耐力运动对衰老小鼠骨骼肌脂滴相关蛋白及代谢酶类的影响

摘要

研究目的：衰老过程中,骨骼肌质量与力量的下降(Sarcopenia)往往伴随着骨骼肌中脂肪含量的增加.骨骼中脂肪含量的增加不仅仅能够引发骨骼肌胰岛素抵抗而且能够干扰到骨骼肌的功能,在衰老过程中骨骼肌中脂肪的沉积主要以脂滴的形式存在,脂滴的形成与代谢受到脂滴相关蛋白及有关酶类的影响,脂滴相关蛋白锚定于脂滴功能性蛋白,对于脂滴蛋白功能的研究主要以perilipin的研究为主,其在甘油三酯(TG)的水解过程中可能有双重的作用,在静息状态下由于能量需求较低perilipin蛋白的磷酸化水平很低,可能作为屏障覆盖在脂滴的表面,阻止脂肪水解酶脂肪甘油三酯脂肪酶(ATGL)和激素敏感性脂肪酶(HSL)对TG进行水解.而在当机体受到外界的刺激动用脂肪进行供能时，perilipin和HSL发生磷酸化，磷酸化的perlipin发生了构象改变与ATGL和HSL等水解酶进行转位使之与脂滴表面结合有效水解TG。从以上的过程可以看出脂滴表面本身就是一个脂代谢调节的位点，perilipin在其中发挥了核心作用，对于脂肪细胞中脂滴的贮存和TG的快速动员进行着双向调节。但由于perilipin只在脂肪组织中特异意表达而在骨骼肌中没有表达，而其它的脂滴相关蛋白如ADRP与OXPAT在各种组织中广泛的表达，那么在骨骼肌中脂肪相关分化蛋白（ADRP）与OXPAT可能替代了perlipin的作用从而调节脂滴的代谢。脂滴降解和合成的动态平衡与脂肪水解酶ATGL、HSL和脂肪合成酶甘油二脂乙酰转移酶（DGAT1）有着密切的关系，当一方弱化时就可能打破这一种平衡。而衰老能够导致机体机能进行性退化，同样在衰老过程中ATGL与HSL的功能也受到了影响，这就可能是导致在衰老过程中骨骼肌脂肪的异位沉积的原因。本章拟通过对青年和老年C57/BL6J小鼠进行耐力运动干预，以探讨在在衰老过程中脂滴相关蛋白和相关酶类基因和蛋白的变化情况，阐明骨骼肌在衰老过程中的脂肪异位沉积的原因及在耐力运动干预下脂滴相关蛋白和相关酶类的变化情况。rn 研究方法：本研究采用2月龄和24月龄C57/BL6J雄性小鼠为实验对象，以自然衰老的动物模型探讨3周的耐力运动训练对小鼠骨骼肌中脂滴代谢的影响，2月龄的C57/BL6J小鼠随机分成青年安静组（YC）和青年耐力运动组（YE），每组各8只，24月龄的C57/BL6J小鼠随机分成老年安静组（OC）和老年耐力运动组（OE），每组各7只。利用采用实时荧光定量PCR（Quantitative Real-time PCR）和蛋白免疫印迹方法（Westernblotting）对小鼠骨骼肌脂滴的相关蛋白ADRP和OXPAT，脂滴相关水解酶ATGL和HSL，脂滴相关合成酶DGAT1的相关基因和蛋白进行检测。rn 研究结果：3周耐力运动导致OXPAT表达上调增加脂滴的氧化利用，ADRP mRNA的表达有运动时间的依赖性；对脂滴合成与降解动态平衡的影响是通过上调小鼠骨骼中脂滴水解酶ATGL和HSL mRNA表达趋向分解过程，降低脂滴在骨骼肌中的沉积。rn 研究结论：衰老过程中，脂滴的分解和和成代谢趋向合成，造成骨骼肌中脂肪的异位沉积增加。3周的耐力运动使老年组和青年组小鼠骨骼中的脂滴合成和分解平衡趋向分解，降低脂滴在骨骼肌中的累积。