馬延超，朱榮，許壽生，王瑞元

（1.洛陽師范學(xué)院 體育學(xué)院，河南 洛陽 471022；2.溫州醫(yī)學(xué)院，浙江 溫州 325035；3.北京體育大學(xué)，北京 100084）

一次大強(qiáng)度耐力運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠骨骼肌蛋白質(zhì)降解和AMPK活性變化的影響

馬延超1，朱榮2，許壽生3，王瑞元3

（1.洛陽師范學(xué)院 體育學(xué)院，河南 洛陽 471022；2.溫州醫(yī)學(xué)院，浙江 溫州 325035；3.北京體育大學(xué)，北京 100084）

為探討一次大強(qiáng)度耐力運(yùn)動(dòng)過程中，AMPK活性變化對(duì)骨骼肌蛋白質(zhì)降解的作用。將36只 SD大鼠進(jìn)行一次跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)，坡度5%，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度25 m/min，運(yùn)動(dòng)時(shí)間60 min。取樣為運(yùn)動(dòng)前、運(yùn)動(dòng)0.5、1 h，運(yùn)動(dòng)后1、2、6 h等6個(gè)點(diǎn)。使用高效液相色譜法測定AMP、ATP質(zhì)量摩爾濃度；采用同位素技術(shù)測定腓腸肌中AMPK活性的變化；采用熒光定量PCR技術(shù)，測定腓腸肌中MuRF1、MAFbx基因表達(dá)量的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：(1)運(yùn)動(dòng)0.5 h到運(yùn)動(dòng)后即刻，AMP質(zhì)量摩爾濃度及AMP與ATP質(zhì)量摩爾濃度比值升高(P<0.05)，運(yùn)動(dòng)后1、2、6 h組，腓腸肌AMP質(zhì)量摩爾濃度及AMP、ATP質(zhì)量摩爾濃度比值與安靜組比較差異沒有顯著性；ATP質(zhì)量摩爾濃度各組變化不大，差異沒有顯著性。(2)AMPK活性在運(yùn)動(dòng)0.5 h后開始升高，運(yùn)動(dòng)后2 h達(dá)到最高，運(yùn)動(dòng)后6 h開始下降但還高于對(duì)照組。(3)與安靜組比較，運(yùn)動(dòng)0.5 h組、運(yùn)動(dòng)1 h組MuRF1 mRNA、MAFbx mRNA表達(dá)量差異沒有顯著性；運(yùn)動(dòng)后1 h、2 h組MuRF1 mRNA、MAFbx mRNA表達(dá)量與安靜組比較升高，差異有非常顯著性(P<0.01)，分別升高1.98、3.57和1.95、2.55倍；運(yùn)動(dòng)后6 h組MuRF1 mRNA、MAFbx mRNA表達(dá)量與安靜組比較升高，差異有顯著性(P<0.05)。結(jié)果說明：一次性大強(qiáng)度耐力運(yùn)動(dòng)后1～6 h，骨骼肌蛋白質(zhì)降解可能增強(qiáng)，其原因可能是AMPK活化，促進(jìn)MAFbx mRNA、MuRF1 mRNA基因表達(dá)，促進(jìn)骨骼肌蛋白質(zhì)的降解。

運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)；腺苷酸活化蛋白激酶；泛素蛋白連接酶；蛋白質(zhì)降解；大鼠；腺苷一磷酸

泛素蛋白酶體系統(tǒng)是一個(gè)主要的蛋白質(zhì)降解系統(tǒng)，對(duì)動(dòng)物的研究逐漸顯示：在肌肉萎縮過程中，泛素蛋白酶體系統(tǒng)促使蛋白質(zhì)降解。Muscle Ring Finger 1(MuRF1)和 Atrophy F-box(MAFbx 也稱為 Atrogin-1)均屬于泛素蛋白連接酶，是目前發(fā)現(xiàn)的與骨骼肌蛋白質(zhì)分解代謝關(guān)系最為密切的泛素蛋白連接酶。有報(bào)道在制動(dòng)、去神經(jīng)、后肢懸吊、饑餓以及病理情況(糖尿病、腫瘤、膿毒癥)下，骨骼肌萎縮的模型中，MuRF1、MAFbx表達(dá)量均明顯增高[1-3]。目前研究認(rèn)為 MuRF1和MAFbx是骨骼肌蛋白質(zhì)降解的標(biāo)志。測定其表達(dá)量的變化可反映骨骼肌蛋白質(zhì)的降解情況。

腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase，AMPK)在真核細(xì)胞生物中廣泛存在，屬絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶。骨骼肌中 AMP含量升高是促進(jìn)AMPK激活的主要因素。有報(bào)道機(jī)體在缺氧、缺血以及葡萄糖缺乏等情況下可激活哺乳動(dòng)物細(xì)胞中的AMPK，其原因也是由于提高了 AMP含量、AMP與ATP的比值，促進(jìn)了AMPK的激活。關(guān)于運(yùn)動(dòng)對(duì)AMP含量的影響，有資料顯示隨著運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的增加，AMP與ATP比值呈波動(dòng)性上升趨勢[4]。

2005年，Thomson[5]研究報(bào)道AMPK可能抑制骨骼肌蛋白質(zhì)的合成，其采用老年大鼠和成年大鼠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，進(jìn)行機(jī)械刺激促使大鼠肌肉肥大，觀察到隨著年齡增大，大鼠快肌肥大情況隨之下降，快肌中AMPK活性反而增加；大鼠慢肌纖維隨著年齡增大，肥大情況沒有差異，慢肌中AMPK的活性也沒有差異。研究者認(rèn)為年齡造成AMPK活性的升高可能是造成快肌肥大程度減弱的原因。該研究觀察到隨著年齡增大大鼠快肌肥大情況隨之下降，推測AMPK可能有抑制蛋白質(zhì)的合成，或者有促進(jìn)蛋白質(zhì)降解的作用。

有報(bào)道在運(yùn)動(dòng)過程中，AMPK活性顯著升高，能抑制蛋白質(zhì)的合成[6]。而關(guān)于AMPK活性升高促進(jìn)骨骼肌蛋白質(zhì)降解的研究較少，2007年有報(bào)道用 5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸(5 -aminoimidazole-4-carboxamide ribonucleoside，AICAR)處理C2C12肌管，觀察到基質(zhì)中3-甲基組氨酸(3-methylhistidine，3-MH)含量升高和MAFbx mRNA、MuRF1 mRNA的表達(dá)。3-MH是一種微量氨基酸，主要存在于骨骼肌的肌動(dòng)蛋白和肌凝蛋白內(nèi)(約91.1%)，是收縮蛋白質(zhì)分解代謝釋放的產(chǎn)物，測定3-MH的釋放量可間接反映肌纖維蛋白的降解。因此，研究者認(rèn)為AMPK活化刺激了C2C12肌管中肌纖維蛋白的降解[7]。目前，還沒有見到對(duì)一次大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)過程中，AMPK活性的升高對(duì)骨骼肌蛋白質(zhì)降解的研究。本研究擬采用大鼠進(jìn)行一次性大強(qiáng)度耐力運(yùn)動(dòng)模型，探討AMPK活性的變化，以及測定大鼠腓腸肌中MuRF1、MAFbx基因表達(dá)量的變化，探討在一次大強(qiáng)度耐力運(yùn)動(dòng)過程中，AMPK對(duì)骨骼肌蛋白質(zhì)降解的作用。

1 材料

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

雄性Sprague-Dawley大鼠(SPF級(jí))，8周齡，體重190～220 g，購于北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)經(jīng)北京體育大學(xué)動(dòng)物福利倫理審查委員會(huì)同意，并嚴(yán)格按照北京體育大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室規(guī)定執(zhí)行。屏障環(huán)境飼養(yǎng)，溫度(23±2)℃，相對(duì)濕度(65±5)%，晝夜明暗交替時(shí)間為12 h。每籠4只，自由飲食與飲水。

1.2 動(dòng)物分組

36只大鼠分為6組，每組6只。安靜飼養(yǎng)3 d，以適應(yīng)新環(huán)境。跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)適應(yīng)3 d(第1天10 min，10 m/min；第2天15 min，10 m/min，第3天15 min，15m/min)，休息1 d，然后進(jìn)行一次性大強(qiáng)度耐力運(yùn)動(dòng)(25 m/min，5%坡度)，除安靜組不運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)0.5 h組運(yùn)動(dòng)時(shí)間為0.5 h外，其它組運(yùn)動(dòng)時(shí)間為1 h。根據(jù)動(dòng)物運(yùn)動(dòng)時(shí)間和取材時(shí)間分組為：安靜(C)、運(yùn)動(dòng)0.5 h(T1)、運(yùn)動(dòng)1 h(T2)、運(yùn)動(dòng)后1 h(T3)、運(yùn)動(dòng)后2 h(T4)、運(yùn)動(dòng)后6 h(T5)。

