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目的:随着年龄的增长,绝经后女性群体卵巢功能退化,内源性雌激素分泌水平降低,从而会引发一系列代谢疾病,骨骼肌作为构成运动系统的重要组成部分,同神经系统密切配合下,在骨骼肌收缩过程中,牵引所附着的骨骼从而产生运动,完成机体日常的生活行动。对绝经后女性人群的临床诊断伴有骨骼肌质量和/或功能低下,表现为骨骼肌数量减少,骨骼肌功能减退,肌肉力(特别是爆发力)下降,严重影响正常的生活和活动。运动在改善肌肉力量方面有着良好的效果,不同的运动方式对肌肉的影响及作用机制仍是研究的热点。低强度脉冲超声(Low-intensity pulsed ultrasound,LIPUS)作为无创、安全、便捷的治疗手段倍受青睐,有研究表明LIPUS在治疗肌肉、肌腱和软组织损伤有着良好的效果,可促进肌细胞增殖和蛋白质的合成。运动可以抑制肌肉负调控因子Myostatin(MSTN)的表达,进而可以促进骨骼肌肥大。MSTN被证实可以激活关键分子Akt,从而激活下游分子mTOR,抑制FoxO1分子,促进蛋白质合成。然而运动和LIPUS两种不同的干预方式对绝经后骨骼肌的影响少有研究,对于两种方式联合干预更是鲜有报道。本实验采用负重跑台运动和低强度脉冲超声及两者联合的干预方式,从生理、生化、蛋白和基因等不同层面研究不同干预方式对去卵巢大鼠腓肠肌的影响效果及其分子机制,以寻找出一种对绝经后肌肉萎缩无创伤、疗效确切的辅助治疗方法。方法:本实验采用Sprague-Dawley(SD)雌性大鼠74只,3月龄,体重220-240 g。适应性饲养1 w后,行双侧卵巢切除术(OVX)建立绝经模型。伤口愈合饲养2 w后,随机分为正常对照组(NC组,18只),模型组(OVX组,28只)和运动组(EX组,28只)。正常对照组与模型组正常饲养,运动组进行负重跑台运动,持续10 w后终止运动干预。此时将模型组(OVX组)和运动组(EX组)各随机取一半分别为低强度脉冲超声干预组.(LIPUS)和负重跑台运动和低强度脉冲超声联合干预组(EX+LIPUS)。正常组大鼠和模型组大鼠不施加任何干预,对低强度脉冲超声干预组(LIPUS)、负重跑台与低强度脉冲超声联合干预组(EX+LIPUS)大鼠进行干预治疗,使用超声治疗仪每天治疗20 min,每周治疗6 d,持续3 w。本实验所采用的超声治疗仪强度为30 mW/cm2,占空比为20%,超声波频率为1 MHz,脉冲频率为100 Hz。观察各组大鼠形态、生活习性并检测大鼠体重以及抓力等指标的变化。通过常规生化试剂盒对各组大鼠的血清及肌肉组织进行乳酸脱氢酶(LDH)、组织肌糖元、血清无机磷(P)、肌酸激酶(CK)、血清钙离子(Ca)等生化指标的检测;通过Western Blot和实时荧光定量PCR(Quantitative Real-time PCR)从蛋白水平、基因水平检测MSTN/Akt信号通路各信号分子的变化,观察去改善去卵巢大鼠腓肠肌的影响及其分子机制。结果:1.去卵巢组的大鼠体重显著高于NC组(P<0.01),EX组大鼠体重显著低于OVX组(P<0.01),EX+LIPUS组大鼠体重降低并改善效果最佳(P<0.01)。2.去卵巢大鼠抓力及腓肠肌重量显著低于NC组(P<0.01,P<0.01),间歇负重跑训练和LIPUS干预可有效增加大鼠抓力(P<0.01)和腓肠肌重量(P<0.01),以上结果表明,间歇负重跑训练和LIPUS干预确实可以改善大鼠的骨骼肌重量,并增加骨骼肌的力量,且两种干预手段联合方式比单一干预方式效果明显。3.