蘇艷紅， 袁乾坤， 肖 蓉， 陳 娟， 李 強(qiáng)， 張世超

(1. 遼寧師范大學(xué)體育學(xué)院， 遼寧省運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 大連116029； 2. 遼寧省大連市旅順口區(qū)大華小學(xué)， 大連116041； 3. 遼寧師范大學(xué)生命科學(xué)院， 大連116081； 4. 周口科技職業(yè)學(xué)院， 河南 周口 466000)

線(xiàn)粒體是氧化代謝的重要部位，是提供個(gè)體活動(dòng)所需能量的場(chǎng)所，線(xiàn)粒體形態(tài)構(gòu)造與機(jī)能的微小變化會(huì)直接或間接地影響骨骼肌的正常工作。線(xiàn)粒體同時(shí)又是不斷變化的動(dòng)態(tài)細(xì)胞器，為保持正常生理功能，不斷進(jìn)行動(dòng)態(tài)變化，稱(chēng)為線(xiàn)粒體動(dòng)力學(xué)，主要包括線(xiàn)粒體融合與分裂兩個(gè)過(guò)程。其融合/分裂比率保持在相對(duì)平衡的動(dòng)態(tài)變化下，維持著線(xiàn)粒體結(jié)構(gòu)和功能及細(xì)胞能量代謝的正常水平。線(xiàn)粒體的融合和分裂過(guò)程受多種蛋白調(diào)控。其中，調(diào)控線(xiàn)粒體融合的蛋白有線(xiàn)粒體融合蛋白1(mitofusion1, Mfn1)、線(xiàn)粒體融合蛋白2(mitofusion2, Mfn2)和視神經(jīng)萎縮蛋白1(optic atrophy protein1, OPA1)。研究顯示Mfn2 不僅參與調(diào)控線(xiàn)粒體融合，在與糖代謝相關(guān)的病理、生理過(guò)程中，Mfn2都會(huì)存在表達(dá)的變化[1,2]。調(diào)控線(xiàn)粒體分裂的蛋白有分裂蛋白1(fission protein1, Fis1)、動(dòng)力相關(guān)蛋白1(dynamic-related protein1, DRP1)等。當(dāng)細(xì)胞處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，線(xiàn)粒體融合分裂的速度相等，使線(xiàn)粒體數(shù)量和形態(tài)保持穩(wěn)定，從而處在不斷變化的動(dòng)態(tài)平衡當(dāng)中。當(dāng)線(xiàn)粒體融合增加時(shí)，線(xiàn)粒體的網(wǎng)狀化結(jié)構(gòu)會(huì)增加，會(huì)改善線(xiàn)粒體功能，也可以對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生一定的保護(hù)作用。當(dāng)線(xiàn)粒體分裂增加時(shí)，斷裂的線(xiàn)粒體會(huì)增多，可能會(huì)導(dǎo)致線(xiàn)粒體損傷，造成線(xiàn)粒體膜電位(mitochondrial membrane potential, ΔΨm)降低?？偠灾?，線(xiàn)粒體融合分裂的動(dòng)態(tài)變化能力影響著它在細(xì)胞完成正常生理功能的作用[3]。

