研究目的
本研究将选用“自然增龄”的动物模型,采用长期无负重游泳为干预方式,重点观察SD大鼠骨骼肌细胞凋亡发生、发展的特点和变化特征,并探讨长期有氧运动对骨骼肌细胞凋亡的影响和作用,从而探讨体育运动健身的的细胞生物学机制;同时,通过对有氧运动和年龄双重因素对肌细胞凋亡干预的研究,寻找有氧运动是否延缓细胞增龄的证据,从而为进一步研究有氧运动延缓细胞衰老提供理论依据。此外,通过对凋亡调控基因表达和体内自由基代谢水平的观察,探讨影响肌细胞凋亡发生和发展的可能机制,力争从分子水平上解释有氧运动对自然增龄体细胞凋亡干预的可能性。
研究方法
本文选择2月龄(青年组)和9～10月龄(老年前期组)SD大鼠为实验对象;采用自然增龄动物模型,选择无负重游泳作为运动干预的方式,用运动持续时间的变化来确定运动负荷,选择运动持续时间为1小时/每天和2小时/每天,运动频率为6次/每周和3次/每周(隔日),游泳运动的总持续时间为14周。采用细胞生物学新技术“组织芯片”技术,结合TUNEL染色技术确定骨骼肌细胞凋亡率,同时采用免疫组织化学技术测定组织中Bax和Bcl-2基因的阳性表达,采用黄嘌呤氧化酶法测试组织中SOD,采用硫代巴比妥酸(TBA)比色法测定组织中MDA,采用硝酸还原酶法测定组织中NO含量。
结论
1、老年前期组和青年组大鼠骨骼肌均存在细胞凋亡的现象,且随着大鼠月龄的增加(自然增龄),骨骼肌细胞凋亡率呈明显上升趋势,这可能就是导致肌纤维数量减少,骨骼肌萎缩等衰老特征出现的重要原因之一。
2、长期有氧运动可以明显的诱导青年组大鼠骨骼肌细胞发生凋亡,由此可能加快了肌细胞的更新速率,适应了青年组大鼠骨骼肌在增龄过程中的功能需求。1小时及隔日1小时有氧运动可以明显的抑制老年前期组大鼠肌细胞凋亡的发生和发展,从而延缓了由于自然增龄引发的肌纤维萎缩等现象的发生。此外,2小时有氧运动由于负荷量过大,并不能对老年前期组肌细胞凋亡产生适宜的影响。
3、年龄和有氧运动双重因素的交互作用再次证明,通过积极的有氧运动可以有效的延缓增龄导致肌细胞凋亡率上升,从而延缓肌纤维损失,骨骼肌萎缩的趋势。有氧运动对于延缓细胞衰老具有重要作用。
4、骨骼肌组织内基因蛋白Bax、Bcl-2阳性表达趋势的改变,氧自由基MDA、SOD含量的变化可能就是造成有氧运动诱导细胞凋亡发生和增龄肌细胞凋亡率变化的调控机制之一。
总之,有氧运动作为一种积极的锻炼方式,其健身功效已经被人们广泛认识和采用。本研究结果证实了长期有氧运动可以通过诱导骨骼肌细胞凋亡的发生和发展,来达到延缓肌细胞增龄引发的某些退行性变化的目的。也就是说,长期有氧运动引发肌细胞凋亡的改变可能就是运动健身效应的细胞学机制之一。
