劉延瑩 楊海平 馮慶鯤 李方暉

1 肇慶學(xué)院體育與健康學(xué)院（廣東肇慶526000）

2 南京師范大學(xué)體育科學(xué)學(xué)院（江蘇南京210046）

肌肉減少癥是一種以骨骼?。á蛐图±w維為主）質(zhì)量、肌力和功能增齡性減退為主要特征的退行性病變，已成為對(duì)老年人口危害最嚴(yán)重、影響最廣泛的全球性醫(yī)學(xué)難題之一。隨著人口老齡化的加速，肌肉減少癥的防治已成為重要的研究課題。長(zhǎng)期以來(lái)，抗阻運(yùn)動(dòng)被認(rèn)為是對(duì)抗肌肉減少癥的有效方式[1]。然而，老年人進(jìn)行抗阻運(yùn)動(dòng)存在一定的難度和風(fēng)險(xiǎn)[2]。鑒于有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)老年人心肺功能、體成分以及心血管健康有改善作用，往往作為老年人推薦的運(yùn)動(dòng)方式。研究顯示[3]，老年人進(jìn)行9～12 個(gè)月適宜有氧運(yùn)動(dòng)后，腓腸肌Ⅰ型和Ⅱa 型肌纖維橫截面積均增大，毛細(xì)血管密度增多。此外，有氧運(yùn)動(dòng)可誘導(dǎo)老齡小鼠骨骼肌線粒體發(fā)生一系列適應(yīng)性改變，對(duì)提高線粒體功能、防止肌細(xì)胞凋亡有重要意義[4]。然而，在臨床應(yīng)用方面，肌肉減少癥患者的運(yùn)動(dòng)水平很低[5]，直接采用運(yùn)動(dòng)療法容易造成損傷[6，7]。

弱激光療法（low level laser therapy，LLLT）是通過(guò)照射生物系統(tǒng)產(chǎn)生光生物調(diào)節(jié)作用（photobiomodulation，PBM）來(lái)刺激或抑制生物功能的一種有效康復(fù)手段，不會(huì)對(duì)生物系統(tǒng)產(chǎn)生不可逆的損傷[8]。研究發(fā)現(xiàn)，LLLT 可用于肌肉減少癥的防護(hù)[9，10]。然而，單獨(dú)采用LLLT的作用較有限[11]。近年來(lái)，研究者逐漸探究LLLT和運(yùn)動(dòng)二者聯(lián)合對(duì)骨骼肌的調(diào)節(jié)作用。文獻(xiàn)報(bào)道，運(yùn)動(dòng)前采用LLLT 預(yù)照射不僅延遲骨骼肌疲勞發(fā)生[12]，而且有效提高骨骼肌功能和運(yùn)動(dòng)能力[13，14]。因此，運(yùn)動(dòng)前采用LLLT 預(yù)照射療法對(duì)運(yùn)動(dòng)水平較低的肌肉減少癥患者的治療具有重要借鑒意義。

