神经肌肉电刺激对慢性阻塞性肺疾病大鼠股四头肌肌萎缩和肌纤维构成改变的影响

目的探讨神经肌肉电刺激(NMES)对慢性阻塞性肺疾病(COPD)大鼠股四头肌肌萎缩和肌纤维类型转化的影响。 方法雄性SPF级Wistar大鼠48只随机分为3组:健康对照组、COPD模型组和NMES治疗组,每组16只。NMES治疗组给予100Hz和2Hz交替进行的电刺激,每次刺激时间30min,每周7d,持续4周;对照组和COPD模型组仅贴电极片。干预结束后进行耐力跑步距离测定、HE染色检测大鼠股四头肌病理、实时定量PCR和蛋白质免疫印迹法(Westernblot)分别检测股四头肌MSTN、肌球蛋白重链(MyHC)-Ⅰ、MyHC-Ⅱa和MyHC-ⅡxmRNA和蛋白含量。 结果与健康对照组比较,COPD模型组股四头肌横截面积、耐力跑步距离和MyHC-ⅠmRNA和蛋白表达明显下降[(1079.8±117.2)μm2比(654.7±53.7)μm2、(607.4±56.3)m比(396.7±42.4)m、0.997±0.069比0.407±0.054、1.723±0.156比0.884±0.102,t=4.642、3.785、24.723、18.640,P=0.008、0.033、0.000、0.000],而MSTN、MyHC-Ⅱa和MyHC-ⅡxmRNA和蛋白表达明显升高(均P<0.01);NMES治疗组股四头肌横截面积、耐力跑步距离和MyHC-ⅠmRNA和蛋白表达量分别为(997.5±92.4)μm^2、(597.2±65.8)m、0.884±0.097、1.534±0.182,与COPD模型组比较明显上调(t=3.734、3.602、19.988、13.666,P=0.035、0.043、0.000、0.000),而MSTN、MyHC-Ⅱa和MyHC-ⅡxmRNA和蛋白表达量与COPD模型组比较明显下降(均P<0.01)。进一步相关性分析结果显示,股四头肌MSTN蛋白表达与其横截面积、MyHC-Ⅰ蛋白水平和耐力跑步距离呈负相关(r=-0.724、-0.426、-0.536,P=0.002、0.036、0.007),与MyHC-Ⅱa和Ⅱx蛋白表达呈正相关(r=0.408、0.392,P=0.042、0.048)。 结论COPD大鼠股四头肌MSTN表达升高,而NMES可抑制股四头肌MSTN表达;MSTN与COPD肌萎缩和肌纤维逆转有关,抑制MSTN表达可改善肌萎缩,并逆转肌纤维转化。