1.3 樣品制備

根據(jù)分組情況進(jìn)行取材，大鼠稱重后，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%戊巴比妥鈉(注射劑量為100 g體重0.25 mL)腹腔注射麻醉，腹主動(dòng)脈取血后，迅速取等量的紅、白腓腸肌，放入液氮中速凍保存。取材完成后把標(biāo)本轉(zhuǎn)移至-80 ℃冰箱保存，待用。

2 方法

2.1 骨骼肌AMP、ATP質(zhì)量摩爾濃度的測定

使用高效液相色譜法(High performance Liquid Chromatography，HPLC)測定 AMP、ATP 質(zhì)量摩爾濃度。

樣品前處理：用電子天平稱取肌組織50 mg，用眼科剪剪碎后，加入0.5 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.9%NaCl溶液(內(nèi)含0.5 mmol/L EDTA-2Na)和0.5 mL體積分?jǐn)?shù)3% HClO4溶液，用電動(dòng)勻漿器冰浴勻漿。勻漿后，4 ℃下沉淀蛋白(靜置時(shí)間不少于10 min)，3 000 r/min，4 ℃，離心10 min。取上清液0.5 mL，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)20% KOH溶液 40 μL，4℃靜置 30 min，11 000 r/min，5 min離心，取上清200 μL，-80 ℃保存待測。

分析條件：高效液相色譜儀(Agilent 1100 series，德國Agilent公司)，5 μm，150 A反相柱(4.6 mm×150 mm) cat.NO：Vs951505-0。流動(dòng)相為磷酸鉀緩沖液(50 mmo1/L KH2PO4)、甲醇和離子對(duì)試劑A的混合液(磷酸鉀緩沖液和甲醇的體積比為76︰24，混合液中離子對(duì)試劑A的濃度為5 mmol/L，最后調(diào)pH至5.8)，等比洗脫，流速為1 mL/min，檢測波長259 nm。柱溫20 ℃，進(jìn)樣量 20 μL。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)品濃度和其相應(yīng)的積分面積繪制出標(biāo)準(zhǔn)曲線，再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算出各個(gè)樣品的質(zhì)量摩爾濃度。

2.2 AMPK活性的測定方法

方法與參考文獻(xiàn)[8]同。

2.3 用實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)測定腓腸肌 MAFbx和MuRF1基因表達(dá)

方法與參考文獻(xiàn)[8]同。

2.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用 SPSS統(tǒng)計(jì)軟件包進(jìn)行單因素方差分析。以P<0.05表示差異有顯著性水平，以P<0.01表示差異有非常顯著性。

3 結(jié)果與分析

3.1 一次大強(qiáng)度耐力運(yùn)動(dòng)各組 AMP質(zhì)量摩爾濃度及AMP與ATP質(zhì)量摩爾濃度比值的變化

與安靜組比較，運(yùn)動(dòng)0.5 h組和運(yùn)動(dòng)1 h組大鼠腓腸肌AMP質(zhì)量摩爾濃度及AMP與ATP質(zhì)量摩爾濃度比值升高，差異有顯著性(P<0.05)，運(yùn)動(dòng)后1、2、6 h組，腓腸肌AMP質(zhì)量摩爾濃度及AMP與ATP質(zhì)量摩爾濃度比值與安靜組比較差異沒有顯著性；ATP質(zhì)量摩爾濃度各組差異沒有顯著性。AMP、ATP質(zhì)量摩爾濃度測定結(jié)果見表1。

