腓肠肌肌球蛋白收缩功能在有氧训练后的变化

背景:已有实验证实长期耐力训练能导致肌纤维及其肌球蛋白重链异形体由快型向慢型转变,但对于运动训练中肌球蛋白重链异形体mRNA的变化仍有待进一步的实验观察与验证。目的:观察跑台训练对雄性SD大鼠腓肠肌肌球蛋白收缩功能的影响。设计:随机对照动物实验。单位:西安交通大学医学实验中心。材料:选用40只生后7周雄性SD大鼠,体质量(230±16)g,所有动物实验前均未进行过跑台运动。试剂:一抗为鼠源性抗骨骼肌肌动蛋白及快缩型肌球蛋白重链(MHCⅡ)单克隆抗体,ABCam产品。二抗为偶合碱性磷酸酶的抗鼠IgG,SIGMA产品。方法:实验于2005-03/10在西安交通大学医学实验中心完成。随机摸球法将大鼠分为对照组(n=10)和训练组(n=30)。训练组大鼠进行连续4～6周强度约为75%VO2max(18.5～24m/min,坡度为0°)的跑台训练,50min/次,2次/d。对照组自由活动,不给予任何干预措施。训练至4,5,6周,分别取10只大鼠,采用反转录聚合酶链式反应腓肠肌肌球蛋白重链mRNA含量,以免疫组化方法检测肌球蛋白肌纤维的改变情况及横截面积的大小,大鼠麻醉后游离腓肠肌,采用张力传感器及电刺激器给予方波脉冲刺激,逐步拉伸腓肠肌至等长收缩张力为最大时的肌肉初长Lmax位置,平衡10min,记录肌肉长度与张力。取右侧腓肠肌称量湿质量,计算其与体质量之比。肌肉质量与体质量之比按下式计算:肌肉质量(mg)/体质量(g)×100%。主要观察指标:①腓肠肌肌球蛋白重链mRNA含量。②肌球蛋白肌纤维的改变情况及横截面积的大小。③大鼠体质量与腓肠肌质量的变化。④腓肠肌等长收缩最大张力。结果:纳入大鼠40只全部进入结果分析。①腓肠肌肌球蛋白重链mRNA含量:经过4周耐力训练,训练组肌球蛋白总肌球蛋白重链表达是对照组的105%(P<0.01),肌球蛋白重链Ⅱa表达量高于对照组(1.27±0.08,1.17±0.06,P<0.05),肌球蛋白重链ⅡxmRNA表达量高于对照组(1.29±0.04,1.19±0.05,P<0.01)。②肌球蛋白肌纤维的改变情况及横截面积的大小:经过4～6周的有氧训练后,大鼠肌球蛋白重链主要以Ⅱ型慢缩型肌纤维表达为主,而Ⅰ型快缩型肌纤维表达较少。对照组大鼠腓肠肌Ⅰ、Ⅱ型肌纤维横截面积分别为(1958.0±30.5),(1656.1±35.3)mm2。而训练组4周后Ⅰ、Ⅱ型肌纤维横截面积较对照组分别增加24.5%与22.1%(P<0.01);训练组5周后分别增加26.4%与51.5%(P<0.01),训练组训练6周后分别增加33.2%与48.9%(P<0.01)。③大鼠体质量与腓肠肌质量的变化:训练组大鼠训练4,5,6周腓肠肌湿质量分别为(135.6±3.1),(139.2±5.1),(148.4±6.2)mg,高于对照组(103.2±3.4),(87.5±2.9),(68.3±3.3)mg,P<0.01]。训练组大鼠训练4,5,6周腓肠肌相对湿质量分别为(0.55±0.01),(0.56±0.02),(0.59±0.03),高于对照组(0.43±0.02),(0.37±0.04),(0.29±0.05),P<0.05～0.01]。④腓肠肌等长收缩最大张力:方波脉冲刺激后6周训练组等长收缩最大张力较对照组显著增加(P<0.01)。结论:短期耐力训练后,肌球蛋白重链中的两种慢型肌球蛋白重链异形体-肌球蛋白重链Ⅱx、肌球蛋白重链Ⅱb基因表达增加,肌纤维横截面积增加,等长收缩最大张力增加,表明有氧训练对提高肌球蛋白收缩功能有促进作用。

Changes in the contractile function of gastrocnemius myosin after aerobic exercise