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中图分类号：G804 文献标识：A 文章编号：1009-9328（2015）12-000-01
摘要：机体运动能力的提高与骨骼肌有着密切的关系。力量素质的增大主要依赖于骨骼肌的重塑，而骨骼肌的重塑又主要依赖于蛋白质的合成。目前对蛋白质合成的研究已经深入到信号水平。本研究就通过建立长期不同强度大鼠运动模型，探讨运动对骨骼肌信号通路的影响，从而了解骨骼肌蛋白质合成的内在原理，探究运动对机体影响的内在信号转导机制。
关键词：运动；信号表达；Akt；mTOR
一、前言
在运动中，骨骼肌发挥着不可替代的重要作用。骨骼肌的结构和功能等对包括运动在内的机械刺激具有高度的敏感性。机体在对运动训练的适应过程中，骨骼肌的重塑发挥至关重要的作用。骨骼肌蛋白质代谢是肌肉重塑的核心。目前对骨骼肌蛋白质合成代谢的内部机制的研究已经深入到细胞内信号转导水平。研究表明，多条信号通路相互联系，相互作用，最终影响蛋白质代谢。
国内外的研究发现现与蛋白合成的信号通路有PI3K/Akt/mTOR通路、Ras/MAPK通路、Calcineurin/NFATs通路、MEK/ERK/p90RSK、AMPK/TSC2/mTOR通路等，但公认哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）在骨骼肌蛋白合成方面居于核心地位。对mTOR的抑制能阻断95%的肌肉肥大效应。Akt是公认的mTOR的上游信号分子，在调控蛋白质代谢中的具有枢纽作用。探究运动对骨骼肌中Akt/mTOR信号表达的影响，对于了解骨骼肌蛋白合成的机制有着重要意义。
二、实验方法
建立七周长期不同强度递增负荷运动模型，运动结束后，取大鼠腓肠肌白肌部分，经过前处理，制备匀浆液提取蛋白后，利用BCA法测定肌肉总蛋白含量，利用Western blotting法测定MHC含量及Akt，mTOR磷酸化、蛋白表达量。 实验数据处理应用SPSS16.0软件。图形生成使用Sigma Plot11.0软件。计量资料用均数±标准差（ ±SD）表示，均数比较采用单因素方差分析（One-Way ANOVA），对观测点的组间多重比较（Post Hoc）采用LSD（Least Significant Difference，最小显著性差异）方法分析。以p<0.05表示具有显著性差异，p<0.01表示具有非常显著性差异。
三、研究结果
从第四周开始，中等强度组和大强度组体重与安静组比均明显下降。腓肠肌绝对湿重中等强度组比安静组显著下降（p<0.05），大强度组比安静组非常显著下降（p<0.01）；腓肠肌相对湿重各组无显著性差异，但运动组有下降的趋势。腓肠肌MHC中等强度组与大强度组与安静组比都无显著性差异（p>0.05）。中等强度组和大强度组AktSer473磷酸化均比安静组增加，峰值出现在运动后12h。中等强度和大强度各组Akt蛋白表达与安静组相比均无显著性差差异（p>0.05）。中等强度组和大强度组AktSer473磷酸化和蛋白比值均在运动后12h达到峰值。中等强度和大强度各组mTORSer2448磷酸化与安静组相比均无显著性差异（p>0.05）。mTOR蛋白表达中等强度各组与安静组相比均无显著性差异（p>0.05），整体呈下降趋势。大强度即刻组及24h组相比于安静组显著降低（p<0.05）。中等强度组mTORSer2448磷酸化和蛋白比值运动后6h达到峰值（p<0.01）；大强度组运动后即刻即达到峰值（p<0.01），之后逐渐降低。
四、分析与讨论
腓肠肌中Akt和mTOR两种信号蛋白的磷酸化与蛋白的比值中等强度组和大强度组均高于安静组，但其峰值点出现时间不一样，Akt均出现在运动后12h，而mTOR中等强度组出现在6h，大强度组出现在运动后即刻。然而，mTOR磷酸化大强度组低于安静组，且大强度各组之间mTOR磷酸化水平最高点出现在运动后6h。其出现的峰值点的时间差，可能有其他通路的影响的作用，也可能与mTORC2调节AktSer473位点的磷酸化有关。
五、结论与建议
（一）长期中等强度运动和大强度运动均使腓肠肌Akt/mTOR信号显著激活。
（二）长期不同强度运动后Akt、mTOR信号出现的峰值点有时间差，可能受其他通路的影响。
参考文献：
[1] Fingar D C，Blenis J.Target of rapamycin（TOR）：an integrator of nutrient and growth factor signals and coordinator of cell growth and cell cycle pregression[J].oncogene.2004.23（18）：3151-2171.
[2] Bodine S C，Stitt T N，Gonzalez M，et al.Akt/mTOR pathway is a crucial regulator of sleletal muscle hypertrophy and can prevent muscle atrophy in vivo[J].Nat Cell Biol.2001.3（11）：1014-1019.
[3] Wang X，Proud C G.The mTOR pathway in the control of protein synthesis[J].Physiology（Bethesda）.2006（21）：362-369.