表1 各組動(dòng)物實(shí)驗(yàn)前后AMP、ATP質(zhì)量摩爾濃度及AMP與ATP質(zhì)量摩爾濃度比值（±s）的變化

表1 各組動(dòng)物實(shí)驗(yàn)前后AMP、ATP質(zhì)量摩爾濃度及AMP與ATP質(zhì)量摩爾濃度比值（±s）的變化

1)與安靜組比較，P<0.05

組別 b(AMP)/(nmol·mg-1) b(ATP)/(nmol·mg-1) b(AMP)/b(ATP)C 53.64±5.91 252.76±11.79 0.21±0.05 T1 77.05±9.571) 239.56±11.63 0.32±0.091)T2 71.27±2.231) 245.89±38.80 0.29±0.031)T3 61.01±14.30 261.09±25.18 0.23±0.03 T4 54.14±4.57 308.09±29.40 0.18±0.05 T5 52.48±11.38 301.33±47.80 0.17±0.07

3.2 一次大強(qiáng)度耐力運(yùn)動(dòng)各組AMPK活性的變化

與安靜組AMPK活性(1.86±0.27) nmol·g-1·min-1比較，運(yùn)動(dòng)各組AMPK活性升高，差異有顯著性或非常顯著性(P<0.05或P<0.01)，且運(yùn)動(dòng)后1 h組達(dá)到最高，運(yùn)動(dòng)后6 h組AMPK活性開始下降。運(yùn)動(dòng)0.5 h、運(yùn)動(dòng)1 h、運(yùn)動(dòng)后1 h、運(yùn)動(dòng)后2 h、運(yùn)動(dòng)后5 h的AMPK活性分別為(3.65±0.22)、(5.19±0.87)、(5.90±0.62)、(5.84±0.60)、(5.24±0.80) nmol·g-1·min-1，運(yùn)動(dòng) 0.5 h、運(yùn)動(dòng)1 h、運(yùn)動(dòng)后5 h差異有顯著性，運(yùn)動(dòng)后1、2 h差異有非常顯著性。

3.3 一次大強(qiáng)度耐力運(yùn)動(dòng)各組 MuRF1mRNA和 MAFbx mRNA表達(dá)量的變化

與安靜組相比，運(yùn)動(dòng)0.5 h、1 h組MuRF1 mRNA、MAFbx mRNA表達(dá)量差異沒有顯著性；運(yùn)動(dòng)后2 h組MuRF1 mRNA、MAFbx mRNA表達(dá)量與安靜組比較，差異有非常顯著性(P<0.01)，分別升高 1.89、3.57和1.95、2.55倍；運(yùn)動(dòng)后6 h組MuRF1 mRNA、MAFbx mRNA表達(dá)量與安靜組相比較，差異有顯著性(P<0.05)(見圖 1、2、3)。

圖1 MAFbx實(shí)時(shí)熒光定量PCR熔解、擴(kuò)增曲線

圖2 MuRF1實(shí)時(shí)熒光定量PCR熔解、擴(kuò)增曲線

圖3 GAPDH實(shí)時(shí)熒光定量PCR熔解、擴(kuò)增曲線

4 討論

4.1 一次大強(qiáng)度耐力運(yùn)動(dòng)各組 AMP質(zhì)量摩爾濃度、AMP與ATP比值和AMPK活性的變化

骨骼肌收縮和運(yùn)動(dòng)時(shí)，ATP被大量消耗，相應(yīng)地，AMP大量產(chǎn)生，AMP與ATP比值升高導(dǎo)致AMPK的激活。有資料顯示隨著運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的增加，AMP與ATP比值呈波動(dòng)性上升趨勢[4]。本研究采用一次性大強(qiáng)度耐力運(yùn)動(dòng)，觀察到運(yùn)動(dòng)0.5 h組和運(yùn)動(dòng)1 h組大鼠腓腸肌AMP質(zhì)量摩爾濃度及AMP與ATP比值與安靜組相比升高，差異有顯著性(P<0.05)，運(yùn)動(dòng)后1、2、6 h組，腓腸肌AMP質(zhì)量摩爾濃度及AMP與ATP比值與安靜組比較差異沒有顯著性；ATP質(zhì)量摩爾濃度與安靜組比較，差異沒有顯著性(見表1)。本研究觀察到運(yùn)動(dòng)后各組與安靜組比較，AMP質(zhì)量摩爾濃度及AMP與ATP比值差異沒有顯著，說明運(yùn)動(dòng)后AMP消除較快。張國華[6]報(bào)道大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后即刻 AMP含量，AMP與 ATP比值與安靜組比較顯著性升高，運(yùn)動(dòng)后1、6 h組，AMP、AMP與ATP比值與安靜組比較差異沒有顯著性，與本研究結(jié)果相一致，支持本研究結(jié)果。