衰老是隨著年齡的增長(zhǎng)不可避免發(fā)生的一種狀況，表現(xiàn)為骨骼肌力量、耐力、爆發(fā)力等不同程度地下降，最終導(dǎo)致機(jī)體運(yùn)動(dòng)能力下降。運(yùn)動(dòng)能力下降可能是由于在運(yùn)動(dòng)時(shí)骨骼肌得不到充足的能量供應(yīng)，同時(shí)隨著年齡的增長(zhǎng)，體內(nèi)因受到活性氧(reactive oxygen species, ROS)等自由基攻擊而造成損傷，Ca2+堆積造成線(xiàn)粒體膜流動(dòng)性下降，進(jìn)而影響到線(xiàn)粒體內(nèi)的氧化磷酸化反應(yīng)，ATP生成量劇減，抑制線(xiàn)粒體供能系統(tǒng)，機(jī)體運(yùn)動(dòng)能力不佳[4]?？棺栌?xùn)練能夠提高肌肉質(zhì)量和肌肉力量，大鼠抗阻訓(xùn)練是延緩增齡過(guò)程中肌力下降、提高機(jī)體能量代謝速率的常用方法。實(shí)驗(yàn)研究顯示[5,6]，低、中等強(qiáng)度的抗阻訓(xùn)練能夠降低衰老大鼠腓腸肌胞漿Ca2+、提高線(xiàn)粒體膜電位，延緩線(xiàn)粒體功能障礙的發(fā)生。本實(shí)驗(yàn)從增齡大鼠線(xiàn)粒體分裂融合的重要調(diào)節(jié)因子Mfn2/DRP1入手，探討增齡對(duì)于大鼠線(xiàn)粒體功能的影響，以及抗阻運(yùn)動(dòng)的改善作用，如ΔΨm、ROS、游離鈣等的改變。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物：清潔級(jí)雄性SD大鼠40只，其中2月齡大鼠20只，體重：(220±20)g；6月齡大鼠20只，體重：(400±20)g。本實(shí)驗(yàn)用鼠購(gòu)自大連醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物中心。飼養(yǎng)環(huán)境：實(shí)驗(yàn)動(dòng)物房室內(nèi)溫度為20～24℃，按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行分組，分籠飼養(yǎng)，自然晝夜節(jié)律變化光照，采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)嚙齒類(lèi)動(dòng)物飼料。自由飲食、飲水。每周記錄體重。

1.2 實(shí)驗(yàn)分組

將2月齡SD大鼠隨機(jī)分為安靜對(duì)照組(C1組)和抗阻運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組(R1組)，6月齡SD大鼠隨機(jī)分為安靜對(duì)照組(C2組)和抗阻運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組(R2組)，每組10只。對(duì)照組不做任何處理，自由飲食、飲水；抗阻運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組進(jìn)行2周適應(yīng)性運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，之后開(kāi)始正式訓(xùn)練，按照翁錫全[7]等人的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行8周抗阻力跑臺(tái)訓(xùn)練，具體方法如下：跑臺(tái)坡度設(shè)定為35°，速度為15 m/min，一次跑動(dòng)時(shí)間為15 s，兩次之間的間歇時(shí)間為30 s，4次為一組，組間間歇3 min，每3組為一次循環(huán)，一天為2個(gè)循環(huán)，2個(gè)循環(huán)之間間歇10 min，每周6 d。

1.3 取材

大鼠停止訓(xùn)練2 d后進(jìn)行取材。按照大鼠每100 g體重0.5～1 ml的劑量腹腔注射20%的氨基甲酸乙酯(又稱(chēng)烏拉坦)。用消毒后的手術(shù)剪刀迅速取出大鼠后肢的股四頭肌，檢測(cè)線(xiàn)粒體相關(guān)指標(biāo)的股四頭肌需在剪下后立即放入RPMI 1640培養(yǎng)基中剪碎，研磨后過(guò)濾成單細(xì)胞放入37℃恒溫箱中以待檢測(cè)，剩余股四頭肌組織放于-80℃冰箱保存。

1.4 儀器與試劑

儀器：美國(guó) Becton流式細(xì)胞儀、日本三洋株式會(huì)社-80℃冰箱、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)跑臺(tái)、冷凍離心機(jī)、垂直電泳儀、PH計(jì)、手提式高速分散器、數(shù)顯恒溫水浴箱、凈化工作臺(tái)等。

試劑：PMSF、EDTA、溴酚藍(lán)、TEMED、EGTA，購(gòu)置于AMRESCO公司；TritonX-100、BSA、Glycerol、Acrlamide-bis，購(gòu)置于Scientific Research Special公司；APS、SDS、DTT、甲苯胺藍(lán)、Tris-Base、Glycine，購(gòu)置于Biosharp公司；丙烯酰胺，購(gòu)置于NOVON公司。其他為國(guó)產(chǎn)分析純。實(shí)驗(yàn)用抗體：Mitofusin-2(抗兔)ab12473，單克隆抗體(abcam公司)，DRP1(抗兔)ag3644，單克隆抗體(Proteintech公司)；GAPDH(抗鼠)，MB001，多克隆抗體(碧云天公司)；二抗抗體(羊抗兔) zb2301，中杉金橋公司；二抗抗體(羊抗鼠)zb2305，中杉金橋公司。

