼠進入麻醉狀態(tài)后,眼眶取血并3 500 r/min離心15 min,此外,取小鼠左右股四頭肌。其中,每組取2 只小鼠在取材前24 h每10 g體質(zhì)量腹腔注射0.1 mL含有1 mg EBD的磷酸鹽緩沖液(phosphate buffered saline,PBS)(0.01 mol/L、pH 7.4)。EBD小鼠取材時,將分離的股四頭肌于冰上切取3 mm×3 mm×3 mm大小組織肌肉塊,放置于提前準備的膠囊殼,使用OCT包埋劑進行組織包埋,隨后投入用液氮預冷的異戊烷速凍。采集的樣品均迅速投入液氮,隨后保存于-80 ℃冰箱,待測。
1.3.2 小鼠血清相關(guān)指標測定
小鼠眼眶取血,血液樣本于離心管,靜置后高速低溫冷凍離心機3 500 r/min離心15 min,取上層血清,利用CK、LDH試劑盒通過比色法檢測血清CK、LDH活力。
1.3.3 EBD染色法檢測肌質(zhì)膜完整性
EBD染色后固定于OCT中的股四頭肌在冰凍切片機內(nèi)進行切片,厚度為0.008 μm,用質(zhì)量分數(shù)4%多聚甲醛溶液將切片進行固定,每塊組織滴加10 μL WGA(V(WGA)∶V(封閉液)=1∶400)避光孵育2 h,隨后加入封片劑后進行封片。在共聚焦顯微鏡下進行觀察,于相同參數(shù)下采集相同視野,使用Image Pro Plus軟件對圖像進行處理分析,統(tǒng)計各組EBD陽性纖維面積。
1.3.4 肌質(zhì)膜脂肪酸成分檢測
股四頭肌質(zhì)膜的制備:參照Dombrowski[23]和Makino[24]等的實驗方法,將股四頭肌樣本以質(zhì)量體積比為1∶9的比例加入50 mmol/L冰Hepes緩沖液后勻漿,勻漿液以3 000 r/min離心10 min后,取上清液;再以5 000 r/min離心10 min后,取上清液;再以14 000 r/min離心1 h后,棄上清液,取沉淀;用50 mmol/L的Hepes緩沖液吹打至懸浮顆粒狀態(tài),再以14 000 r/min離心1 h后,棄上清液,取沉淀,最后于1.2 mL 50 mmol/L的Hepes緩沖液中將沉淀吹打至懸浮顆粒狀態(tài),該溶液則為富含股四頭肌質(zhì)膜的膜溶液。
骨骼肌質(zhì)膜脂類提?。撼浞蛛x心骨骼肌質(zhì)膜溶液后,棄上清液,保留沉淀,加入300 μL甲醇,加入研磨珠,利用組織勻漿機進行勻漿,12 000 r/min轉(zhuǎn)速勻漿5 min,重復4 次。加入1 mL MTBE,渦旋后加入250 μL雙蒸水進行分層。重復渦旋、靜置,反復3 次,使其充分混勻。充分抽提溶液后,以12 000 r/min轉(zhuǎn)速離心30 min,取上層有機溶劑上清液于離心管。在氮氣的保護下吹干有機溶劑至透明薄膜狀,吹干過程中氮氣流速不能過大,避免液體濺出。將吹干的樣品于-80 ℃冰箱貯藏,待測。
將脂肪酸標準品配制成質(zhì)量濃度分別為0.1、0.5、2.5、25.0、250.0 mg/L的混合標準液。氮氣吹干的樣品重新溶解于二氯甲烷(CH2Cl2)與甲醇(MeOH)的混合溶液(V(CH2Cl2)∶V(MeOH)=1∶1)中,充分混勻,待測。
