百里香酚对骨骼肌氧化代谢和肌纤维类型转化的影响及机制

摘要

骨骼肌的纤维类型与机体的能量代谢及畜禽的肉品质密切相关，不同的纤维类型因其产生能量所利用的底物不同而具有不同的代谢特点。肌纤维类型主要受到遗传因素的调控，但营养因素及环境因素（如运动）对肌纤维类型的转化具有重要影响。百里香酚是百里香、罗勒和牛至中的主要有效成分，有很强的抗氧化和抗炎作用，近年来还被证实具有治疗代谢疾病的作用。迄今为止，百里香酚能否调控骨骼肌的氧化代谢及肌纤维类型转化尚未见报道。为了研究百里香酚对骨骼肌的氧化代谢及纤维类型转化的影响，本论文分别开展了细胞水平和活体水平的研究。　　在细胞水平上，采用C2C12细胞系为模型。用2%的马血清诱导分化6 d后，在培养液中添加0、10、20或40μM百里香酚处理2 d，用Western Blot检测C2C12肌管肌球蛋白重链的表达，用比色法检测C2C12肌管内琥珀酸脱氢酶（SDH）、己糖激酶（HK）和乳酸脱氢酶（LDH）的活力。结果表明：百里香酚能显著提高MyHC Ⅰ和MyHC Ⅱa蛋白的表达（P＜0.05），提高氧化代谢相关酶的活性（P＜0.05），促进细胞的氧化代谢。　　在活体水平上，首先选取32只健康的4周龄雄性SD大鼠，按组间体重一致的原则随机分为4组，在日粮中分别添加0%、0.01%、0.025%或0.5%的百里香酚，饲喂4周。用Western Blot、免疫组织化学、荧光定量PCR检测大鼠腓肠肌中肌球蛋白重链以及氧化代谢相关基因的表达，用比色法检测大鼠腓肠肌内SDH、HK和LDH的活力。结果发现：在饲料中添加百里香酚能显著提高大鼠腓肠肌中氧化型肌纤维的比例（P＜0.05），促进大鼠腓肠肌的氧化代谢（P＜0.05）。　　在上述基础上，选用36头150日龄杜长大三元杂育肥猪，分为2组，每组3个重复，每个重复6头猪（3阉公3母），分别在日粮中添加0%或0.01%百里香酚饲喂6周后屠宰，取背最长肌，用荧光定量PCR检测育肥猪背最长肌肌球蛋白重链基因的表达，比色法检测育肥猪背最长肌SDH、HK和LDH的活力。结果表明：在育肥猪饲料中添加百里香酚 6 周后，能显著降低育肥猪屠宰后肌肉滴水损失率（P＜0.05），显著提高背最长肌MyHC I的mRNA水平（P＜0.05），显著提高氧化代谢相关酶的活性（P＜0.05），一定程度上提高了肉品质。　　为了进一步揭示百里香酚对骨骼肌氧化代谢及肌纤维类型转化的作用机制，本试验还采用钙离子螯合剂对 C2C12 细胞进行预处理，检测其对百里香酚在肌纤维类型上作用的影响。结果表明：胞内钙离子被螯合后，逆转了百里香酚对 C2C12 细胞肌球蛋白重链及氧化代谢相关基因的作用。　　综上所述，百里香酚能促进骨骼肌酵解型肌纤维向氧化型肌纤维的转化，其机制是通过Ca2+/Calcineurin通路实现其调控作用。

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