1.5 Western blot測(cè)試Mfn2、DRP1蛋白表達(dá)

將-80℃保存的股四頭肌取出稱(chēng)重，剪碎，每克組織中加入3 ml RIPA 裂解液，手動(dòng)勻漿，靜置40 min充分裂解，離心10 min(10 000 r/min)，取上清，Bradford 法測(cè)定蛋白濃度，分裝，置于-80℃冰箱儲(chǔ)存?zhèn)溆?，以上操作均?℃進(jìn)行。取80 μg 總蛋白配制成上樣體系，放入95 ℃沸水中5 min，上樣前以3 000 r/min離心 5 min。配制10%分離膠，4%濃縮膠，220 V電壓進(jìn)行電泳，半干轉(zhuǎn)膜儀220 V轉(zhuǎn)移90 min將蛋白轉(zhuǎn)到PVDF膜上，封閉60 min后加入一抗(Mfn2，1∶3 000；DRP1，1∶750；GAPDH，1∶ 5 000)，4℃孵育過(guò)夜，PBST洗膜后用二抗(1∶ 6 000)，在室溫條件下孵育60 min，ECL顯色、定影，使用凝膠成像系統(tǒng)采集圖像，置于Gel-Pro32 圖像分析系統(tǒng)中分析處理，通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)GAPDH條帶光密度值進(jìn)行比較得出其相對(duì)含量值。

1.6 裂解紅細(xì)胞

取材后，將研磨過(guò)濾后的單細(xì)胞進(jìn)行紅細(xì)胞裂解，以去除紅細(xì)胞對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。將已經(jīng)過(guò)濾好的單細(xì)胞添加進(jìn)1.5 ml離心管中，之后添加1 ml的紅細(xì)胞裂解液，混勻，靜置10 min；裂解后，離心4 min，設(shè)定轉(zhuǎn)速為3 000 r/min；吸出上清，再用1×PBS溶液洗滌兩次；將最后洗滌好的單細(xì)胞重懸于無(wú)血清培養(yǎng)液中，放入37℃細(xì)胞恒溫箱以待之后進(jìn)行探針裝載和檢測(cè)。

1.7 股四頭肌胞漿游離鈣檢測(cè)

取5 mmol/L Fluo-3 AM(鈣離子熒光探針)溶于無(wú)水二甲基亞砜溶液(anhydrous DMSO)中，配制成濃度為2 mmol/L的儲(chǔ)存液；將5 μl的儲(chǔ)存液與細(xì)胞溶液混合在一起，使終濃度為5 μmol/L，37℃恒溫箱中孵育40 min左右；孵育好后離心4 min，轉(zhuǎn)速3 000 r/min；吸出上清，再用1×PBS溶液洗滌一次；洗滌后便可上流式細(xì)胞儀檢測(cè)。

1.8 股四頭肌胞漿ROS檢測(cè)

裝載探針：將2'，7'-二氯熒光黃雙乙酸鹽(DCFH-DA)稀釋1000倍，取適量加入到細(xì)胞懸浮液中，使其濃度為10 μmol/L，之后放入37℃恒溫箱中避光孵育20 min，間隔3～5 min顛倒搖晃一次，確保探針能夠充分進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)；孵育后，用無(wú)血清細(xì)胞培養(yǎng)液洗滌3次，離心機(jī)離心4 min，轉(zhuǎn)速3 000 r/min，充分洗去未進(jìn)入細(xì)胞的DCFH-DA；最后將配置好的單細(xì)胞懸浮于1×PBS溶液中，放置在流式細(xì)胞儀上進(jìn)行檢測(cè)。

1.9 股四頭肌細(xì)胞ΔΨm檢測(cè)

