摘要
目的：本研究以TXNIP作为切入点，探究TXNIP参与调节衰老骨骼肌细胞凋亡及炎症反应的作用及机制，同时探寻有氧运动改善骨骼肌衰减症的效果及其可能机制，为体育运动改善骨骼肌衰减症提供理论依据。 方法：雄性SpraqueDawley大鼠36只。3月龄大鼠12只，随机分为青年安静组（YC组）和青年运动组（YE组），每组6只。9月龄大鼠12只，随机分为成年安静组（MC组）和成年运动组（ME组），每组6只。18月龄大鼠12只，随机分为老年安静组（OC组）和老年运动组（OE组），每组6只。每组动物安静饲养，自由饮食、摄水。其中青年安静组、成年安静组和衰老安静组大鼠不运动。青年运动组、成年运动组和衰老运动组大鼠进行15m/min，坡度为0°，每天10min共3天的适应性跑台训练。之后进行为期10周，速度为15m/min，坡度为0°，每天45min跑台运动。负荷强度对21月龄大鼠来说相当于60%~75%VO2max。使用WesternBlot的检测方法检测大鼠骨骼肌细胞TXNIP、Caspase3、Trx、ASK1、P38、NLRP3、IL-18以及IL-1β蛋白表达；实时定量PCR检测大鼠骨骼肌细胞TXNIPmRNA、TrxmRNA、NLRP3mRNA基因水平变化；采用TUNEL荧光染色法观察大鼠骨骼肌组织细胞凋亡情况；HE染色观察大鼠骨骼肌组织炎症反应情况。 结果：（1）有氧运动对衰老大鼠骨骼肌质量和功能的影响：①骨骼肌质量：随着年龄的增长，大鼠体重显著增加、骨骼肌质量和骨骼肌指数显著降低。有氧运动后YE组与YC组相比大鼠腓肠肌指数显著升高（P＜0.05）、ME组与MC组相比大鼠体重显著升高（P＜0.05）、OE组与OC组相比大鼠体重和腓肠肌指数均显著升高（P＜0.01）。②骨骼肌功能：随着年龄的增长，大鼠骨骼肌抓力和耐力均显著降低（P＜0.01）。有氧运动后YE组与YC组相比、OE组与OC组相比大鼠骨骼肌耐力均显著升高（P＜0.05）。 （2）有氧运动对衰老大鼠骨骼肌TXNIP表达的影响：①TXNIP蛋白表达：随着年龄的增长，大鼠骨骼肌TXNIP蛋白表达显著增加（P＜0.01）。有氧运动后YE组比YC组、ME组比MC组、OE组比OC组大鼠骨骼肌TXNIP蛋白表达均显著降低（P＜0.01）。②TXNIPmRNA水平：有氧运动后YE组与YC组相比、ME组与MC组相比、OE组与OC组相比大鼠骨骼肌TXNIPmRNA水平均明显降低。 （3）有氧运动对衰老大鼠骨骼肌细胞凋亡的影响：①TUNEL检测结果显示，随着年龄的增长，安静组大鼠骨骼肌组织红色凋亡信号增强，阳性凋亡细胞增多；与同月龄安静组大鼠相比，各运动组大鼠骨骼肌组织中红色凋亡信号减弱，细胞凋亡减少。②蛋白表达结果显示，随着年龄的增长，大鼠骨骼肌Caspase3、ASK1、P38蛋白表达均显著增加（P＜0.01）。与同月龄安静组相比，有氧运动后YE组比YC组、ME组比MC组、OE组比OC组大鼠骨骼肌Caspase3、ASK1、P38蛋白表达均显著降低。③Trx表达：Trx蛋白表达：随着年龄的增长，大鼠骨骼肌Trx蛋白表达显著下降；与同月龄安静组相比，有氧运动后YE组比YC组、ME组比MC组、OE组比OC组大鼠骨骼肌Trx蛋白表达均明显增加（P＜0.01）。TrxmRNA水平：与同月龄安静组相比，有氧运动后ME组比MC组、OE组比OC组大鼠骨骼肌TrxmRNA水平均显著增加（P＜0.01）。 （4）有氧运动对衰老大鼠骨骼肌炎症反应的影响：①HE染色结果显示，随着年龄的增长，大鼠骨骼肌形态发生改变，细胞形状从钝角多边形逐渐发展为不规则的圆形。与同月龄安静组相比，各运动组细胞排列相对整齐，细胞形状呈细长条状，内皮细胞较完整。②NLRP3表达：NLRP3蛋白表达：随着年龄的增长，NLRP3蛋白表达显著增加（P＜0.05）。与同月龄安静组相比，有氧运动后YE组比YC组、ME组比MC组、OE组比OC组大鼠骨骼肌NLRP3蛋白表达均明显降低（P＜0.01）。NLRP3mRNA水平：与同月龄安静组大鼠相比，有氧运动后YE组比YC组、ME组比MC组、OE组比OC组大鼠骨骼肌NLRP3mRNA水平均显著降低。③蛋白表达结果显示，与YC组相比，OC组大鼠骨骼肌IL-18蛋白表达显著增加（P＜0.05）。与同月龄安静组大鼠相比，有氧运动后YE组比YC组、ME组比MC组、OE组比OC组大鼠骨骼肌IL-18和IL-1β蛋白表达均明显降低。 结论：（1）有氧运动可能通过下调TXNIP蛋白表达进而增强Trx的抗凋亡作用，使ASK1下调并抑制其下游P38，从而减轻骨骼肌细胞凋亡，最终改善骨骼肌衰减症。 （2）有氧运动可能通过下调TXNIP蛋白表达进而抑制NLRP3炎症小体的活化，抑制下游促炎因子IL-18和IL-1β的释放，从而减轻骨骼肌细胞炎症反应，最终改善骨骼肌衰减症。
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