然而，目前LLLT聯(lián)合有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)肌肉減少癥的機(jī)制尚不明確。線粒體穩(wěn)態(tài)失衡是肌肉減少癥發(fā)生機(jī)制之一[15，16]。研究指出，有氧運(yùn)動(dòng)效應(yīng)主要是激活過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ輔激活子1α（peroxisome proliferator-activated receptor-γ coactivator-1α，PGC-1α）引起線粒體生物合成增加[1]。PGC-1α是線粒體生物合成的關(guān)鍵調(diào)控者，對(duì)衰老骨骼肌線粒體穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)起重要作用[17]。Ⅲ型組蛋白去乙?；福⊿irtuins，SIRTs）是乙酰胺腺嘌呤二核苷酸（Nicotimide AdenosineDinucleotide+，NAD+）依賴的去乙?；?，在衰老和衰老相關(guān)性疾病中發(fā)揮重要調(diào)控作用[18]。SIRTs包括SIRT1-SIRT7七個(gè)家族成員。研究表明，SIRTs通過(guò)調(diào)控PGC-1α轉(zhuǎn)錄活性調(diào)節(jié)衰老骨骼肌線粒體穩(wěn)態(tài)[18，19]。胰島素樣生長(zhǎng)因子1（insulin like growth factor 1，IGF-1）是骨骼肌蛋白質(zhì)合成的重要調(diào)控因子，對(duì)于維持肌肉質(zhì)量至關(guān)重要[20]。IGF-1 激活引起骨骼肌肥大效應(yīng)是對(duì)抗增齡性肌肉減少的有效途徑[1]。事實(shí)上，PGC-1α與氧化應(yīng)激、炎癥和骨骼肌蛋白質(zhì)水解等多個(gè)信號(hào)通路之間存在“串流”[17]。Sendri 指出，PGC-1α可通過(guò)抑制叉頭轉(zhuǎn)錄因子（Forkhead box O，F(xiàn)OXO）的轉(zhuǎn)錄活性影響IGF-1/磷脂酰肌醇3 激酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，AKT）/哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）信號(hào)軸降低衰老骨骼肌蛋白質(zhì)降解[21]。Ruas等進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，PGC-1α基因亞型PGC-1α4在肌纖維肥大效應(yīng)中起重要作用，可能與激活I(lǐng)GF-1表達(dá)有關(guān)[22]。這些研究表明，IGF-1可能是PGC-1α的下游調(diào)控因子。因此，骨骼肌SIRTs-PGC-1α軸激活不僅有利于維持線粒體穩(wěn)態(tài)，還可能激活I(lǐng)GF-1。研究發(fā)現(xiàn)，LLLT[23]和體育運(yùn)動(dòng)[24]可以增加NAD+和其還原形式NADH的比值（NAD+/NADH），提高SIRTs 活性。然而，LLLT 聯(lián)合有氧運(yùn)動(dòng)如何調(diào)控SIRTs-PGC-1α軸？對(duì)IGF-1 蛋白表達(dá)的影響如何？尚不清楚?；诖耍狙芯刻接慙LLT聯(lián)合有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)SIRTs-PGC-1α軸和IGF-1蛋白表達(dá)的影響，探討LLLT預(yù)照射聯(lián)合有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)增齡骨骼肌肌肉質(zhì)量減少的效應(yīng)及可能機(jī)制，為肌肉減少癥的防治提供理論依據(jù)。

1 對(duì)象與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組

32只18月齡雌性SD大鼠購(gòu)于廣州中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物中心，體重平均為378.4± 11.2 g，在室溫20～24℃、光照時(shí)間07：00～19：00 條件下，分籠飼養(yǎng)，適應(yīng)性喂養(yǎng)1 周后，隨機(jī)分為安靜對(duì)照組（sedentary control，SC組）、有氧運(yùn)動(dòng)組（aerobic exercise，AE 組）、弱激光照射組（low level laser therapy，LLLT 組）和LLLT 預(yù)照射聯(lián)合有氧運(yùn)動(dòng)組（LLLT pre-irradiation combined aerobic exercise，LLLE組），每組各8只。

1.2 實(shí)驗(yàn)方案

SC 組大鼠自由生活；AE 組參照Bejma 等[40]18月齡大鼠訓(xùn)練負(fù)荷方案，進(jìn)行為期8 周、速度15 m/min、坡度5°、每天15 min 跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)，負(fù)荷強(qiáng)度相當(dāng)于60%～75% VO2max；LLLT 組采用810 nm Ga-Al-As 激光器照射大鼠雙側(cè)大腿前側(cè)中間部分，每側(cè)照射兩個(gè)點(diǎn)，單點(diǎn)照射時(shí)間30 s，照射面積0.4 cm2，輸出功率50 mW，功率強(qiáng)度125 mW/cm2，能量密度為3.75 J/cm2，1 次/天，5 d/周，持續(xù)8 周；LLLE 組大鼠每次運(yùn)動(dòng)前進(jìn)行弱激光預(yù)照射，方案分別同LLLT組和AE組，1次/天，5 d/周，連續(xù)8周。

1.3 測(cè)試指標(biāo)與方法

1.3.1 腓腸肌指數(shù)

最后一次實(shí)驗(yàn)結(jié)束48 h后將大鼠麻醉處死稱(chēng)重，取兩側(cè)腓腸肌組織稱(chēng)重并計(jì)算腓腸肌指數(shù)：腓腸肌指數(shù)=[腓腸肌質(zhì)量（mg）/體重（g）]。

