劉蘭芳,徐曉陽,齊園圃
隨著經(jīng)濟發(fā)展,人口老齡化問題已發(fā)展為中國乃至全世界的重大問題。老年人生活質(zhì)量的高低直接影響著人們的幸福感和滿足感。而骨骼肌功能的下降是伴隨衰老發(fā)生的同時出現(xiàn)的一種不可避免的現(xiàn)象,會增加老年人摔倒、骨折的風險,嚴重影響著老年人的生活質(zhì)量。
研究發(fā)現(xiàn),衰老引發(fā)的骨骼肌內(nèi)脂質(zhì)沉積的增加是影響骨骼肌功能的一個重要因素,但衰老影響骨骼肌脂代謝的機制是什么?這些問題有待進一步的探究。
本實驗選取SPF級的雄性SD大鼠12只,分兩批從中山大學動物實驗室購入,第一批10月齡共計6只,飼養(yǎng)至15月齡后分為老年對照組(0C)每組6只,第二批為3月齡青年大鼠共計6只,設(shè)為青年對照組(YC),兩批大鼠為同一種系,同一產(chǎn)地。直至12周時,空腹12h,用10%水合氯醛(300 mg/kg.wt)進行腹腔麻醉,取兩側(cè)腓腸肌,用生理鹽水清洗干凈、吸干、稱重、拍照后,用刀片將腓腸肌分成數(shù)段至于EP管中,即刻放入液氮中保存,全部完成后至于-80℃的冰箱內(nèi)保存。檢測腓腸肌組織內(nèi)的ATGL、CPT-1、FFA、TG的活性或含量,并采用SPSS統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析和獨立樣本t檢驗,比較均值間的差異性,探究衰老對大鼠骨骼肌脂代謝調(diào)控因子的影響。
健康雄性SD大鼠12只,分兩批從中山大學動物實驗中心購入,第一批為10月齡大鼠6只,飼養(yǎng)至15月齡后設(shè)置為老年對照組(OC)第二批為3月齡青年對照組(YC),采用國家標準嚙齒類動物的常規(guī)飼料進行喂養(yǎng),自由飲食和飲水,晝夜節(jié)律光照,24 h通風,室溫和濕度分別控制在(23士2)℃和40%-60%,每周定時清理鼠籠、更換墊料。
2.2.1 樣品采集和測試
12周后,禁食12h后稱體重,用10%水合氯醛(300 mg/kg.wt)腹腔注射麻醉,取大鼠兩側(cè)后肢腓腸肌,用4℃的生理鹽水清洗組織上的血漬,吸干,稱重,拍照,分成數(shù)段后轉(zhuǎn)至EP管于暫于液氮中保存,隨后于-80℃冰箱保存,等待測試,用酶聯(lián)免疫法檢測骨骼肌內(nèi)和生化檢測法測試骨骼肌內(nèi)ATGL、CPT-1、FFA、TG的含量,
采用SPSS22.0進行統(tǒng)計分析。統(tǒng)計結(jié)果均以平均數(shù)±標準差(mean±SD)來表示,采用單因素方差分析和獨立樣本t檢驗進行組間差異性的檢驗,以P<0.05為顯著性水平,P<0.01為非常顯著性水平。
如表1所示,與青年對照組相比,老年對照組大鼠的體重非常顯著的上升(P<0.01),腓腸肌的重量、腓腸肌比重都有明顯的下降(P<0.01);
表1 12周后大鼠體重、腓腸肌重量及腓腸肌/體重比值的變化
如表2所示,老年對照組與青年對照組相比,腓腸肌內(nèi)ATGL的蛋白表達量極顯著性降低(P<0.01),腓腸肌中FFA的含量增加(P<0.01),腓腸肌內(nèi)TG的含量也增加(P<0.05),CPT-1的蛋白表達量也下降(P>0.05)。
表2 12周后大鼠腓腸肌ATGL、CPT-1蛋白表達量及TG、FFA含量的變化
衰老是自然發(fā)展的規(guī)律,是一種不可避免的必然趨勢。隨著衰老的發(fā)生,機體的各方面都產(chǎn)生了巨大變化,尤其是骨骼肌。近幾年來對骨骼肌的研究發(fā)現(xiàn),衰老個體的骨骼肌與青年個體相比,在骨骼肌的質(zhì)量、體積、橫截面積、脂質(zhì)含量等方面有了顯著的增齡性變化。Takahashi等人[4]的研究發(fā)現(xiàn),從30歲起,骨骼肌的橫截面積及密度逐漸減少,而肌間的脂肪含量增加。在本研究中,3月齡的青年對照大鼠與15月齡的老年對照大鼠相比,老年對照組的體重均值極顯著的大于青年對照組(p<0.01)。而腓腸肌的重量卻極顯著的低于青年對照組(p<0.01),由此形成老年對照組腓腸?。w重比值的極顯著的低于青年對照組結(jié)果(p<0.01)。
在飼養(yǎng)條件、種族均相同僅年齡不同的情況下,可以看出,衰老是引發(fā)骨骼肌比重顯著降低的直接因素。這一點和李德深等人[5]對同一品種的老年鼠和青年鼠的對比研究結(jié)果完全一致,即隨著衰老的出現(xiàn),大鼠的體重發(fā)生了顯著的增加。
近年來的研究表明,衰老對骨骼肌的影響不僅表現(xiàn)在蛋白質(zhì)代謝的負平衡,更是在引發(fā)了骨骼肌內(nèi)脂代謝的紊亂。骨骼肌內(nèi)的脂代謝包括脂質(zhì)的合成與分解,大量的研究表明,衰老對骨骼肌脂代謝的影響主要表現(xiàn)為抑制骨骼肌脂解酶的活性。ATGL和CPT-1均是骨骼肌內(nèi)重要的脂解酶,其中ATGL被認為是甘油三酯水解的第一限速酶,其主要的作用是將甘油三酯水解為甘油二酯,甘油二酯在HSL和甘油一酯水解酶的作用下分解為甘油和脂肪酸,而長鏈脂肪酸必須在CPT-1的作用下才能進入線粒體進行氧化分解。所以ATGL和CPT-1均是脂代謝過程中的限速酶,直接反映著脂解過程的強弱。研究發(fā)現(xiàn),ATGL基因敲除的小鼠,會發(fā)生顯著性肥胖,且心臟脂肪大量堆積嚴重影響心臟的功能,甚至導致小鼠早亡[6]。同時,骨骼肌內(nèi)甘油三酯的含量可以直接反映骨骼肌脂質(zhì)沉積的多少,而骨骼肌內(nèi)的游離脂肪酸是骨骼肌內(nèi)甘油三酯直接水解的終產(chǎn)物,游離脂肪酸含量的高低,同樣可以反映甘油三酯含量及水解的強弱,是骨骼肌內(nèi)脂質(zhì)含量多少的重要反映。本研究發(fā)現(xiàn),15月齡的衰老大鼠與3月齡的青年大鼠相比,骨骼肌內(nèi)ATGL的蛋白表達量顯著下降(p<0.05),CPT-1蛋白表達量也具有明顯的下降趨勢(p>0.05),同時甘油三酯和游離脂肪酸的含量也是顯著上升(p<0.05),表明,衰老確實誘導了骨骼肌內(nèi)脂質(zhì)水解解能力的降低,導致脂質(zhì)在骨骼肌內(nèi)的大量沉積,從而影響骨骼肌的功能。
1.衰老可能導致了了骨骼肌脂質(zhì)的異位沉積。
2.衰老引發(fā)的骨骼肌脂代謝的變化可能是通過升高ATGL表達量而不是CPT-1來實現(xiàn)的。