衰老对骨骼肌脂代谢的相关调控因子的影响

刘兰芳，徐晓阳，齐园圃

前言

随着经济发展，人口老龄化问题已发展为中国乃至全世界的重大问题。老年人生活质量的高低直接影响着人们的幸福感和满足感。而骨骼肌功能的下降是伴随衰老发生的同时出现的一种不可避免的现象，会增加老年人摔倒、骨折的风险，严重影响着老年人的生活质量。

研究发现，衰老引发的骨骼肌内脂质沉积的增加是影响骨骼肌功能的一个重要因素，但衰老影响骨骼肌脂代谢的机制是什么？这些问题有待进一步的探究。

1 研究内容

本实验选取SPF级的雄性SD大鼠12只，分两批从中山大学动物实验室购入，第一批10月龄共计6只，饲养至15月龄后分为老年对照组（0C）每组6只，第二批为3月龄青年大鼠共计6只，设为青年对照组（YC），两批大鼠为同一种系，同一产地。直至12周时，空腹12h，用10%水合氯醛（300 mg／kg.wt）进行腹腔麻醉，取两侧腓肠肌，用生理盐水清洗干净、吸干、称重、拍照后，用刀片将腓肠肌分成数段至于EP管中，即刻放入液氮中保存，全部完成后至于－80℃的冰箱内保存。检测腓肠肌组织内的ATGL、CPT－1、FFA、TG的活性或含量，并采用SPSS统计软件对数据进行单因素方差分析和独立样本t检验，比较均值间的差异性，探究衰老对大鼠骨骼肌脂代谢调控因子的影响。

2 研究方法

2.1 实验对象与分组

健康雄性SD大鼠12只，分两批从中山大学动物实验中心购入，第一批为10月龄大鼠6只，饲养至15月龄后设置为老年对照组（OC）第二批为3月龄青年对照组（YC），采用国家标准啮齿类动物的常规饲料进行喂养，自由饮食和饮水，昼夜节律光照，24 h通风，室温和湿度分别控制在（23士2）℃和40%－60%，每周定时清理鼠笼、更换垫料。

2.2 测试指标与方法

2.2.1 样品采集和测试

12周后，禁食12h后称体重，用10%水合氯醛（300 mg／kg.wt）腹腔注射麻醉，取大鼠两侧后肢腓肠肌，用4℃的生理盐水清洗组织上的血渍，吸干，称重，拍照，分成数段后转至EP管于暂于液氮中保存，随后于－80℃冰箱保存，等待测试，用酶联免疫法检测骨骼肌内和生化检测法测试骨骼肌内ATGL、CPT－1、FFA、TG的含量，

2.3 数据处理

采用SPSS22.0进行统计分析。统计结果均以平均数±标准差（mean±SD）来表示，采用单因素方差分析和独立样本t检验进行组间差异性的检验，以P＜0.05为显著性水平，P＜0.01为非常显著性水平。

3 实验结果

3.1 12周后大鼠体重、腓肠肌重量及腓肠肌／体重比值的变化

如表1所示，与青年对照组相比，老年对照组大鼠的体重非常显著的上升（P＜0.01），腓肠肌的重量、腓肠肌比重都有明显的下降（P＜0.01）；

表1 12周后大鼠体重、腓肠肌重量及腓肠肌／体重比值的变化

3.2 12周后大鼠腓肠肌内ATGL、CPT－1蛋白表达量及TG、FFA含量变化

如表2所示，老年对照组与青年对照组相比，腓肠肌内ATGL的蛋白表达量极显著性降低（P＜0.01），腓肠肌中FFA的含量增加（P＜0.01），腓肠肌内TG的含量也增加（P＜0.05），CPT－1的蛋白表达量也下降（P＞0.05）。

表2 12周后大鼠腓肠肌ATGL、CPT－1蛋白表达量及TG、FFA含量的变化

4 实验讨论

4.1 12周后衰老对大鼠腓肠肌／体重比值的影响

衰老是自然发展的规律，是一种不可避免的必然趋势。随着衰老的发生，机体的各方面都产生了巨大变化，尤其是骨骼肌。近几年来对骨骼肌的研究发现，衰老个体的骨骼肌与青年个体相比，在骨骼肌的质量、体积、横截面积、脂质含量等方面有了显著的增龄性变化。Takahashi等人［4］的研究发现，从30岁起，骨骼肌的横截面积及密度逐渐减少，而肌间的脂肪含量增加。在本研究中，3月龄的青年对照大鼠与15月龄的老年对照大鼠相比，老年对照组的体重均值极显著的大于青年对照组（p＜0.01）。而腓肠肌的重量却极显著的低于青年对照组（p＜0.01），由此形成老年对照组腓肠肌／体重比值的极显著的低于青年对照组结果（p＜0.01）。

在饲养条件、种族均相同仅年龄不同的情况下，可以看出，衰老是引发骨骼肌比重显著降低的直接因素。这一点和李德深等人［5］对同一品种的老年鼠和青年鼠的对比研究结果完全一致，即随着衰老的出现，大鼠的体重发生了显著的增加。

4.2 12周后衰老对大鼠腓肠肌CPT－1和ATGL蛋白表达量及FFA和TG含量的影响

近年来的研究表明，衰老对骨骼肌的影响不仅表现在蛋白质代谢的负平衡，更是在引发了骨骼肌内脂代谢的紊乱。骨骼肌内的脂代谢包括脂质的合成与分解，大量的研究表明，衰老对骨骼肌脂代谢的影响主要表现为抑制骨骼肌脂解酶的活性。ATGL和CPT－1均是骨骼肌内重要的脂解酶，其中ATGL被认为是甘油三酯水解的第一限速酶，其主要的作用是将甘油三酯水解为甘油二酯，甘油二酯在HSL和甘油一酯水解酶的作用下分解为甘油和脂肪酸，而长链脂肪酸必须在CPT－1的作用下才能进入线粒体进行氧化分解。所以ATGL和CPT－1均是脂代谢过程中的限速酶，直接反映着脂解过程的强弱。研究发现，ATGL基因敲除的小鼠，会发生显著性肥胖，且心脏脂肪大量堆积严重影响心脏的功能，甚至导致小鼠早亡［6］。同时，骨骼肌内甘油三酯的含量可以直接反映骨骼肌脂质沉积的多少，而骨骼肌内的游离脂肪酸是骨骼肌内甘油三酯直接水解的终产物，游离脂肪酸含量的高低，同样可以反映甘油三酯含量及水解的强弱，是骨骼肌内脂质含量多少的重要反映。本研究发现，15月龄的衰老大鼠与3月龄的青年大鼠相比，骨骼肌内ATGL的蛋白表达量显著下降（p＜0.05），CPT－1蛋白表达量也具有明显的下降趋势（p＞0.05），同时甘油三酯和游离脂肪酸的含量也是显著上升（p＜0.05），表明，衰老确实诱导了骨骼肌内脂质水解解能力的降低，导致脂质在骨骼肌内的大量沉积，从而影响骨骼肌的功能。

5 实验结论

1.衰老可能导致了了骨骼肌脂质的异位沉积。

2.衰老引发的骨骼肌脂代谢的变化可能是通过升高ATGL表达量而不是CPT－1来实现的。