超高效液相色譜系統(tǒng)與Q-Exactive HF Orbitrap質(zhì)譜儀耦合,該質(zhì)譜儀配備了加熱電噴霧電離探針。色譜條件:用CORTECS C18(100 mm×2.1 mm,2.7 μm)色譜柱分離脂質(zhì)提取物。采用二元溶劑體系,流動相A為乙腈與純水(60∶40,V/V),含10 mmol/L醋酸銨,流動相B為異丙醇與乙腈(90∶10,V/V)。梯度洗脫為18 min,流速為250 μL/min。線性梯度為0 min,30% B;2.5 min,30% B;8 min,50% B;10 min,98% B;15 min,98% B;15.1 min,30% B;18 min,30% B。柱溫和樣品溫度分別保持在40 ℃和10 ℃。質(zhì)譜分析條件:在負離子模式下采集質(zhì)量范圍為m/z150~600的數(shù)據(jù)。全掃描采集分辨率為70 000。離子源參數(shù):噴霧電壓為3 000 V;傳輸毛細管溫度為320 ℃;干燥器溫度為300 ℃;鞘氣流量為35 Arb;輔助氣體流量為10 Arb。用示蹤儀根據(jù)精確質(zhì)點內(nèi)源性質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)分析和脂質(zhì)鑒定。結(jié)果分析和定量分析采用Xcalibur 3.0.63軟件進行。
1.3.5 熒光偏振檢測肌質(zhì)膜脂質(zhì)流動性
DPH熒光探針在水中呈順式結(jié)構(gòu)時幾乎不發(fā)生熒光,而在疏水環(huán)境下如膜脂層呈反式構(gòu)象,熒光增強1 000 倍,因此也被當作一種經(jīng)典檢測膜流動性的熒光探針。通過用DPH標記骨骼肌質(zhì)膜,檢測其FP、η、LFU,反應(yīng)骨骼肌LFU。
熒光探針標記溶液的制備:稱取4.6 mg DPH溶于粉末10 mL四氫呋喃,制備2×10-3mol/L DPH儲備液,吸取250 μL儲備液于25 mL容量瓶中,用0.01 mol/L PBS(pH 7.4)定容得到2×10-4mol/L的DPH工作液,現(xiàn)配現(xiàn)用。
取100 μL骨骼肌質(zhì)膜樣品與2.5 mL DPH工作液充分混勻,室溫孵育30 min。使用加置偏振裝置的多功能酶標儀檢測肌質(zhì)膜FP、η和LFU。偏振裝置激發(fā)波長為355 nm,發(fā)射波長為535 nm,以無標記懸濁液熒光強度為校正值。按公式(1)~(3)分別計算樣品的FP、η和LFU。
式中:I1為起偏器和檢偏器光軸同為垂直方向時測得的熒光強度;I2為起偏器處于垂直方向、檢偏器處于水平方向的熒光強度;G為熒光偏振校正因子;FPmax為常數(shù)0.5。
采用SPSS 22.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計,數(shù)據(jù)以平均值±標準差表示。兩組之間比較采用獨立樣本t檢驗;運動后不同時間點組間比較采用重復測量方差分析,事后檢驗采用簡單效應(yīng)最小顯著差異法分析。P<0.05表示差異顯著,P<0.01表示差異極顯著。
如圖1所示,KO和豆油補充期間,小鼠體質(zhì)量隨補充時間延長而增加,而KO組小鼠體質(zhì)量在第3、4周顯著低于BO組(P<0.05)。研究發(fā)現(xiàn),KO可上調(diào)棕色脂肪細胞特異性基因的表達,使3T3-L1脂肪前體細胞出現(xiàn)棕色脂肪樣表型[25],從而有效控制體質(zhì)量。上述結(jié)果表明,4 周KO補充相較于豆油可有效控制體質(zhì)量增長,KO結(jié)合長期運動可否更有效地改善體成分值得關(guān)注。
圖1 補充KO后小鼠體質(zhì)量變化Fig.1 Changes in body mass of mice after KO supplementation
