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论有氧训练对骨骼肌生理功能的影响 |
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摘要：目的：研究4～6wk跑台训练对雄性SD大鼠腓肠肌肌球蛋白 (myosin heavy chain，MHC)收缩功能的影响。方法：实验以40只雄性SD大鼠为研究对象，将其随机分为对照组和训练组。运动训练组大鼠进行连续4～6wk强度约为75％VO2max(18.5～24m／min，坡度为0°，每次运动50min，每天2次)的跑台训练，反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)腓肠肌MHC mRNA含量，以免疫组化方法检测肌球蛋白肌纤维的改变情况及横截面积的大小，同时运用电刺激观察训练后腓肠肌等长收缩最大张力。结果：①连续4～6wk跑台训练后,MHCⅡx、MHCⅡb mRNA含量分别是安静对照组的109％(P<0.05)和108％(P<0001)，MHCⅡb和MHCⅠmRNA变化不明显。②训练后肌球蛋白转变为以Ⅰ型慢型纤维为主，同时肌纤维横截面积增大。③方波脉冲刺激后6wk训练组等长收缩最大张力较对照组显著增加(P<0.01)。结论：短期耐力训练后,MHC中的两种慢型MHC异形体－MHCⅡx、MHCⅡb基因表达增加，肌纤维横截面积增加，等长收缩最大张力增加。表明有氧训练对提高肌球蛋白收缩功能有促进作用。
关键词：有氧运动；肌球蛋白； mRNA；横截面积
长期耐力训练能导致肌纤维及其MHC异形体由快型向慢型转变。这一点已有大量的研究采用组织化学、免疫组织化学和蛋白电泳方法在蛋白水平上进行了证实[1~3]。但对于运动训练中MHC异形体mRNA的变化，本研究采用RT-PCR、免疫组化及方波脉冲刺激等技术，观察4～6wk耐力训练对大鼠骨骼肌肌球蛋白收缩功能的影响，通过检测MHC各异形体mRNA的变化和肌纤维横截面改变，探讨运动训练影响其变化的可能因素。
1材料与方法
1.1实验动物：雄性SD大鼠20只，体重230±16g，随机分为对照组(n=10)和训练4wk组(n=10)，训练5wk组(n=10)，训练6wk组(n=10)。所有动物实验前均未进行过跑台运动。
1.2试剂：一抗为鼠源性抗骨骼肌肌动蛋白及快缩型肌球蛋白重链（MHCⅡ）单克隆抗体，ABCam产品。二抗为偶合碱性磷酸酶的抗鼠 IgG，SIGMA产品。
1.3运动方式：训练组动物每天进行两次运动训练，每次50min，跑速为18.5m／min～24m／min，坡度为0°，运动强度为70％～75％VO2max。持续训练4～6wk[4]。
1.4半定量RT-PCR检测腓肠肌MHC和α-actin表达水平。
1.5肌纤维横截面积计算与统计分析。
1.6离体腓肠肌最大等长收缩张力的测量。
2结果
2.1有氧训练对腓肠肌MHC表达的影响：经过4周耐力训练，训练组肌球蛋白总MHC表达是对照组的105％ （P<0.01）。MHCⅡa和MHCⅡx mRNA表达较对照组显著增加 （P<0.05， P<0001）。训练前后各MHC亚型在总MHC中的比例分另Ⅱ是253％ vs 254％（MHCⅠ)、245％ vs 252％（MHCⅡa）、24.9％ vs 25.6％ （MHCⅡx）和25.3％ vs23.7％（MHCⅡb）。2.2训练组大鼠肌纤维横截面积的变化：图2-1中被染成棕黑色的纤维为MHCⅡ型纤维，未着色者为MHCⅠ型肌纤维。在训练组大鼠中，随着时间的延长，快缩和慢缩纤维的横截面积均逐渐增大。在对照组中，快缩和慢缩纤维的横截面积均无多大变化。
图2-1大鼠腓肠肌肌纤维免疫组化染色典型照片
A、C、E：4wk、5wk、6wk训练组MHC Ⅰ、Ⅱ横截面积变化；B、D、F：4wk、5wk、6wk对照组MHC Ⅰ、Ⅱ横截面积变化2.3腓肠肌等长收缩最大张力的变化：如图2－2有氧运动组大鼠腓肠肌的等长收缩最大张力经过4wk、5wk训练后与对照组无明显差异，但6wk训练组等长收缩最大张力较对照组显著增加(P<0.01)。
图2-2有氧运动组与对照组大鼠腓肠肌
的等长收缩最大张力的动态变化3讨论
本实验发现，2周跑台训练后，大鼠股四头肌深层肌α-actin mRNA表达和肌球蛋白总MHC mRNA 表达均增加，各MHC异形体mRNA变化却不一致，MHCⅡa和MHCⅡx mRNA表达上升，MHCⅠ和MHCⅡb mRNA变化不明显。考虑到采用的实验方法中mRNA的量是以单位总RNA的含量计算的，而总RNA上升，所以α-actin mRNA的绝对量可能是增加的。Paul RM等[6]对每天100min的2wk跑台运动后大鼠骨骼肌α-actin mRNA含量变化进行的测[1] [2] 下一页
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