1.3.2 總mRNA提取及Real Time-PCR反應(yīng)

取50～100 g 腓腸肌組織塊加入液氮和Trizol 在研缽中研磨成粉，然后按試劑說(shuō)明書(shū)操作步驟進(jìn)行總RNA 提取、逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)和PCR 反應(yīng)。所需試劑購(gòu)自大連寶生物科技公司。去乙?；?-7（sirtuin1-7，SIRT1-7）、PGC-1 α、線 粒 體 轉(zhuǎn) 錄 因 子A（mitochondrial transcription factor a，TFAM）和核呼吸因子（nuclear respiratory factor 1，NRF-1）擴(kuò)增引物基于Genebank查找序列采用Primer Express 3.0軟件設(shè)計(jì)，由上海英維捷基生物公司合成。以大鼠β-肌動(dòng)蛋白（β-actin）作為內(nèi)參，根據(jù)公式2-△△Ct計(jì)算目的基因的相對(duì)表達(dá)量。

表1 基因引物序列（5’-3’）

1.3.3 Western Blot測(cè)定IGF-1蛋白表達(dá)

使用RIPA裂解液裂解腓腸肌組織，采用BCA蛋白定量試劑盒測(cè)定蛋白濃度，并統(tǒng)一調(diào)成3 μg/μl，分裝，-80℃保存?zhèn)溆?。取出蛋白樣品，放入沸水中煮? 分鐘使蛋白變性，冷卻后待用。依據(jù)BCA 法所測(cè)的蛋白濃度，在上樣孔內(nèi)加入等量的總蛋白。經(jīng)12%SDS-PAGE 分離后，將蛋白轉(zhuǎn)至NC 膜上。用5%脫脂奶粉室溫封閉2 小時(shí)，洗滌后加入IGF-1 一抗（1︰200稀釋?zhuān)?gòu)自Santa Cruz Biotechnology公司），4℃孵育過(guò)夜。次日用1 × TBST 洗膜10 min × 3 次，加山羊抗鼠二抗（1∶10000 稀釋?zhuān)?gòu)自Santa Cruz Biotechnology公司），室溫孵育1.5 小時(shí)，1 × TBST 洗膜5 min × 4次。取適量ECL 熒光底物（購(gòu)自Pierce 公司）A 液和B液按1∶1 比例混勻后，將膜浸泡其中，室溫孵育3～5 min后，用濾紙將膜表面液體擦干，并將其置于暗室，取醫(yī)用X光底片覆蓋，曝光1分鐘后，依次顯影、定影。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

使用SPSS17.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果均以均值±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示，采用單因素方差分析，P＜0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同干預(yù)方法對(duì)增齡大鼠腓腸肌質(zhì)量和腓腸肌指數(shù)的影響

表2結(jié)果顯示，各組大鼠體重均沒(méi)有顯著性差異（P＞0.05）；與SC組相比，AE組、LLLT組和LLLE組腓腸肌質(zhì)量（P＜0.05）和腓腸肌指數(shù)（P＜0.01）增加；LLLE 組腓腸肌指數(shù)高于AE組（P＜0.05）和LLLT組（P＜0.05）。

2.2 不同干預(yù)方法對(duì)增齡大鼠腓腸肌SIRTs 基因mRNA表達(dá)的影響

圖1結(jié)果顯示，與SC 組相比，AE 組SIRT1（P＜0.01）、SIRT2（P＜0.05）以及SIRT3-7 mRNA（P＜0.01）表達(dá)升高，LLLT 組SIRT1-5 mRNA（P＜0.05）表達(dá)升高，LLLE 組SIRT1（P＜0.01）、SIRT2（P＜0.05）、SIRT3（P＜0.01）、SIRT4（P＜0.05）、SIRT5（P＜0.01）和SIRT7 mRNA（P＜0.01）表達(dá)均升高；與AE 組相比，LLLT 組SIRT3 （P＜0.05）、SIRT6 （P＜0.01）和SIRT7 mRNA（P＜0.01）表達(dá)降低，LLLE 組SIRT1（P＜0.05）、SIRT3 mRNA（P＜0.01）表達(dá)升高，SIRT6 mRNA表達(dá)降低（P＜0.01）；與LLLT 組相比，LLLE 組SIRT1 mRNA （P＜0.05）、SIRT3（P＜0.01）和SIRT7 mRNA（P＜0.01）表達(dá)升高。