加入到0.5 ml細(xì)胞培養(yǎng)液中，稀釋至10 μmol/L，混勻后放入37℃恒溫箱中避光靜置20 min，然后根據(jù)下述方法裝載JC-1探針；JC-1染色工作液的配制：按說(shuō)明書(shū)要求配置適量JC-1工作液，采取現(xiàn)用現(xiàn)配的方式；對(duì)于懸浮細(xì)胞：⑴將單細(xì)胞重懸于適量的細(xì)胞培養(yǎng)液中，每個(gè)離心管里有1～6×105單細(xì)胞。⑵添加適量的JC-1染色工作液，進(jìn)行顛倒混勻以保證JC-1與細(xì)胞充分融合，37℃恒溫箱中避光孵育20 min；⑶在孵育期間，按照1∶4的比例將JC-1染色緩沖液(5×)稀釋為染色緩沖液(1×)，配置適量的JC-1染色緩沖液(1×)待用；⑷孵育結(jié)束后，離心處理，4℃離心4 min，轉(zhuǎn)速3 000 r/min，沉淀細(xì)胞，移液器取出并棄掉上清；⑸添加JC-1染色緩沖液(1×)將沉淀細(xì)胞洗滌2次，每次添加1 ml JC-1染色緩沖液(1×)將細(xì)胞重懸，4℃離心4 min，轉(zhuǎn)速3 000 r/min，移液器取出并棄掉上清；⑹最后用適量JC-1染色緩沖液(1×)將細(xì)胞重懸，上流式細(xì)胞儀進(jìn)行檢測(cè)。

1.10 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié)果

2.1 增齡及抗阻訓(xùn)練對(duì)大鼠股四頭肌DRP1、Mfn2蛋白表達(dá)的影響

如圖1、表1所示，與C1組相比，R1組大鼠DRP1蛋白升高(P<0.01)、Mfn2蛋白無(wú)顯著變化，C2組大鼠DRP1、Mfn2蛋白均降低(P均<0.01)；與C2組相比，R2組大鼠DRP1、Mfn2蛋白均升高(P<0.01，P<0.05)；與R1組相比，R2組DRP1、Mfn2蛋白均降低(P<0.01，P<0.05)。

Fig. 1 Effects of resistance training on expression of DRP1 and Mfn2 in quadriceps muscle of rats

2.2 增齡及抗阻訓(xùn)練對(duì)大鼠股四頭肌胞漿Ca2+含量的影響

由圖2、表1所示，與C1組相比，R1組Ca2+含量降低(P<0.01)、C2組Ca2+含量升高(P<0.01)；與C2組相比，R2組Ca2+含量降低(P<0.01)；與R1組相比，R2組Ca2+含量升高(P<0.01)。

Fig. 2 Effects of resistance training on quadriceps femoris Ca2+ content in rats

2.3 增齡及抗阻訓(xùn)練對(duì)大鼠股四頭肌線(xiàn)粒體ROS含量的影響

由圖3、表1所示，與C1組相比，R1組ROS含量有所上升，但無(wú)顯著性差異，C2組ROS含量升高(P<0.01)；與C2組相比，R2組ROS含量降低(P<0.01)；與R1組相比，R2組ROS含量升高(P< 0.01)。

Fig. 3 Effects of resistance training on mitochondrial ROS content of quadriceps femoris in rats

2.4 增齡及抗阻訓(xùn)練的對(duì)大鼠股四頭肌ΔΨm的影響

由圖4、表1所示，與C1組相比，C2組ΔΨm降低(P<0.01)；與C2組相比，R2組ΔΨm升高(P< 0.01)；與R1組相比，R2組ΔΨm有所降低，但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

Fig. 4 Effects of resistance training on ΔΨm of quadriceps femoris in rats

Tab. 1 Effects of resistance training on mitochondrial function of quadriceps femoris in rats n=10)

