运动活化AMPK对骨骼肌蛋白质分解通路Akt-FoxO的影响

目的:本研究拟建立一次性大强度耐力运动和AICAR注射动物模型,探讨运动过程中AMPK是否通过调节Akt的活性,从而调节Akt-FoxO信号通路,调节骨骼肌蛋白质的分解。 方法:实验一:SD大鼠跑台运动,坡度5%,运动强度25m/min,运动时间60min。取样为运动前、运动0.5h、运动1h、运动后1h、2h、6h等6个点。实验二:SD大鼠皮下注射AICAR,分AICAR注射后1h、2h和7h组和生理盐水对照组共4组。测定骨骼肌内AMPK活性;mTOR、Akt、FoxO3a的蛋白含量及其磷酸化;3-MH含量以及MuRF-1mRNA和MAFbxmRNA基因表达的变化。 结果:(1)运动0.5h到运动后即刻,AMP含量、AMP/ATP比值显著性升高(P<0.05),AMPK活性在运动0.5h后升高,运动后2h时达到最高,运动后6h时下降但还高于对照组。(2)运动0.5h到运动后即刻,Akt、FoxO3a、mTOR磷酸化显著升高(P<0.05);运动后1-6h,Akt、FoxO3a、TOR磷酸化显著性降低(P<0.05)。运动过程中Akt、FoxO3a、mTOR总蛋白含量以及ATP含量各组间没有显著性差异。(3)运动后1h、2h、6h时相点,MuRF1 mRNA、MAFbx mRNA表达量显著性升高。(4)AICAR注射后1h、2h、7h,AMPK活性显著升高(P<0.05),注射后7h开始下降。(5)AICAR注射后1h、2h、7h,Akt、FoxO3a、mTOR磷酸化显著性下降,除FoxO3a磷酸化在7h有降低趋势但没有显著差异外。(6)AICAR注射后1h、2h,MAFbx mRNA、MuRF1 mRNA表达量显著升高。AICAR注射后7h,MuRF1 mRNA表达量显著性升高,MAFbx mRNA表达量有升高趋势,但没有显著性差异。 结论:一次性大强度耐力运动后1-6小时,骨骼肌蛋白质降解可能增强,其原因可能是AMPK活化后,降低Akt磷酸化,活化Akt-FoxO信号通路,促进MAFbx mRNA、MuRF1 mRNA基因表达,促进骨骼肌蛋白质降解;另外,AMPK还可能通过降低Akt磷酸化,抑制Akt-mTOR信号通路。