與安靜組相比，運(yùn)動(dòng)各組AMPK活性升高，差異有顯著性或非常顯著性(P<0.05或P<0.01)，且運(yùn)動(dòng)后1 h組達(dá)到最高，運(yùn)動(dòng)后6 h組AMPK活性開始下降。結(jié)合本次測定的AMP質(zhì)量摩爾濃度及AMP與ATP比值在運(yùn)動(dòng)中顯著升高，本研究認(rèn)為AMP質(zhì)量摩爾濃度及AMP與ATP比值升高可能對(duì)促進(jìn)AMPK激活具有重要作用。同時(shí)觀察到AMPK的活性具有延遲性，當(dāng)運(yùn)動(dòng)后AMP質(zhì)量摩爾濃度及AMP與ATP比值降低時(shí)，AMPK活性仍然處于較高水平，與AMP質(zhì)量摩爾濃度及AMP與ATP比值變化不一致。本研究觀察到運(yùn)動(dòng)后6 h，AMPK活性仍然高于安靜組，該研究結(jié)果與張國華[6]的結(jié)果不同，其研究觀察到運(yùn)動(dòng)后即刻 AMPK活性顯著升高，運(yùn)動(dòng)后1 h恢復(fù)到安靜水平。研究結(jié)果的不同可能與研究對(duì)象、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度不同有關(guān)，張的研究對(duì)象是腓腸肌的白肌，而本研究的對(duì)象是腓腸肌的紅白肌各半。有報(bào)道運(yùn)動(dòng)能顯著的升高慢肌比目魚肌AMPK的磷酸化，而不能使快肌中AMPK的磷酸化升高[9-10]。AMPK磷酸化是反映AMPK活性的一個(gè)指標(biāo)，AMPK磷酸化增加，其活性增強(qiáng)。本研究取樣用腓腸肌紅白肌各半，樣品中紅腓腸肌含量升高，可能是AMPK活化持續(xù)時(shí)間延長的原因。其研究觀察到AMPK活性在運(yùn)動(dòng)后即刻最高，在運(yùn)動(dòng)后1 h恢復(fù)到安靜水平，也說明AMPK活性恢復(fù)較慢，與本研究觀察到AMPK活性具有延遲性具有一致性。

4.2 一次大強(qiáng)度耐力運(yùn)動(dòng)各組 MAFbx mRNA、MuRF1 mRNA表達(dá)量及AMPK活性的變化

MuRF1和MAFbx均屬于泛素蛋白連接酶，是目前發(fā)現(xiàn)的與骨骼肌蛋白質(zhì)分解代謝關(guān)系最為密切的泛素蛋白連接酶。在制動(dòng)、去神經(jīng)、后肢懸吊、饑餓等多種骨骼肌萎縮模型中，這兩種酶的表達(dá)均明顯增高[11-12]。有研究認(rèn)為MuRF1和MAFbx可作為骨骼肌萎縮的早期標(biāo)志物，幫助診斷肌肉萎縮方面的疾病。

運(yùn)動(dòng)對(duì)MuRF1 mRNA、MAFbx mRNA表達(dá)的影響報(bào)道不一。有報(bào)道抗阻運(yùn)動(dòng)后即刻到運(yùn)動(dòng)后24 h內(nèi)，MuRF1 mRNA表達(dá)量升高[13-16]；在抗阻運(yùn)動(dòng)后即刻或運(yùn)動(dòng)后4 h內(nèi)MAFbx mRNA表達(dá)量升高[13，17]，另有報(bào)道在進(jìn)行抗阻運(yùn)動(dòng)后幾小時(shí)內(nèi)，這些基因或者降低，或者不變[18-19]。但多數(shù)研究結(jié)果都認(rèn)為MuRF1 mRNA、MAFbx mRNA表達(dá)量在運(yùn)動(dòng)后增加，在數(shù)小時(shí)內(nèi)最高，到運(yùn)動(dòng)后24 h恢復(fù)到安靜狀態(tài)。而關(guān)于一次性耐力運(yùn)動(dòng)對(duì)MuRF1 mRNA、MAFbx mRNA基因表達(dá)的報(bào)道較少，有報(bào)道人進(jìn)行跑步運(yùn)動(dòng)后1～4 h內(nèi)MuRF1 mRNA增加3.6倍，MAFbx mRNA增加1.6倍；而進(jìn)行抗阻運(yùn)動(dòng)后1～4 h內(nèi)，MuRF1 mRNA增加3.5倍，MAFbx mRNA表達(dá)不變化，認(rèn)為跑步比抗阻運(yùn)動(dòng)更能誘導(dǎo)蛋白質(zhì)分解相關(guān)基因的表達(dá)[13]。

