不同强度运动对骨骼肌纤维MHC亚型转化及CaN/NFATc1信号通路的影响

doi:10.12047/j.cjap.5462.2017.087

中国应用生理学杂志 ›› 2017, Vol. 33 ›› Issue (4): 360-364.doi: 10.12047/j.cjap.5462.2017.087

不同强度运动对骨骼肌纤维MHC亚型转化及CaN/NFATc1信号通路的影响

尹丽琴^1,3, 李范玲², 汤长发¹, 陶霞⁴, 刘文锋¹, 黄洪波¹, 邓勇¹, 汤林¹

1. 湖南师范大学体育学院, 长沙 410012;
2. 湖南省人民医院, 长沙 410005;
3. 湖南工业大学体育学院, 株洲 412008;
4. 湖南商学院体育部, 长沙 410018

收稿日期:2016-06-03 修回日期:2016-12-05 出版日期:2017-07-28 发布日期:2018-06-19
通讯作者: 汤长发,Tel:0731-88713700;E-mail:Tangchangfa@sina.com E-mail:Tangchangfa@sina.com
基金资助:
湖南省自然科学基金资助（14JJ7035）；湖南省研究生科研创新项目课题资助（CX2014B229）

The effect of different intensity exercise on skeletal muscle fiber MHC subtype transformation and CaN/NFATc1 signaling pathways

YIN Li-qin^1,3, LI Fan-ling², TANG Chang-fa¹, TAO Xia⁴, LIU Wen-feng¹, HUANG Hong-bo¹, DENG Yong¹, TANG Lin¹

1. Physical Education, Hunan Norma University Changsha 410012;
2. People's Hospital of Hunan Province, Changsha 410005;
3. Physical Education, Hunan University of Technology, Zhuzhou 412008;
4. Hunan University of Commerce Sports Department, Changsha 410018, China

Received:2016-06-03 Revised:2016-12-05 Online:2017-07-28 Published:2018-06-19
Supported by:
湖南省自然科学基金资助（14JJ7035）；湖南省研究生科研创新项目课题资助（CX2014B229）

摘要/Abstract

摘要： 目的：研究不同强度运动对骨骼肌纤维MHC亚型转化及钙调神经磷酸酶（CaN）/活化T细胞核因子1（NFATc1）信号通路的影响。方法：雄性SD大鼠（2月龄）24只，随机分为3组（n=8）：正常对照组（NC）、中等强度组（ME）、大强度组（HE），进行8周跑台训练。采用ATP酶染色法测定I、Ⅱ型肌纤维，凝胶电泳技术分离肌球蛋白重链（MHC）亚型，比色法测定骨骼肌中CaN活性，免疫印迹技术测定骨骼肌NFATc1蛋白含量。结果：①肌纤维密度变化：股四头肌ME组I、Ⅱ型纤维数密度均显著增加（P<0.05），HE组仅Ⅱ型纤维面密度显著增加（P<0.05）；比目鱼肌HE、ME组I型纤维数密度均显著增加（P<0.05）；②肌纤维MHC亚型百分比变化：股四头肌ME组MHCI、Ⅱa百分比升高（P<0.05），而MHCⅡb百分比降低（P<0.05）；比目鱼肌MHCI百分比升高，MHCⅡa、Ⅱb百分比降低；③ME组大鼠CaN活性、NFAT1蛋白含量均显著升高（P<0.05）。结论：大、中等强度运动可诱导骨骼肌MHC快型向慢型转化，同时伴随肌纤维亚型变化骨骼肌中CaN活性增加、NFATc1蛋白表达增加。

关键词: 钙调神经磷酸酶, 肌球蛋白重链, 活化T细胞核因子, 大、中强度运动, 大鼠

Abstract: Objective: To study the effect of different intensity exercise on skeletal muscle fiber myosin heavy chain(MHC) subtype transformation and CaN/NFATc1 signaling pathways.Methods: Twenty-four Male SD rats (2-month old) were randomly divided into normal control group (NC), moderate intensity exercise group (ME, grade 5°, speed 18 m/min), heavy intensity exercise group (HE, grade 10°, 26.8 m/min). The rats in exercise groups were treated with treadmill training for eight weeks. The type I and type Ⅱ muscle fibers were determined by ATPase staining method. MHC subtype was separated by SDS-PAGE. The activity of CaN was determined by colorimetric method. The content of NFATc1 protein in skeletal muscle was detected by immune imprinting technology.Results: ①Skeletal muscle fiber density changes:the type I and Ⅱ fiber number density of quadriceps in ME group were increased significantly (P<0.05), but in HE group, only the type Ⅱ fiber surface density was increased significantly (P<0.05). The type I fiber number density of soleus in ME and HE group was increased significantly (P<0.05). ②The changes of fibers MHC subtype percentage in skeletal muscle:the percentages of MHC I and type Ⅱa of quadriceps in ME group were increased (P<0.05), while the percentage of MHC Ⅱb was decrease (P<0.05). The percentage of MHC I in soleus was increased, while the percentages of MHCⅡa and Ⅱb were decreased. ③The activity of CaN and the content of NFATc1 protein in ME group were increased significantly (P<0.05).Conclusion: The heavy and moderate intensity exercise may induce skeletal muscle MHC type transforming from fast to slow. At the same time, the activity of CaN and the expression of NFATc1 protein are increased accompanying the changes of skeletal muscle fibers subtype.

Key words: calcineurin, myosin heavy chain, nfat, heavy、moderate intensity exercise, rat

尹丽琴, 李范玲, 汤长发, 陶霞, 刘文锋, 黄洪波, 邓勇, 汤林. 不同强度运动对骨骼肌纤维MHC亚型转化及CaN/NFATc1信号通路的影响[J]. 中国应用生理学杂志, 2017, 33(4): 360-364.

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