如圖2所示,KO和豆油補充4 周后,KOE組小鼠力竭時間極顯著高于BOE組(P<0.01);KOE組小鼠力竭運動后2、6、24 h和48 h四肢抓力顯著高于BOE組(P<0.05)。上述結(jié)果表明,補充KO可以提升力竭運動表現(xiàn)并促進運動后骨骼肌功能恢復,其作用在力竭運動后2 h即有體現(xiàn)。雖然BOE組在72 h也可恢復到運動前水平,但補充KO可加速運動后骨骼肌功能恢復。
圖2 補充KO對小鼠運動表現(xiàn)的影響Fig.2 Effect of KO supplementation on exercise performance in mice
如圖3A所示,相較于BOC組,BOE組血清CK活力極顯著增加(P<0.01);而相較KOC組,KOE組血清CK活力無顯著性差異(P>0.05);KOE組較BOE組血清CK活力極顯著降低(P<0.01)。如圖3B所示,BOE組較BOC組血清LDH活力顯著增加(P<0.05);而KOE組較KOC組血清CK活力無顯著性差異(P>0.05);KOE組血清LDH活力顯著低于BOE組(P<0.05)。正常情況下,機體血清內(nèi)CK活力和LDH活力水平較低,但在高強度或長時間運動下,骨骼肌細胞膜通透性增加,骨骼肌釋放到血液中的CK和LDH增加,因此,血清CK活力和LDH活力與骨骼肌肉損傷密切相關(guān),被認為是骨骼肌損傷標志物[26]。上述結(jié)果表明,KO補充可以降低力竭運動后恢復期血清CK、LDH活力,說明補充KO促進了小鼠力竭運動誘導的骨骼肌損傷的恢復。
圖3 補充KO對小鼠骨骼肌標志物的影響Fig.3 Effect of KO supplementation on skeletal muscle markers in mice
如圖4和表1所示,BOE組較BOC組,骨骼肌EBD陽性纖維面積顯著增加(P<0.05);而KOE組較KOC組,骨骼肌EBD陽性纖維面積無顯著性差異(P>0.05);KOE組骨骼肌EBD陽性纖維面積顯著低于BOE組(P<0.05)。運動誘導骨骼肌質(zhì)膜損傷,EBD染料進入骨骼肌細胞增多。上述結(jié)果表明,補充KO改善了由于力竭運動誘導的質(zhì)膜完整性破壞,促進了運動后骨骼肌質(zhì)膜修復。
表1 補充KO對小鼠骨骼肌EBD陽性纖維面積的影響Table 1 Effect of KO supplementation on the area of EBD positive skeletal muscles in mice
圖4 股四頭肌EBD陽性纖維面積Fig.4 Area of EBD positive quadriceps femoris
如表2所示,BOE組較BOC組,骨骼肌質(zhì)膜不飽和脂肪酸C18:3顯著降低(P<0.05);KOE組較KOC組,骨骼肌質(zhì)膜飽和脂肪酸C9:0(P<0.01)、C10:0(P<0.01)、C12:0(P<0.05)、C18:0(P<0.05)、C20:0(P<0.05)和不飽和脂肪酸C20:2(P<0.05)質(zhì)量濃度均顯著降低;KOE組骨骼肌質(zhì)膜不飽和脂肪酸C22:5、C22:6和C24:5質(zhì)量濃度顯著高于BOE組(P<0.05)。上述結(jié)果表明,力竭運動導致骨骼肌質(zhì)膜脂肪酸丟失。這說明KO補充保護了骨骼肌質(zhì)膜由于力竭運動引起的質(zhì)膜脂肪酸丟失,有利于運動后質(zhì)膜重塑,從而促進骨骼肌功能恢復。