本研究采用大鼠一次性大強(qiáng)度耐力運(yùn)動(dòng)模型，觀察到運(yùn)動(dòng)0.5、1 h組MuRF1 mRNA、MAFbx mRNA表達(dá)量與安靜組相比差異沒有顯著性；運(yùn)動(dòng)后1、2 h組MuRF1 mRNA、MAFbx mRNA表達(dá)量與安靜組相比升高，差異有非常顯著性(P<0.01)，分別升高1.89、3.57和1.95、2.55倍；運(yùn)動(dòng)后6 h組MuRF1 mRNA、MAFbx mRNA表達(dá)量與安靜組相比升高，差異有顯著性。這與多數(shù)報(bào)道抗阻運(yùn)動(dòng)后MuRF1 mRNA、MAFbx mRNA表達(dá)量升高的結(jié)果相一致，同時(shí)與Louis E[13]研究跑步運(yùn)動(dòng)后MuRF1 mRNA、MAFbx mRNA表達(dá)量升高的結(jié)果相一致。

關(guān)于探討 AMPK活性與骨骼肌蛋白質(zhì)代謝的關(guān)系。2005年Thomson[5]研究報(bào)道AMPK可能抑制骨骼肌蛋白質(zhì)的合成，其采用老年大鼠和成年大鼠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，進(jìn)行機(jī)械刺激促使大鼠肌肉肥大，觀察到隨著年齡增大大鼠快肌肥大情況隨之下降，快肌中 AMPK活性反而增加；大鼠慢肌纖維隨著年齡增大肥大情況沒有差異，慢肌中 AMPK的活性也沒有差異。研究者認(rèn)為隨著年齡增大，AMPK活性升高可能是造成快肌肥大程度減弱的原因。2007年有報(bào)道用AMPK激活劑AICAR處理C2C12肌管，觀察到基質(zhì)中3-MH的含量和MAFbx mRNA、MuRF1 mRNA的表達(dá)量升高，認(rèn)為AMPK活化刺激了 C2C12肌管中肌纖維蛋白質(zhì)的降解[7]。2010年馬延超[8]報(bào)道用AICAR注射大鼠后肢大腿提高骨骼肌中 AMPK的活性，觀察到大鼠骨骼肌中 MuRF1 mRNA和MAFbx mRNA表達(dá)量升高，認(rèn)為AMPK活性升高能促進(jìn)骨骼肌蛋白質(zhì)的降解。

本研究探討一次大強(qiáng)度耐力運(yùn)動(dòng)過程中，AMPK活性變化與MuRF1 mRNA和MAFbx mRNA表達(dá)量的關(guān)系，觀察到在運(yùn)動(dòng)后1、2、6 h組，AMPK的活性和MuRF1 mRNA和MAFbx mRNA表達(dá)量的變化成一致性，隨著AMPK活性升高，MuRF1 mRNA和MAFbx mRNA表達(dá)量升高。這與Nakashima[7]的研究結(jié)論相一致。而在運(yùn)動(dòng)過程中，即運(yùn)動(dòng)0.5、1 h組，AMPK活性升高，MuRF1 mRNA和MAFbx mRNA的表達(dá)量卻沒有變化，這與我們的假設(shè)一次大強(qiáng)度耐力運(yùn)動(dòng)過程中，AMPK活性升高促進(jìn) MuRF1 mRNA和 MAFbx mRNA表達(dá)量升高的結(jié)論不一致。推測其原因可能有兩方面：(1)可能是由于運(yùn)動(dòng)0.5～1 h過程中AMPK活性是逐漸升高，促進(jìn)MuRF1 mRNA和MAFbx mRNA表達(dá)的作用可能不是很強(qiáng)，或者是由于AMPK作用具有一定的潛伏期，所以，在運(yùn)動(dòng)過程中，沒有觀察到MuRF1 mRNA和MAFbx mRNA表達(dá)量相應(yīng)升高；(2)在運(yùn)動(dòng)中，機(jī)體為了持續(xù)的運(yùn)動(dòng)，可能通過其它途徑，抵消了AMPK活性升高，促進(jìn)MuRF1 mRNA和MAFbx mRNA表達(dá)的作用，抑制骨骼肌蛋白質(zhì)的降解，而在運(yùn)動(dòng)后，機(jī)體的保護(hù)效應(yīng)解除，AMPK活性升高促進(jìn)MuRF1 mRNA和MAFbx mRNA的表達(dá)，促進(jìn)了骨骼肌蛋白質(zhì)的降解與重構(gòu)。