3 討論

線(xiàn)粒體動(dòng)力學(xué)在維持線(xiàn)粒體基因、細(xì)胞生物合成、細(xì)胞內(nèi)鈣離子轉(zhuǎn)運(yùn)等過(guò)程中是必不可少的，同時(shí)對(duì)線(xiàn)粒體、細(xì)胞健康和生物體的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是不可或缺的。線(xiàn)粒體不斷進(jìn)行融合分裂，融合/分裂比率保持在相對(duì)平衡的動(dòng)態(tài)變化狀態(tài)下，維持線(xiàn)粒體結(jié)構(gòu)和功能及細(xì)胞能量代謝的正常水平。同時(shí)這種平衡狀態(tài)可以讓細(xì)胞快速適應(yīng)外界環(huán)境[7]。在線(xiàn)粒體融合的初始階段，兩個(gè)線(xiàn)粒體互相接近，位于外膜上的融合蛋白Mfn1/Mfn2結(jié)合，使外膜逐漸融合。緊接著OPA1融合蛋白發(fā)揮作用，使線(xiàn)粒體的內(nèi)膜完成融合，最終使兩個(gè)線(xiàn)粒體的內(nèi)外膜完成融合，實(shí)現(xiàn)線(xiàn)粒體的合二為一。在線(xiàn)粒體的分裂過(guò)程中，位于胞質(zhì)中的Drp1被招募至線(xiàn)粒體外膜，與外膜上的Fis1、Mff、Mid49和Mid51等線(xiàn)粒體分裂蛋白結(jié)合,進(jìn)而發(fā)揮作用，使線(xiàn)粒體的內(nèi)外膜向內(nèi)凹陷。Drp1蛋白聚集在線(xiàn)粒體凹陷位置, 進(jìn)一步導(dǎo)致內(nèi)外膜的斷裂, 最終使一個(gè)線(xiàn)粒體分裂成兩個(gè)子線(xiàn)粒體，完成線(xiàn)粒體的分裂過(guò)程[8]。本研究發(fā)現(xiàn)6月齡安靜組大鼠Mfn2蛋白、DRP1蛋白表達(dá)均顯著低于2月齡安靜組，提示在增齡過(guò)程中，骨骼肌線(xiàn)粒體融合蛋白Mfn2和分裂蛋白DRP1表達(dá)會(huì)明顯減少，可能與隨著年齡的增長(zhǎng)，損傷的蛋白質(zhì)和突變的 mtDNA增加，線(xiàn)粒體功能降低有關(guān)。

線(xiàn)粒體動(dòng)力學(xué)變化對(duì)線(xiàn)粒體功能具有重要意義。過(guò)表達(dá)線(xiàn)粒體分裂蛋白可使分裂加速，不利于ATP合成，抑制分裂蛋白表達(dá)同樣不利于ATP合成。Twig等[9]研究發(fā)現(xiàn)，抑制線(xiàn)粒體Drp1和 Fis1 表達(dá)后，線(xiàn)粒體分裂過(guò)程受到抑制，導(dǎo)致線(xiàn)粒體膜蛋白出現(xiàn)氧化損傷，線(xiàn)粒體呼吸功能下降。在線(xiàn)粒體融合過(guò)程中起重要作用的Mfn2蛋白能夠促進(jìn)線(xiàn)粒體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ca2+交換，已有研究表明，高脂飲食下的肥胖小鼠骨骼肌線(xiàn)粒體融合蛋白Mfn1/2 表達(dá)降低，同時(shí)線(xiàn)粒體呼吸機(jī)能下降且ATP 含量降低[10]。離體和在體實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，敲除骨骼肌線(xiàn)粒體融合蛋白可使線(xiàn)粒體ΔΨm下降、電子鏈傳遞過(guò)程受阻，ATP合成降低，進(jìn)而導(dǎo)致線(xiàn)粒體無(wú)法修復(fù)，蛋白合成受阻，影響細(xì)胞能量呼吸及能量合成[11]。Chen 等[12]研究發(fā)現(xiàn)敲除小鼠心肌Mfn1后，肌漿網(wǎng)-線(xiàn)粒體 Ca2+調(diào)節(jié)功能保持正常，但敲除Mfn2 后可引發(fā) Ca2+調(diào)節(jié)紊亂，而且 NAD(P)H/NAD(P)+ 和 FADH2/FAD比值下降，提示敲除Mfn2將影響線(xiàn)粒體氧化還原平衡性，三羧酸循環(huán)及 ATP 合成受限。本研究發(fā)現(xiàn)，6月齡安靜組大鼠Mfn2蛋白、DRP1蛋白表達(dá)均顯著低于2月齡安靜組，同時(shí)胞漿Ca2+和ROS含量較2月齡安靜組大鼠顯著提高，表明隨年齡的增長(zhǎng)大鼠肌漿網(wǎng)Ca2+攝取量減少，導(dǎo)致胞漿Ca2+的堆積。推測(cè)增齡過(guò)程中體內(nèi)因受到ROS等自由基攻擊而造成的損傷不能被及時(shí)清除，Ca2+堆積造成線(xiàn)粒體膜流動(dòng)性下降，質(zhì)子與離子等物質(zhì)流動(dòng)混亂，造成膜內(nèi)外梯度失衡，進(jìn)而導(dǎo)致線(xiàn)粒體內(nèi)的氧化磷酸化反應(yīng)發(fā)生改變，使線(xiàn)粒體的功能受到抑制，ATP生成降低。ΔΨm與膜通透性改變均會(huì)造成線(xiàn)粒體膜內(nèi)外質(zhì)子梯度失衡，引發(fā)一系列級(jí)聯(lián)反應(yīng)導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，因而ΔΨm被認(rèn)為是檢測(cè)早期細(xì)胞凋亡的指標(biāo)之一。ΔΨm的升高或降低，能較為快速、準(zhǔn)確地反映出線(xiàn)粒體的功能[13,14]。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著年齡的增長(zhǎng)，ΔΨm顯著下降，這可能與線(xiàn)粒體膜通透性改變、線(xiàn)粒體質(zhì)子梯度受到影響有關(guān)。