表2 補充KO對小鼠骨骼肌質(zhì)膜脂肪酸成分的影響Table 2 Effect of KO supplementation on fatty acid composition of skeletal muscle plasma membrane in mice
續(xù)表2
如圖5A所示,BOE組較BOC組,骨骼肌質(zhì)膜FP顯著增加(P<0.05);而KOE組較KOC組,骨骼肌質(zhì)膜FP無顯著性差異(P>0.05);KOE組骨骼肌質(zhì)膜FP極顯著低于BOE組(P<0.01)。如圖5B所示,BOE組較BOC組,骨骼肌質(zhì)膜η顯著增加(P<0.05);而KOE組較KOC組,骨骼肌質(zhì)膜η無顯著性差異(P>0.05);KOE組骨骼肌質(zhì)膜η極顯著低于BOE組(P<0.01)。如圖5C所示,BOE組較BOC組,骨骼肌LFU顯著降低(P<0.05);而KOE組較KOC組,骨骼肌LFU無顯著性差異(P>0.05);KOE組骨骼肌LFU極顯著高于BOE組(P<0.01)。結(jié)果顯示,力竭運動導致小鼠骨骼肌LFU降低,而KO補充緩解了力竭運動誘導的骨骼肌LFU降低,從而加速骨骼肌的恢復進程。
圖5 補充KO對小鼠骨骼肌質(zhì)膜脂質(zhì)流動性的影響Fig.5 Effect of KO supplementation on the lipid fluidity of skeletal muscle membrane in mice
近期研究發(fā)現(xiàn),KO在促進運動性疲勞恢復方面具有廣泛的應(yīng)用前景[27-29]。Storsve等[29]研究發(fā)現(xiàn),賽前補充5 周的KO(4 g/d)可有效提高鐵人三項運動員比賽前后血清游離膽堿和膽堿代謝產(chǎn)物二甲基甘氨酸濃度,但并沒有探究其對運動表現(xiàn)的影響。鄭琳等[30]也發(fā)現(xiàn),小鼠補充4 周50 mg/(kgmb·d)和200 mg/(kgmb·d) KO,均可提高小鼠運動后1 h肌糖原、肝糖原水平,降低小鼠運動后1 h血清乳酸水平,緩解運動性疲勞。
EIMD的出現(xiàn)伴隨著肌肉功能受損,其中肌力的減退是主要特征[31]。本研究圖2結(jié)果顯示,力竭運動顯著降低了BOE組小鼠運動后0、2、6、24 h和48 h的四肢抓力(P<0.05),運動后72 h才恢復到基線水平;而KOE組小鼠力竭運動后2、6、24 h和48 h四肢抓力均顯著高于BOE組(P<0.05)。這說明補充KO促進了力竭運動后骨骼肌功能恢復,這種促恢復效果在力竭運動后2 h已體現(xiàn),并持續(xù)到運動后72 h。多項研究表明,急性補充(運動后即刻補充)和長期補充ω-3 PUFA均可改善運動后肌肉功能的恢復。Jakeman等[32]發(fā)現(xiàn),急性補充ω-3 PUFA(劑量為0.1 g/kgmb)可改善受試者大強度運動后恢復期機體蹲跳表現(xiàn)。長期補充ω-3 PUFA(16、21、26 d和30 d)也對大強度運動后骨骼肌功能恢復有促進作用(肌力、靈敏性等)[3-4,6,33]。KO補充一方面可通過促進糖原儲備,提高機體對運動疲勞的耐受力[29];另一方面,KO還通過上調(diào)脂質(zhì)氧化酶和下調(diào)脂質(zhì)合成基因表達[34],促進脂聯(lián)素的表達[35],改善糖代謝和脂肪酸氧化。