圖1 不同干預(yù)組增齡大鼠腓腸肌SIRT1-7 mRNA表達(dá)

2.3 不同干預(yù)方法對(duì)增齡大鼠腓腸肌線粒體生物合成相關(guān)基因mRNA表達(dá)的影響

圖2結(jié)果顯示，與SC組相比，AE組（P＜0.01）、LLLT組（P＜0.05）和LLLE 組（P＜0.01）的PGC-1α mRNA 表達(dá)水平均升高，LLLE組的PGC-1α mRNA 表達(dá)水平高于AE 組（P＜0.05）和LLLT 組（P＜0.01）；與SC 組相比，AE 組、LLLT 組和LLLE 組NRF-1 mRNA（P＜0.05）和TFAM mRNA（P＜0.01）表達(dá)水平升高，三組間無(wú)顯著性差異（P＞0.05）。

圖2 不同干預(yù)組增齡大鼠腓腸肌PGC-1α、NRF-1和TFAM mRNA表達(dá)

2.4 不同干預(yù)方法對(duì)增齡大鼠腓腸肌IGF-1蛋白表達(dá)的影響

圖3結(jié)果顯示，與SC組相比，AE組（P＜0.05）、LLLT組（P＜0.05）和LLLE組（P＜0.01）的IGF-1蛋白表達(dá)水平均升高；LLLE組的IGF-1蛋白表達(dá)水平高于AE組（P＜0.05）和LLLT組（P＜0.05）。

圖3 不同干預(yù)組增齡大鼠腓腸肌IGF-1蛋白表達(dá)

3 討論

增齡過(guò)程伴隨骨骼肌質(zhì)量減少，是肌肉減少癥的典型特征。動(dòng)物研究表明，大鼠性成熟期（6～12月齡）后，后肢骨骼肌質(zhì)量逐漸下降，表現(xiàn)為肌纖維數(shù)目和橫截面積減少，到老年期約減少20%～25%[11]。Marzetti 等[25]研究不同月齡（8、18、29 和37月齡）大鼠腓腸肌質(zhì)量變化趨勢(shì)發(fā)現(xiàn)，大鼠骨骼肌質(zhì)量從18月齡開(kāi)始下降，隨著年齡增加逐漸下降并伴隨DNA 凋亡片段的增加。也有研究發(fā)現(xiàn)，大鼠增齡至22月齡時(shí)，腓腸肌質(zhì)量和體積均顯著下降[26]，腓腸肌質(zhì)量和腓腸肌指數(shù)分別比3月齡年輕大鼠降低24%和20%[27]。本研究選取18月齡自然衰老的雌性大鼠，干預(yù)8周后終止實(shí)驗(yàn)，即最終研究對(duì)象為20月齡大鼠。結(jié)合上述文獻(xiàn)推測(cè)，本研究大鼠在20月齡時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)明顯的增齡性骨骼肌質(zhì)量減少。

3.1 弱激光預(yù)照射聯(lián)合有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)增齡大鼠腓腸肌質(zhì)量的影響