運(yùn)動(dòng)干預(yù)能夠促進(jìn)線(xiàn)粒體融合蛋白的表達(dá)，提示線(xiàn)粒體融合蛋白可促進(jìn)氧化磷酸化，進(jìn)而滿(mǎn)足運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量需求。已有研究表明，心力衰竭患者骨骼肌線(xiàn)粒體能量代謝水平、檸檬酸合成酶 (citric acid synthase, CS) 活性及 Mfn2 表達(dá)水平均低于健康人，進(jìn)行6 min的步行試驗(yàn)干預(yù)后，Mfn2 表達(dá)水平與機(jī)體攝氧量峰值和步行距離呈正相關(guān)，表明維持線(xiàn)粒體融合能力有助于促進(jìn)運(yùn)動(dòng)干預(yù)過(guò)程中ATP合成，維持機(jī)體運(yùn)動(dòng)能力[15]。進(jìn)行5 周耐力運(yùn)動(dòng)干預(yù)后，小鼠心肌線(xiàn)粒體融合蛋白Mfn2表達(dá)提高，分裂蛋白Drp1 表達(dá)降低，同時(shí)氧耗率和ATP 含量均表現(xiàn)為顯著增加[16]，表明耐力訓(xùn)練可提高線(xiàn)粒體融合能力，有利于心肌能量合成。而抗阻運(yùn)動(dòng)干預(yù)下對(duì)增齡大鼠骨骼肌線(xiàn)粒體功能的關(guān)系研究較少，本文予以關(guān)注。

本研究觀察到8周的抗阻訓(xùn)練后2月齡大鼠DRP1蛋白表達(dá)增加，6月齡大鼠抗阻訓(xùn)練后線(xiàn)粒體融合蛋白Mfn2、分裂蛋白DRP1表達(dá)均增多，且顯著高于2月齡抗阻訓(xùn)練組大鼠，表明增齡過(guò)程中線(xiàn)粒體動(dòng)力學(xué)功能仍可對(duì)抗阻運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生適應(yīng)性積極作用。已有研究表明，12周有氧耐力訓(xùn)練提高M(jìn)fn2和DRP1 的mRNA轉(zhuǎn)錄和蛋白表達(dá)程度，促進(jìn)線(xiàn)粒體融合分裂的動(dòng)力學(xué)平衡，增齡過(guò)程中線(xiàn)粒體融合蛋白Mfn2 mRNA和蛋白表達(dá)均降低[3]，提示運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可使線(xiàn)粒體融合分裂更加活躍，提高融合分裂的動(dòng)態(tài)平衡，建立適度水平的動(dòng)力學(xué)平衡。

