低氧影响蛋白质合成和分解的平衡诱导骨骼肌萎缩

暴露在低氧环境下,可能会引起胃肠功能障碍和摄食量下降,打破骨骼肌蛋白质合成和分解平衡,造成骨骼肌萎缩。为探讨低氧环境下骨骼肌的萎缩是低氧环境引起的还是低氧诱发的摄食量减少所致,本研究检测大鼠腓肠肌中低氧时蛋白质合成与分解相关基因的蛋白质表达。将21只雄性S D大鼠,随机分为3组:常氧对照组、低氧组(氧浓度为12.4%,模拟海拔4000 m高度)和配对组(大鼠的摄食量与低氧组前1d的摄食量相同),每组7只,每天记录大鼠体重和摄食量。4周后,H E染色法观察腓肠肌肌纤维形态,Western印迹测试相关蛋白质水平。低氧组和配对组摄食量在低氧干预初期,较常氧对照组有显著性下降(P<0.05),干预后期差异不明显;干预期间,低氧组大鼠体重平均增加量(102.10 g)、体重(341.20±16.75 g)、肌肉总量(226.83±8.33 g)和腓肠肌肌纤维横截面积(12.67±1.83 mm)较常氧对照组(128.00 g;377.50±20.75 g;260.50±9.35 g;15.78±2.38 mm)和配对组(119.40 g;375.86±11.30 g;262.29±7.90 g;15.71±2.82 mm)均显著下降,配对组较常氧对照组无显著性差异;4周干预后,与常氧对照组相比,低氧组大鼠腓肠肌中与低氧相关的HIF1α显著增加(1.42±0.19,P<0.05),A k t和p-A k t/A k t显著降低(I.44土0.13;0.47±0.08,P<0.05),配对组上述3种指标相对表达量均无显著性差异;在蛋白质合成方面,低氧组mTOR较常氧对照组显著下降(0.63±0.18,P<0.05),配对组较常氧对照组差异不明显;低氧组腓肠肌中,4 EB P 1(1.14±0.14)和p70S6Kl(1.14±0.11)较配对组显著下降(P<0.05)。在蛋白质分解方面,低氧组p-FoxO l和p-Fox01/Fox01比值较常氧对照组显著下降(0.71±0.15;0.78±0.14,P<0.05);低氧组大鼠排肠肌中,Atroginl、M uR Fl、B eclinl、LC3 I及LC3 II/I比值均高于常氧对照组(1.35±0.12;1.30±0.22;1.17±0.11;1.03±0.11;1.35±0.13,P<0.05);配对组与常氧对照组间无明显差异。低氧环境下骨骼肌中蛋白质合成相关基因表达减少,蛋白质分解相关基因表达增加,造成骨骼肌萎缩,体重下降,此变化与摄食量减少无关。

低氧经mTOR/4E-BP1和FoxO1/Atrogin-1通路影响骨骼肌蛋白质积累

低氧暴露对骨骼肌蛋白质合成/分解的影响受到广泛关注,但该过程中相关调控通路的研究仍十分有限。本研究拟通过蛋白质相对积累量来研究合成和分解通路的变化。将骨骼肌细胞置于低氧环境中培养,分别在0 h、6 h、12 h和24 h收集细胞,并进行检测。免疫荧光观察肌球蛋白(myosin),翻译表面感应检测蛋白质合成,Western印迹法测试蛋白质合成相关基因(ERK1/2、p-ERK1/2、mTOR、p-mTOR、4E-BP1、p-4E-BP1)、蛋白质分解相关基因(泛素、FoxO1、p-FoxO1、MuRF1和Atrogin-1)表达量。结果发现,随着低氧干预时间延长,肌纤维直径和骨骼肌细胞中蛋白质相对积累量随时间逐渐减小(P<0.01)。与0 h相比,6 h p-4E-BP1/4E-BP1和Atrogin-1的表达显著上调(P<0.05),p-mTOR表达显著高于0 h(P<0.01);6 h和24 h p-mTOR/mTOR的比值显著大于0 h(P<0.05),而p-FoxO1/FoxO1的比值随时间逐渐减小(P<0.01)。上述结果表明,低氧干预能够使骨骼肌细胞直径减少、骨骼肌细胞蛋白质积累减少,并且低氧打破骨骼肌细胞蛋白质合成和分解的平衡,可能是通过调节mTOR/4E-BP1通路活性和FoxO1/Atrogin-1通路的活性实现的。

低蛋白饮食合并肾灵治疗慢性肾衰的疗效评价

对6例慢性肾功能衰竭患者采用治疗前的低蛋白饮食(LPD)后及LPD合并肾灵(LPD+EAA+KA)后自身对照的研究。结果显示:LDP+EAA+KA治疗后,Scr下降(P<0.01),Ccr提高(P<0.05),血BUN未有变化,血浆总必需氨基酸与总非必需氨基酸比率、支链氨基酸浓度均升高,且机体由负氮转为正氮平衡(P<0.005);蛋白质合成与分解率明显提高(P<0.001)。整个实验过程中,血浆钙、磷、总蛋白与白蛋白无明显变化。