體育運(yùn)動(dòng)是應(yīng)對(duì)肌肉減少癥的有效措施[28]。耐力運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，骨骼肌被長(zhǎng)時(shí)間動(dòng)員，可促進(jìn)肌纖維橫截面積、線粒體體積、線粒體酶活性和抗氧化水平增加、抑制凋亡信號(hào)，誘導(dǎo)骨骼肌產(chǎn)生良好適應(yīng)。Pasini 等[29]研究發(fā)現(xiàn)，8周大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)可使16～18月齡增齡大鼠肌肉減少癥得到明顯改善。Song 等[30]研究揭示，12 周中等強(qiáng)度大負(fù)荷量（15 m/min，15° incline，60 min/day，5 days/week）運(yùn)動(dòng)使27月齡增齡大鼠腓腸肌質(zhì)量增加了14.4%。Kang 等[31]研究報(bào)道，12 周中等強(qiáng)度跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)（17.5 m/min，10%坡度）使22月齡增齡大鼠比目魚(yú)肌質(zhì)量增加6%，比目魚(yú)肌指數(shù)增加11%。本研究發(fā)現(xiàn)，8 周中等強(qiáng)度低負(fù)荷量有氧運(yùn)動(dòng)（60%～75%VO2max，15 m/min，5° incline，15 min/day）誘導(dǎo)20月增齡大鼠腓腸肌質(zhì)量和腓腸肌指數(shù)分別增加23%和19.4%。然而，Andersen 等[26]發(fā)現(xiàn)，18月齡雌性增齡大鼠經(jīng)過(guò)9 周適度跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)（5 days/week，1 h/day，8 m/min）后，腓腸肌質(zhì)量和體積均沒(méi)有顯著增加。漆正堂等[4]研究也發(fā)現(xiàn)，以65%～75%最大負(fù)荷進(jìn)行每天1 h連續(xù)4 周耐力運(yùn)動(dòng)后，老齡小鼠骨骼肌不但質(zhì)量沒(méi)有改變，而且DNA 氧化損傷可能加劇。由此可見(jiàn)，盡管有氧運(yùn)動(dòng)可作為干預(yù)增齡性骨骼肌質(zhì)量減少的有效手段，但具體實(shí)施方案可能有待于進(jìn)一步優(yōu)化。

目前，LLLT在改善肌肉功能和治療肌萎縮方面顯示出良好的應(yīng)用前景。Nakano 等[10]研究揭示，LLLT 可通過(guò)刺激肌衛(wèi)星細(xì)胞增殖和血管生成促進(jìn)廢用性萎縮骨骼肌康復(fù)。Corazza 等[9]發(fā)現(xiàn)，連續(xù)12 周LLLT（850 nm，100 mW，120 J/cm2，0.5 cm2）照射可顯著增加圍絕經(jīng)期大鼠股直肌體積分?jǐn)?shù)。本研究發(fā)現(xiàn)，來(lái)自Ga-Al-As 激光器的LLLT（810 nm，125 mW/cm2，0.4 cm2，30 s）照射處理8周（1次/天，5次/周），腓腸肌質(zhì)量和腓腸肌指數(shù)分別比對(duì)照組增加18%和15%，表明單獨(dú)LLLT 對(duì)增齡大鼠骨骼肌質(zhì)量減少也具有一定效果。然而，LLLE組大鼠的腓腸肌質(zhì)量和腓腸肌指數(shù)升高更為明顯，分別比對(duì)照組增加37.7%和37.5%?？梢?jiàn)，LLLE 干預(yù)能更有效阻止增齡大鼠骨骼肌質(zhì)量減少。Amadio 等[11]研究也發(fā)現(xiàn)，LLLT（808 nm，1.071 W/cm2，0.028 cm2，40 s）預(yù)照射聯(lián)合游泳運(yùn)動(dòng)（90 min/day，6 days/week）干預(yù)6 周可將老齡大鼠顯著減少的腓腸肌橫截面積恢復(fù)到年輕大鼠水平，單獨(dú)運(yùn)動(dòng)也能引起老齡大鼠腓腸肌橫截面積顯著增加，然而單獨(dú)LLLT 沒(méi)有顯著效果。盡管本研究沒(méi)有測(cè)定腓腸肌橫截面積，但從腓腸肌質(zhì)量和腓腸肌指數(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)不難發(fā)現(xiàn)，LLLE 對(duì)增齡性肌肉減少干預(yù)效果優(yōu)于單獨(dú)LLLT或AE干預(yù)，二者可能具有疊加效應(yīng)，與我們的研究結(jié)果一致。

3.2 弱激光預(yù)照射聯(lián)合有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)增齡大鼠骨骼肌SIRTs基因和線粒體生物合成相關(guān)基因表達(dá)的影響