负重跑训练和LIPUS干预后发现,与NC组大鼠血清中钙的浓度相比较,OVX组、EX组和LIPUS组大鼠血清中的钙浓度升高并存有显著性相关差异(P<0.01,P<0.05,P<0.05),EX+LIPUS组大鼠血清中钙浓度升高但不存在显著性差异,与OVX组大鼠相比较,EX+LIPUS组大鼠血清钙浓度降低并存在显著性差异(P<0.05);与NC组大鼠相比较,OVX组、EX组、LIPUS组和EX+LIPUS组大鼠血清中磷浓度升高,OVX组和LIPUS组存在显著性相关差异(P<0.01,P<0.05),与OVX组大鼠相比较,EX组和EX+LIPUS组大鼠血清中磷浓度降低并存有极显著性相关差异(P<0.01,P<0.01);与NC组大鼠肌酸激酶CK活力相比较,OVX组、EX组、LIPUS组和EX+LIPUS组大鼠CK活力升高并存有显著性相关差异(P<0.01,P<0.01,P<0.01,P<0.05),与OVX组大鼠相比较,EX组与EX+LIPUS组大鼠CK活性降低并存有显著性相关性(P<0.05,P<0.01);与NC组大鼠乳酸脱氢酶LDH活性相比较,OVX组、EX组、LIPUS组和EX+LIPUS组大鼠LDH活性升高并存有显著性相关差异(P<0.01,P<0.01,P<0.01,P<0.01),与OVX组相比较,EX组、LIPUS组和EX+LIPUS组大鼠LDH活性降低并存有显著性相关差异(P<0.01,P<0.05,P<0.05);与NC组大鼠肌糖元含量相比较,OVX组、EX组、LIPUS组和EX+LIPUS组大鼠肌糖元含量降低并存有显著性相关差异(P<0.01,P<0.01,P<0.01,P<0.05),与OVX组大鼠相比较,EX组和EX+LIPUS组大鼠肌糖元含量升高并存有显著性相关差异(P<0.05,P<0.05),其中EX+LIPUS组大鼠肌糖元含量升高最佳。不同干预手段对血清钙浓度、磷浓.度、CK活力、LDH活力以及肌细胞中肌糖元都有一定的改善作用,改善肌细胞的能量代谢,从而改善骨骼肌组织。4.通过Western blot和RT-qPCR等方法,检测腓肠肌相关蛋白和基因表达发现,通过间歇负重跑训练和LIPUS干预以及两种方式联合干预均可以显著降低MSTN的mRNA水平和蛋白表达量(P<0.01),显著降低MSTN受体ActRIIB蛋白表达量(P<0.01);间歇负重跑训练和低强度脉冲超声干预显著提升Akt及其磷酸化分子P-Akt的mRNA水平和蛋白表达量(P<0.01);EX、LIPUS、和EX+LIPUS组大鼠FoxO1及GSK-3β的蛋白表达显著低于OVX组,mTOR的mRNA水平和蛋白表达量显著高于OVX组。两种方式联合干预较低强度脉冲超声治疗和运动干预相比,相关蛋白表达效果更佳,表示两种方式联合干预较单一超声治疗及运动干预对去卵巢大鼠的肌肉萎缩有更好的效果。结论:1.间歇负重跑台训练、低强度脉冲超声以及两种方式联合干预可以有效减缓由去卵巢雌激素分泌减少所导致的大鼠体重增加以及改善骨骼肌质量,促进骨骼肌细胞的增值和分化,从而提高骨骼肌力量,改善肌肉萎缩症状。2.间歇负重跑台训练、低强度脉冲超声干预以及两种方式的联合均对去卵巢大鼠肌肉萎缩症状有改善作用,通过增强MSTN/Akt信号通路介导及激活Akt下游Akt/mTOR、Akt/FoxO1途径促进蛋白质合成,改善去卵巢大鼠肌肉萎缩。3.从整体来看,间歇负重跑训练和两者联合干预对于改善去卵巢大鼠肌肉萎缩的效果要好于单一低强度脉冲超声干预,其中联合干预治疗效果优于单一干预效果。4.运动对改善绝经后女性群体肌肉萎缩有良好的辅助效果,而对失动能力的人群,低强度脉冲超声作为经济,安全,无创伤和有效的一种治疗方法,在改善肌肉萎缩方面具有独特的优势。间歇负重跑训练和低强度脉冲超声联合干预作为一种创新的模式,也为临床治疗绝经后继发的肌肉萎缩方面提供一种新的调控途径。