不同运动骨骼肌AMPK的变化特点及对mTOR和下游信号的调控

研究目的: 研究不同运动下AMPK活性的变化特点及对mTOR和下游信号的调控。 研究方法: 实验一不同强度采用小、中、大三种强度,跑速分别为10m/min、18m/min、26m/min,坡度10%,时间60 min。不同时间以中强度分别进行30min、60min和90min运动。2周运动以中强度每天一次60min运动,共2周,结束后以大强度进行60min一次性运动。实验二采用一次性大强度运动或AICAR皮下注射。以上均在运动后即刻、1h和6h(AICAR组为注射后1h、2h和6h)测定AMPK活性,ATP、AMP含量,mTOR、4E-BP1和S6K1磷酸化。 研究结果: (1)小强度运动后AMPK活性不变,中到大强度运动后即刻分别增加50%和1.8倍;中到大强度即刻AMP分别增加16%和62%,AMP/ATP分别升高33%和89%;(2)不同时间运动后AMP在60和90min运动后即刻显著升高,AMP/ATP比值在60、90min显著;各组AMPK在运动后即刻均显著升高,其中60、90min组持续至1h仍保持升高;(3)和未训练一次性运动组相比,训练组运动后即刻AMP和AMPK的增幅分别下降20%和100%;(4)一次性AICAR注射或运动能显著激活骨骼肌AMPK,并在注射后2h、运动后6h恢复;(5)运动后即刻、注射后1h,mTOR磷酸化和4E-BP1磷酸化均显著降低,运动后1h和注射后2h开始增加,6h达峰值。注射组S6K1 Thr389磷酸化水平在各时间点无显著变化,运动组均显著升高。 研究结论: (1)运动导致骨骼肌AMPK呈强度和时间依赖性激活,其机制主要受骨骼肌AMP/ATP比值升高调控;(2)长期运动削弱骨骼肌AMPK在急性运动中的增加幅度,其机制涉及AMP/ATP;(3)一次性剧烈运动或AICAR注射均导致蛋白合成的暂时抑制,其机制与AMPK下调mTOR Ser2448及其下游信号4E-BP1 Thr37/46的磷酸化水平有关,但未发现S6K1 Thr389磷酸化水平的下调;(4)运动或AICAR注射后骨骼肌蛋白合成增加的机制与mTOR、4E-BP1和S6K1磷酸化水平升高相关。