急性递增负荷跑台运动对小鼠腓肠肌自噬和葡萄糖转运功能的影响

作者：王平; Chun-Guang LI; 崔迪; 丁树哲

来源：中国运动医学杂志, 2021, 40(1): 19-28.

DOI：10.3969/j.issn.1000-6710.2021.01.004

• 运动
• 骨骼肌
• 自噬
• 葡萄糖转运功能

目的:观察急性递增负荷跑台运动对腓肠肌自噬和葡萄糖转运功能的影响,探讨运动激活自噬对骨骼肌葡萄糖转运功能的作用.方法:健康雄性4周龄ICR小鼠适应性喂养3天,然后随机分为安静对照组(Con组,n=6只)和急性递增负荷跑台运动组(n=24只).急性递增负荷跑台运动组小鼠运动力竭后根据恢复时间再分为运动后即刻组(0h组,n=6只)、运动后6h组(6h组,n=6只)、运动后12h组(12 h组,n=6只)和运动后24 h组(24 h组,n=6只).急性递增负荷跑台运动组小鼠以坡度为0°、速度为15 m/min、持续30 min/day适应性训练3天,然后按照坡度为0°、速度为8.2 m/min、相当于53％VO2max、持续15 min的1级负荷,坡度为5°、速度为15 m/min、相当于64％VO2max、持续15 min的2级负荷和坡度为10°、速度为19.3 m/min、相当于76％VO2max的3级负荷依次递增,增加到3级负荷时,保持此负荷直至力竭.运动力竭后在对应时间点取小鼠腓肠肌和心脏血(安静组小鼠在安静状态下取材).采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)测定腓肠肌自噬相关基因13(Atg13)、微管相关蛋白1轻链3(LC3)、自噬相关蛋白p62(p62)、溶酶体相关膜蛋白2(LAMP2)和葡萄糖转运体4(GLUT4)的mRNA表达;采用Western Blot测定Atg13、Ⅱ型微管相关蛋白1轻链3(LC3Ⅱ)、Ⅱ和Ⅰ型微管相关蛋白1轻链3比值(LC3Ⅱ/LC3Ⅰ)、p62、LAMP2和GLUT4的蛋白表达;采用葡萄糖试剂盒检测小鼠血糖,肌糖原试剂盒(比色法)检测腓肠肌肌糖原含量.结果:与Con组相比,1)急性递增负荷跑台运动后0 h组小鼠腓肠肌Atg13 mRNA、LAMP2 mRNA、LC3 mRNA、LC3Ⅱ蛋白表达和LC3Ⅱ/LC3Ⅰ蛋白表达均显著增加(P<0.01或P<0.05),0 h组、12 h组和24 h组小鼠腓肠肌p62蛋白表达均显著下降(P<0.01或P<0.05);2)急性递增负荷跑台运动6 h组、12 h组和24 h组小鼠腓肠肌GLUT4 mRNA和蛋白表达均显著增加(P<0.05或P<0.01),0 h组、6 h组、12 h组和24 h组血糖均极显著下降(P<0.01),0h组和6h组腓肠肌肌糖原含量均极显著下降(P<0.01);GLUT4蛋白表达与自噬相关因子LC3Ⅱ、LAMP2蛋白表达均呈正相关(P<0.01).结论:急性递增负荷跑台运动可激活腓肠肌自噬相关基因Atg13 mRNA、LAMP2 mRNA、LC3 mRNA、LC3Ⅱ蛋白和LC3Ⅱ/LC3Ⅰ蛋白的表达,降低p62蛋白的表达,增强骨骼肌自噬;急性递增负荷跑台运动触发自噬的变化早于GLUT4的表达;自噬相关因子LC3Ⅱ和LAMP2的蛋白表达与葡萄糖转运功能均具有相关性,这种关联可能是急性运动调节骨骼肌葡萄糖转运功能的重要分子机制之一.