線粒體生物合成能力下降導(dǎo)致骨骼肌線粒體穩(wěn)態(tài)失調(diào)，是肌肉減少癥發(fā)生機(jī)制之一[15，16]。PGC-1α是線粒體生物合成的主要調(diào)控者，可調(diào)控下游基因如NRF-1 和TFAM 表達(dá)，對(duì)骨骼肌線粒體穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)起重要作用。SIRTs 是哺乳動(dòng)物衰老過(guò)程主要的調(diào)控因子[32]。研究指出，SIRTs在抗氧化防御、線粒體動(dòng)力學(xué)、自噬等線粒體應(yīng)激反應(yīng)中起至關(guān)重要的作用[33]。SIRTs 可通過(guò)去乙?；{(diào)控PGC-1α轉(zhuǎn)錄活性，調(diào)節(jié)線粒體生物合成[18，19]?？梢?jiàn)，SIRTs-PGC-1α軸對(duì)調(diào)控骨骼肌線粒體生物合成，維持衰老骨骼肌線粒體穩(wěn)態(tài)發(fā)揮重要作用。

SIRTs 是體育運(yùn)動(dòng)發(fā)揮有益效應(yīng)的分子基礎(chǔ)[24]。目前，運(yùn)動(dòng)對(duì)SIRT1和SIRT3的影響研究較多。耐力運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后，增齡骨骼肌SIRT1和SIRT3活性升高[34]。然而，運(yùn)動(dòng)對(duì)骨骼肌SIRT2、SIRT4～SIRT7 的影響研究較少。本研究發(fā)現(xiàn)，8 周中等強(qiáng)度AE 促進(jìn)增齡大鼠腓腸肌SIRT1～7 mRNA表達(dá)水平均顯著升高。耐力運(yùn)動(dòng)是刺激PGC-1α表達(dá)的有效方式[17]。體育運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，細(xì)胞能量感受器腺苷酸活化蛋白激酶（AMP activated protein kinase，AMPK）激活引起NAD+/NADH 比值增加，進(jìn)而激活SIRTs，同時(shí)AMPK誘導(dǎo)PGC-1α磷酸化并使其在隨后的SIRTs 去乙?；^(guò)程中激活[35]。本研究發(fā)現(xiàn)，8 周AE 后，腓腸肌PGC-1α、NRF-1 和TFAM mRNA 表達(dá)均顯著增加。提示，AE 可能激活SIRTs/PGC-1α軸，增加NRF-1 和TFAM mRNA 表達(dá)，提高增齡大鼠骨骼肌線粒體生物合成，有利于維持衰老骨骼肌線粒體穩(wěn)態(tài)。

LLLT 可以增加NAD+/NADH 比值[23]，提高SIRTs 活性。本研究發(fā)現(xiàn)，8 周LLLT 誘導(dǎo)增齡骨骼肌SIRT1-5 mRNA、PGC-1α、NRF-1 和TFAM mRNA 表達(dá)均增加?？梢?jiàn)，LLLT 在一定程度上影響增齡骨骼肌SIRTs水平，引起PGC-1α下游基因mRNA表達(dá)改變。本研究還發(fā)現(xiàn)，LLLE誘導(dǎo)增齡大鼠骨骼肌SIRT1-7、PGC-1α、NRF-1 和TFAM mRNA 水平均升高。此外，LLLE 組SIRT1和SIRT3 mRNA水平均高于AE組和LLLT組，這與LLLE 對(duì)PGC-1α mRNA 的影響效果恰好一致。研究揭示，SIRT1和SIRT3去乙?；⒓せ頟GC-1α，在調(diào)控線粒體功能方面具有協(xié)同作用[36]。據(jù)此推測(cè)，LLLE可能主要通過(guò)雙重調(diào)控SIRT1/SIRT3-PGC-1α軸，誘導(dǎo)NRF-1和TFAM表達(dá)，提高線粒體生物合成能力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)衰老骨骼肌線粒體穩(wěn)態(tài)調(diào)控。

3.3 弱激光預(yù)照射聯(lián)合有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)增齡大鼠骨骼肌IGF-1蛋白表達(dá)的影響