關(guān)于抗阻運(yùn)動(dòng)對(duì)線(xiàn)粒體功能的影響，國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究很多，而結(jié)果多數(shù)都認(rèn)為抗阻運(yùn)動(dòng)對(duì)于線(xiàn)粒體功能具有益處[17,18]。12周有氧運(yùn)動(dòng)后老齡大鼠骨骼肌線(xiàn)粒體SOD活性顯著提高，MDA含量顯著下降，提示有氧運(yùn)動(dòng)可以提高老齡大鼠骨骼肌線(xiàn)粒體抗氧化能力，降低脂質(zhì)過(guò)氧化水平，提高三羧酸循環(huán)及呼吸鏈功能，促進(jìn)線(xiàn)粒體能量代謝，延緩衰老過(guò)程中線(xiàn)粒體的退行性變化[19]。本研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)8周抗阻運(yùn)動(dòng)后，2月齡和6月齡大鼠胞漿Ca2+均呈現(xiàn)顯著降低，且6月齡干預(yù)組大鼠胞漿Ca2+水平明顯高于2月齡組，提示隨年齡的增長(zhǎng)大鼠肌細(xì)胞肌漿網(wǎng)Ca2+攝取量減少，導(dǎo)致胞漿Ca2+的堆積，這與Pietrangelo等[20]的研究結(jié)果一致。而抗阻運(yùn)動(dòng)使增齡的大鼠線(xiàn)粒體攝取及運(yùn)輸Ca2+的功能得到改善，抗阻運(yùn)動(dòng)可以有效地改善增齡過(guò)程中大鼠線(xiàn)粒體的功能，進(jìn)一步說(shuō)明抗阻運(yùn)動(dòng)對(duì)提高增齡過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)能力有一定的積極作用。ROS含量增加，氧化與抗氧化之間的平衡狀態(tài)改變，從而推動(dòng)氧化應(yīng)激的產(chǎn)生。本研究中，運(yùn)動(dòng)干預(yù)后6月齡組的ROS水平顯著高于2月齡組，表明抗阻運(yùn)動(dòng)可有效地對(duì)抗增齡引起的ROS水平的升高，而對(duì)于2月齡鼠，抗阻運(yùn)動(dòng)沒(méi)有顯著影響ROS水平。提示抗阻訓(xùn)練可以在一定程度上加快機(jī)體對(duì)過(guò)量ROS的清除，可以使線(xiàn)粒體功能得到改善，提高機(jī)體的抗氧化能力，從而為對(duì)抗機(jī)體在增齡過(guò)程中的機(jī)能下降發(fā)揮積極的作用。本研究中抗阻訓(xùn)練沒(méi)有改變2月齡大鼠ΔΨm，而6月齡鼠表現(xiàn)為ΔΨm的顯著下降，6月齡抗阻訓(xùn)練組大鼠ΔΨm與2月齡抗阻訓(xùn)練組大鼠相比沒(méi)有顯著性差異。因此本實(shí)驗(yàn)研究推測(cè)抗阻訓(xùn)練可以有效保持正常線(xiàn)粒體膜的通透性，維持良性的質(zhì)子梯度，抑制因ΔΨm下降導(dǎo)致的細(xì)胞凋亡。

綜上所述，抗阻訓(xùn)練可以有效地提高線(xiàn)粒體融合蛋白Mfn2、分裂蛋白DRP1的表達(dá)，加快線(xiàn)粒體的代謝與更新的速度，對(duì)于增齡大鼠效果尤其明顯，同時(shí)減少增齡過(guò)程中線(xiàn)粒體活性氧的升高，降低胞漿中游離鈣離子的堆積，提高大鼠線(xiàn)粒體的膜電位，從而改善增齡引起的線(xiàn)粒體功能下降，但是關(guān)于抗阻訓(xùn)練介導(dǎo)的DRP1、Mfn2 對(duì)于線(xiàn)粒體功能的調(diào)控，進(jìn)而對(duì)增齡過(guò)程中的機(jī)體產(chǎn)生積極影響的研究仍相對(duì)不夠透徹，還需要從多角度、多途徑來(lái)進(jìn)行深入研究。