總之，本研究認(rèn)為大鼠進(jìn)行一次性大強(qiáng)度耐力運(yùn)動(dòng)，AMP質(zhì)量摩爾濃度及AMP與ATP比值在運(yùn)動(dòng)中顯著升高，在運(yùn)動(dòng)后迅速恢復(fù)。AMPK活性在運(yùn)動(dòng)0.5 h后開始升高，持續(xù)到運(yùn)動(dòng)后6 h。在大強(qiáng)度耐力運(yùn)動(dòng)后，AMPK活性升高可能對(duì)促進(jìn)了 MAFbx mRNA和MuRF1 mRNA的表達(dá)，促進(jìn)了骨骼肌蛋白質(zhì)的降解具有一定的作用。

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Effects of one time high intensity endurance exercising on the degradation of skeletal muscle protein and changes of AMPK activity in rats

MA Yan-chao1，ZHU Rong2，XU Shou-sheng3，WANG Rui-yuan3
(1.School of Physical Education，Luoyang normal University，Luoyang 471022，China；2.Wenzhou Medical College，Wenzhou 325035，China；3.Beijing Sport University，Beijing 100084，China)

The authors probed into functions played by changes of AMPK activity in the degradation of skeleton muscle protein during one time high intensity endurance exercising. Method: let 36 SD rats do a one time treadmill exercise at a slope of 5%, an exercise intensity of 25 m/min, and an exercise time of 60min. Sampling times were before exercising, after 0.5h and 1h of exercising, 1 h, 2 h and 6 h after exercising. The authors measured AMP and ATP molalities by using high efficiency liquid chromatography, changes of AMPK activity in gastrocnemius muscle by using isotope technology, and changes of MuRF1 and MAFbx gene expressions in gastrocnemius muscle by using fluorescence quantification PCR technology. Results: 1) from the moment after 0.5 h of exercising to the movement immediately after exercising, AMP molality and the ratio of AMP molality to ATP molality increased(P<0.05); there was no significant difference in AMP molality and the ratio of AMP molality to ATP molality in gastrocnemius muscle between 1 h, 2 h and 6h after exercising groups and the calm group; there was no significant change or difference in ATP molality between various groups; 2) AMPK activity started to increase after 1.5 h of exercising, reached its peak at 2 h after exercising, started to lower at 6 h after exercising but was still higher than that of rats in the control group; 3) there was no significant difference in MuRF1 mRNA and MAFbx mRNA expression volumes between after 0.5h and 1h of exercising groups and the calm group; compared with those of rats in the calm group, MuRF1 mRNA and MAFbx mRNA expression volumes of rats in 1h and 2 h after exercising groups increased by 1.98 times, 3.57 times and 1.95 times 2.55 times respectively, and the differences were very significant(P<0.01); compared with those of rats in the calm group, MuRF1 mRNA and MAFbxmRNA expression volumes of rats in the 6h after exercising group increased, and the differences were significant (P<0.05). The results indicate that in 1-6 h after one time high intensity endurance exercising, the degradation of skeletal muscle protein may be intensified, possibly by MAFbx mRNA and MuRF1 mRNA gene expressions promoted by AMPK activation.

exercise biochemistry；AMPK；MAFbx；MuRF1 mRNA；protein degradation；rat；AMP

G804.7

A

1006-7116(2011)02-0139-06

2010-10-13

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(30971411)；河南省科技廳項(xiàng)目(102102310324)。

馬延超（1969-），男，副教授，博士，研究方向：骨骼肌蛋白質(zhì)代謝。