骨骼肌蛋白質(zhì)合成減少和降解增加是肌肉減少癥發(fā)生重要機(jī)制之一。研究發(fā)現(xiàn)[37]，IGF-1一方面通過(guò)激活PI3K/Akt/mTOR 通路促進(jìn)蛋白質(zhì)合成，另一方面通過(guò)抑制氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的線粒體功能失調(diào)和細(xì)胞色素c釋放保護(hù)細(xì)胞免于凋亡，在延緩增齡性骨骼肌丟失中起重要作用。長(zhǎng)期以來(lái)，抗阻運(yùn)動(dòng)被認(rèn)為是刺激IGF-1表達(dá)的最有效方式[1]。本研究發(fā)現(xiàn)，8周AE也可引起增齡大鼠骨骼肌中IGF-1蛋白表達(dá)增加。骨骼肌中IGF-1 表達(dá)可以被LLLT 所促進(jìn)[38]。本研究發(fā)現(xiàn)，8 周LLLT可促進(jìn)增齡大鼠骨骼肌IGF-1 蛋白表達(dá)。此外，LLLE組IGF-1 蛋白表達(dá)極顯著升高。Corazza 等[9]發(fā)現(xiàn)，LLLT、抗阻運(yùn)動(dòng)以及LLLT聯(lián)合抗阻運(yùn)動(dòng)可顯著增加切除卵巢大鼠股直肌IGF-1濃度和體積分?jǐn)?shù)。遺憾的是，本研究沒(méi)有進(jìn)行形態(tài)學(xué)測(cè)定，但結(jié)合腓腸肌質(zhì)量和指數(shù)測(cè)定結(jié)果不難發(fā)現(xiàn)，AE組、LLLT組和LLLE組IGF-1蛋白的變化與腓腸肌質(zhì)量和腓腸肌指數(shù)改變一致。提示，IGF-1蛋白表達(dá)增加促進(jìn)增齡骨骼肌質(zhì)量增加。

本研究還發(fā)現(xiàn)，LLLE 促進(jìn)IGF-1 蛋白表達(dá)效果優(yōu)于AE 和LLLT。這與LLLE 對(duì)SIRT1、SIRT3 和PGC-1α mRNA的影響效應(yīng)一致。研究揭示[17]，PGC-1α牽涉在控制肌肉質(zhì)量和功能的一系列細(xì)胞事件中。PGC-1α水平升高可通過(guò)降低凋亡、自噬和蛋白酶體降解阻止衰老骨骼肌質(zhì)量減少[39]。Sendri[21]發(fā)現(xiàn)，PGC-1α可通過(guò)IGF/PI3K/AKT/mTOR 軸降低衰老骨骼肌蛋白質(zhì)降解。Ruas等[22]研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，PGC-1α亞型PGC-1α4表達(dá)增加可引起IGF-1 表達(dá)增加和肌肉生長(zhǎng)抑制素myostatin基因表達(dá)降低，誘導(dǎo)肌纖維肥大。有趣的是，PGC-1α4 轉(zhuǎn)基因表達(dá)小鼠，其骨骼肌質(zhì)量和力量均增加[22]。這些研究表明，IGF-1 可能是PGC-1α的下游調(diào)控因子。結(jié)合上述LLLE 對(duì)增齡大鼠肌肉減少的干預(yù)效果以及對(duì)SIRT1/SIRT3-PGC-1α軸的調(diào)控作用，可以推測(cè)，LLLE促進(jìn)增齡大鼠骨骼肌質(zhì)量增加可能主要與LLLE 雙重調(diào)控SIRT1/SIRT3-PGC-1α軸，一方面促進(jìn)NRF-1和TFAM mRNA表達(dá)，維持線粒體穩(wěn)態(tài)，同時(shí)激活I(lǐng)GF-1蛋白表達(dá)有關(guān)。

4 結(jié)論

弱激光預(yù)照射聯(lián)合有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)增齡性骨骼肌質(zhì)量減少干預(yù)效果優(yōu)于有氧運(yùn)動(dòng)和弱激光療法，可能主要依賴于雙重調(diào)控SIRT1/SIRT3-PGC-1α軸，一方面提高增齡骨骼肌線粒體生物合成能力，維持線粒體穩(wěn)態(tài)，另一方面，激活增齡骨骼肌IGF-1蛋白表達(dá)。