不同运动激活PTEN/PI3K/Akt通路延缓肌少症肥胖小鼠骨骼肌慢性炎症机制研究

作     者：徐佳浩 

作者单位：武汉体育学院 

学位级别：硕士

导师姓名：范晶晶

授予年度：2024年

学科分类：0403[教育学-体育学] 040302[教育学-运动人体科学(可授教育学、理学、医学学位)] 04[教育学] 1002[医学-临床医学] 100201[医学-内科学(含：心血管病、血液病、呼吸系病、消化系病、内分泌与代谢病、肾病、风湿病、传染病)] 10[医学] 

主      题：肌少症肥胖 肌少症 慢性低度炎症 有氧运动 抗阻运动 

摘      要：研究目的:肌少症肥胖（Sarcopenic obesity,SO）是一种以肥胖、过量脂肪堆积和肌少症（Sarcopenia）并存为特征的临床和功能性疾病。运动可能是肌少症肥胖的最佳方法之一,但不同运动形式在改善肌少症肥胖小鼠的慢性低度炎症中的机制有待研究。为此,我们将探讨运动在中老年时期降低慢性低度炎症在肌少症肥胖中的机制,为中老年阶段防治肌少症肥胖探寻一种有效的干预手段。通过比较不同运动方式对肌少症肥胖小鼠骨骼肌的影响,寻求适合的运动方式改善肌少症肥胖,为探寻运动是如何调控炎症从而改善肌少症肥胖提供新的思路。 研究方法:以6月龄的SPF级雄性C57BL/6J小鼠60只,按常规饮食喂养和高脂肪饮食（脂肪比率60%）随机分组,进行3个月的造模喂养,构建中老年肌少症肥胖模型。定期记录小鼠体重变化,抓力和肌肉力量。10只正常饮食的小鼠作为对照组（C组）,将造模成功的高脂饮食小鼠分别设置为模型组10只（M组）,有氧运动组10只（A组）,抗阻运动组10只（R组）。将两组运动组分别干预为期10周的运动方案。之后进行腓肠肌组织的取材与称重,检测各组小鼠骨骼肌湿重比;腓肠肌组织切片H&E染色观察肌纤维横截面积;使用Western blot分析蛋白质的合成和降解相关蛋白、炎症蛋白和PTEN/PI3K/Akt通路蛋白的表达变化。 研究结果: 1.模型组小鼠与对照组相比,其骨骼肌的湿重比明显减少（p0.001）,在10周的运动干预后,有氧运动组和抗阻运动组与模型组相比,其腓肠肌的湿重比显著增加（p0.01,p0.05）。 2.与对照组相比,模型组小鼠体重明显上升（p0.05）,通过10周运动干预后,有氧运动组小鼠体重明显降低（p0.001）,抗阻运动组小鼠体重也明显降低（p0.001）,两组运动组之间的体重下降有显著性差异（p0.001）。 3.与对照组相比,模型组小鼠平均肌纤维横截面积减少（p0.05）,经过10周运动干预后,有氧运动组与抗阻运动组小鼠平均肌纤维横截面积均有明显增加（p0.05）。 4.与对照组相比,模型组小鼠腓肠蛋白质降解与合成相关蛋白Fox O1、Mu RF1和Atrogin1蛋白表达量显著上升（p0.01,p0.01,p0.05）;IGF-1蛋白表达显著下降（p0.05）,和模型组对比,有氧运动组小鼠中Fox O1、Mu RF1、Atrogin1、蛋白表达量显著下降（p0.05,p0.001,p0.01）,抗阻运动组中Fox O1、Mu RF1、Atrogin1、蛋白表达量显著下降（p0.05,p0.01,p0.05）,同时,IGF-1蛋白表达两组运动中均显著升高（p0.01,p0.001）。 5.与对照组相比,模型组小鼠腓肠肌中炎症相关蛋白p-NF-κB/NF-κB比值、IL-1β和TNF-α表达量明显上升（p0.05,p0.05,p0.01）,通过有氧运动干预后,p-NF-κB/NF-κB比值、IL-1β和TNF-α表达量明显下降（p0.01,p0.01,p0.05）,抗阻运动中-NF-κB/NF-κB比值、IL-1β和TNF-α表达量也明显下降（p0.01,p0.01,p0.01）。 6.相对于对照组,模型组小鼠的腓肠肌PI3K和p-Akt /Akt比值蛋白的表达量有了明显的下降（p0.05,p0.05）;PTEN蛋白的表达水平明显上升（p0.001）;经过10周不同的运动干预措施后,和模型组进行比较,有氧运动组在PI3K和p-Akt /Akt比值的蛋白程度上有显著提升（p0.05,p0.05）,而抗阻运动组中的PI3K和p-Akt /Akt比值的蛋白表达量也有显著提升（p0.001,p0.001）,此外,两组运动组在PI3K和p-Akt /Akt比值方面也表现出显著的差异（p0.05,p0.05）,同时,两组运动组之间的PTEN蛋白表达也有显著下降（p0.01,p0.05）。 研究结论: 1.长期高脂饲料喂养的小鼠会引起肌少症肥胖,运动可以通过上调IGF-1蛋白表达,下调Fox O1、Mu RF1和Atrogin1的蛋白表达,来增加蛋白质合成,抑制蛋白质降解,从而改善肌少症肥胖。且抗阻运动对蛋白质的合成优与有氧运动。 2.有氧运动与抗阻运动能够显著降低NF-κB、TNF-α和IL-1β表达、促进PTEN/PI3K/Akt信号通路的激活,且抗阻运动对PTEN/PI3K/Akt信号通路的激活更有效。 综上所述,有氧运动和抗阻运动均能有效减轻体重,提高运动能力,促进蛋白质合成,降低泛素-蛋白酶系统过度活化,减少骨骼肌蛋白降解,还可改善慢性低度炎症状态,从而对肌少症肥胖起到预防与延缓的作用,且抗阻运动对于蛋白质合成、PT