本研究發(fā)現(xiàn),KO補充可降低力竭運動后恢復期血清CK、LDH活力(圖3),減少由力竭運動導致的EBD染料入侵骨骼肌細胞(圖4),這說明KO補充減輕了力竭運動誘導的質(zhì)膜損傷,促進了骨骼肌質(zhì)膜修復。Tartibian等[3]對青年男性進行為期30 dω-3 PUFA補充干預,并在營養(yǎng)干預后對受試者進行一次性大強度離心運動干預,結(jié)果發(fā)現(xiàn),ω-3 PUFA補充降低了運動后機體血清CK活力。Helge等[36]發(fā)現(xiàn),高脂膳食4 周后,大鼠肌質(zhì)膜中ω-3 PUFA的總比例顯著增加,該研究認為高脂飲食中ω-3 PUFA的補充可增加大鼠肌細胞膜的不飽和脂質(zhì)含量,進而維持細胞功能[37],從而改善由于外界刺激破壞質(zhì)膜導致的細胞功能紊亂。與甘油三酯結(jié)合的DHA、EPA相比,KO中與磷脂結(jié)合的DHA、EPA生物利用度更高[17-18],可更有效地改善質(zhì)膜重塑[19],這可能是KO補充促進運動后質(zhì)膜損傷修復的重要原因。
本研究發(fā)現(xiàn),KO補充增加了力竭運動后骨骼肌質(zhì)膜C22:5、C22:6(DHA)和C24:5含量,而對EPA含量沒有影響(表2)。KO補充維持骨骼肌質(zhì)膜PUFA成分進而維持質(zhì)膜的穩(wěn)定性,這可能與ω-3 PUFA改善質(zhì)膜重塑相關(guān)。質(zhì)膜是細胞在細胞質(zhì)和細胞外界空間之間形成物理屏障,可通過一系列自我修復維持細胞的穩(wěn)態(tài),當外界刺激導致細胞質(zhì)膜損傷時,細胞質(zhì)膜需要自我修復以避免細胞死亡。脂肪酸作為質(zhì)膜磷脂雙分子層的重要組成成分,具有調(diào)節(jié)生物膜物理特性的作用。磷脂雙分子層中脂肪酸的不飽和鏈長度、不飽和程度、雙鍵位置和羥基化程度都會影響質(zhì)膜物理結(jié)構(gòu)和功能(維持質(zhì)膜完整性)[38]。質(zhì)膜動力學研究發(fā)現(xiàn),磷脂膜中的PUFA成分的結(jié)構(gòu)由于其順式雙鍵形成了一個更趨于彎曲的幾何構(gòu)型[39],這一曲率減少了相鄰磷脂膜的脂肪酸鏈之間的分子相互作用,PUFA成分還可增加分子擴散和旋轉(zhuǎn)的速度[13],兩者共同增加了細胞膜的流動性。另一方面,磷脂膜中的PUFA成分還會降低其脂質(zhì)厚度,并在脂質(zhì)的幾何排列上產(chǎn)生小的缺陷,這些不同深度的缺陷有利于某些具有兩親性α-螺旋構(gòu)象的蛋白質(zhì)的結(jié)合和插入[40],影響膜修復相關(guān)蛋白的信號轉(zhuǎn)導,這可能也是KO促進運動后骨骼肌質(zhì)膜修復的另一個原因。本研究發(fā)現(xiàn),力竭運動導致小鼠骨骼肌LFU降低,補充KO改善了力竭運動引起的骨骼肌質(zhì)LFU的降低(圖5)。質(zhì)膜修復模式主要包括形成“膜補丁”“修復帽”[41],內(nèi)吞、細胞外出芽發(fā)生,及改善膜流動性等[42]。而補充KO可通過增加力竭運動后骨骼肌質(zhì)膜PUFA成分,影響膜脂動力學結(jié)構(gòu)和功能[43],促進骨骼肌質(zhì)膜修復。
綜上所述,經(jīng)4 周200 mg/(kgmb·d)的KO補充可顯著提升小鼠耐力運動表現(xiàn),提高力竭運動后骨骼肌質(zhì)膜C22:5、C22:6和C24:5含量及LFU,促進骨骼肌質(zhì)膜修復,從而提升運動后骨骼肌功能恢復。補充KO除影響肌質(zhì)膜流動性等物理特性外,還可能通過影響質(zhì)膜修復相關(guān)蛋白和修復信號通路等促進骨骼肌損傷修復,有待進一步深入研究。