不同训练方式对骨骼肌P53调节线粒体有氧呼吸轴P53、SCO2和COXⅡ基因表达的影响

目的：比较耐力训练和间歇性速度训练对骨骼肌P53调节线粒体有氧呼吸轴影响能量代谢的运动适应及对P53、SCO2和COXⅡ基因表达的影响。方法：30只大鼠随机分为3组：安静组（C,n=10）、耐力训练组（E,n=10）、间歇性速度训练组（S,n=10）,训练6周。间歇性速度训练：每天9-10次10 s极量强度（≥42 m/min）的跑台运动,间歇时间30-60 s;耐力训练：每天30-60 min低强度（≤16.7 m/min）的持续跑台运动;每周均训练6天。最后一次训练结束后的24-48 h内切取腓肠肌,Real-time PCR检测P53、SCO2和COXⅡ的mRNA转录,Western blot检测P53、SCO2和COXⅡ的蛋白表达。结果：1）E组和S组P53 mRNA转录、蛋白表达水平与C组相比均没有显著性差异（P〉0.05）;E组和S组相比P53 mRNA转录、蛋白表达也没有显著性差异（P〉0.05）;2）E组SCO2 mRNA转录、蛋白表达水平均显著高于C组（P〈0.05）;S组SCO2 mRNA转录与C组相比没有显著性差异（P〉0.05）,但S组SCO2蛋白表达水平显著高于C组（P〈0.05）;E组和S组SCO2 mRNA转录、蛋白表达水平均没有显著性差异（P〉0.05）;3）E组COXⅡ mRNA转录水平与C组相比没有显著性差异（P〉0.05）,但E组COXⅡ mRNA转录水平非常显著低于S组（P〈0.01）;E组COXII蛋白表达水平非常显著地高于C组和S组（P〈0.01）;S组COXⅡ mRNA转录水平和蛋白表达水平均非常显著高于C组（P〈0.01）。结论：1）P53基因转录和蛋白表达具有极强的保守性,耐力训练和间歇性速度训练都不能影响其稳态效应;2）两种训练方式对SCO2和COXⅡ基因表达在转录和转译水平上影响虽然有所不同,但都呈现出促进有氧呼吸的趋同性,间歇性速度训练可能是一种更有效的时间节省化训练方式;3）P53-SCO2-COXⅡ-有氧呼吸轴对耐力训练和间歇性速度训练产生了良好的运动性适应,在制定运动处方时,可适当结合耐力训练和间歇性速度训练来提高机体有氧呼吸能力。

不同训练方式对大鼠骨骼肌纤维类型转化和CaMK Ⅱ/MEF2传导途径的影响

目的:探讨间歇速度训练和耐力训练对大鼠骨骼肌纤维类型转化及钙调蛋白激酶/肌细胞增强因子2(CaMK Ⅱ/MEF2信号传导通路的影响。方法:成年雄性SD大鼠(8周龄) 18只,随机分成间歇速度训练组(IST),耐力训练组(ET),设空白组(C),每组6只,IST组采用75 m/min×1 min、20 m/min×1 min的交替训练6次,跑台坡度15,持续时间12 min/d;ET组采用速度30m/min、跑台坡度7、持续时间90 min/d的耐力训练。干预8周后,分别取小鼠右侧胫骨前肌、比目鱼肌,酶联免疫吸附法检测骨骼肌琥珀酸脱氢酶(SDH)、乳酸脱氢酶(LDH)活性,ATP酶染色法观察Ⅰ、Ⅱ型肌纤维面密度、数密度变化情况,SDS-PAGE凝胶电泳技术观察骨骼肌MHC亚型百分比含量、骨骼肌mRNA表达谱测序分析及qRT-PCR技术检测CaN、CaMKⅡ、MEF2水平。结果:相比C组,ET组SDH活性显著上升,LDH活性降低(P<0.05);IST组胫骨前肌中LDH活性值升高(P<0.01)。ET组胫骨前肌MHCⅡa%升高,MHCⅡb%降低(P<0.05),比目鱼肌MHCI%和MHCⅡa%升高,MHCⅡb%均降低(P<0.05)。相比IST组,ET组胫骨前肌MHCⅡx%升高(P<0.05)。相比C组,ET组胫骨前肌I、Ⅱ型纤维纤维密度上升,IST组Ⅱ型纤维纤维密度提高,IST组、ET组比目鱼肌I型纤维纤维密度上升(P<0.05)。相比C组,ET组骨骼肌CaN、CaMKⅡ、MEF2 mRNA表达水平增高,IST组CaN、CaMKⅡ、MEF2 mRNA表达水平下降(P<0.01)。Illumina高通量测序筛选骨骼肌纤维转化相关因子及关联分析,运动干预促使骨骼肌纤维转化相关因子表达变化富集于TGF-β/Smad3、CaN/MEF2、AdipoQ等信号通路,而耐力训练显著提高骨骼肌纤维转化、干细胞功能相关信号通路的富集。结论:耐力训练促进向氧化型肌纤维转化(慢肌),而间歇速度训练向酵解型肌纤维转化(快肌),并伴随着CaMK Ⅱ/MEF2传导途径中CaN、CaMKⅡ、MEF2基因的高表达。