[4] Wullschleger S，Loewith R，Hall M N.TOR signaling in growth and metabolism[J].Cell.2006.124（3）： 471-484.
[5] 朱一力.骨骼肌mTOR信号通路在运动后变化规律及对蛋白合成调控机制[D].北京：北京体育大学.2008.
摘要：机体运动能力的提高与骨骼肌有着密切的关系。力量素质的增大主要依赖于骨骼肌的重塑，而骨骼肌的重塑又主要依赖于蛋白质的合成。目前对蛋白质合成的研究已经深入到信号水平。本研究就通过建立长期不同强度大鼠运动模型，探讨运动对骨骼肌信号通路的影响，从而了解骨骼肌蛋白质合成的内在原理，探究运动对机体影响的内在信号转导机制。
关键词：运动；信号表达；Akt；mTOR
一、前言
在运动中，骨骼肌发挥着不可替代的重要作用。骨骼肌的结构和功能等对包括运动在内的机械刺激具有高度的敏感性。机体在对运动训练的适应过程中，骨骼肌的重塑发挥至关重要的作用。骨骼肌蛋白质代谢是肌肉重塑的核心。目前对骨骼肌蛋白质合成代谢的内部机制的研究已经深入到细胞内信号转导水平。研究表明，多条信号通路相互联系，相互作用，最终影响蛋白质代谢。
国内外的研究发现现与蛋白合成的信号通路有PI3K/Akt/mTOR通路、Ras/MAPK通路、Calcineurin/NFATs通路、MEK/ERK/p90RSK、AMPK/TSC2/mTOR通路等，但公认哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）在骨骼肌蛋白合成方面居于核心地位。对mTOR的抑制能阻断95%的肌肉肥大效应。Akt是公认的mTOR的上游信号分子，在调控蛋白质代谢中的具有枢纽作用。探究运动对骨骼肌中Akt/mTOR信号表达的影响，对于了解骨骼肌蛋白合成的机制有着重要意义。
二、实验方法
建立七周长期不同强度递增负荷运动模型，运动结束后，取大鼠腓肠肌白肌部分，经过前处理，制备匀浆液提取蛋白后，利用BCA法测定肌肉总蛋白含量，利用Western blotting法测定MHC含量及Akt，mTOR磷酸化、蛋白表达量。 实验数据处理应用SPSS16.0软件。图形生成使用Sigma Plot11.0软件。计量资料用均数±标准差（ ±SD）表示，均数比较采用单因素方差分析（One-Way ANOVA），对观测点的组间多重比较（Post Hoc）采用LSD（Least Significant Difference，最小显著性差异）方法分析。以p<0.05表示具有显著性差异，p<0.01表示具有非常显著性差异。
三、研究结果
从第四周开始，中等强度组和大强度组体重与安静组比均明显下降。腓肠肌绝对湿重中等强度组比安静组显著下降（p<0.05），大强度组比安静组非常显著下降（p<0.01）；腓肠肌相对湿重各组无显著性差异，但运动组有下降的趋势。腓肠肌MHC中等强度组与大强度组与安静组比都无显著性差异（p>0.05）。中等强度组和大强度组AktSer473磷酸化均比安静组增加，峰值出现在运动后12h。中等强度和大强度各组Akt蛋白表达与安静组相比均无显著性差差异（p>0.05）。中等强度组和大强度组AktSer473磷酸化和蛋白比值均在运动后12h达到峰值。中等强度和大强度各组mTORSer2448磷酸化与安静组相比均无显著性差异（p>0.05）。mTOR蛋白表达中等强度各组与安静组相比均无显著性差异（p>0.05），整体呈下降趋势。大强度即刻组及24h组相比于安静组显著降低（p<0.05）。中等强度组mTORSer2448磷酸化和蛋白比值运动后6h达到峰值（p<0.01）；大强度组运动后即刻即达到峰值（p<0.01），之后逐渐降低。
四、分析与讨论
腓肠肌中Akt和mTOR两种信号蛋白的磷酸化与蛋白的比值中等强度组和大强度组均高于安静组，但其峰值点出现时间不一样，Akt均出现在运动后12h，而mTOR中等强度组出现在6h，大强度组出现在运动后即刻。然而，mTOR磷酸化大强度组低于安静组，且大强度各组之间mTOR磷酸化水平最高点出现在运动后6h。其出现的峰值点的时间差，可能有其他通路的影响的作用，也可能与mTORC2调节AktSer473位点的磷酸化有关。
五、结论与建议
（一）长期中等强度运动和大强度运动均使腓肠肌Akt/mTOR信号显著激活。
（二）长期不同强度运动后Akt、mTOR信号出现的峰值点有时间差，可能受其他通路的影响。
参考文献：
[1] Fingar D C，Blenis J.Target of rapamycin（TOR）：an integrator of nutrient and growth factor signals and coordinator of cell growth and cell cycle pregression[J].oncogene.2004.23（18）：3151-2171.
[2] Bodine S C，Stitt T N，Gonzalez M，et al.Akt/mTOR pathway is a crucial regulator of sleletal muscle hypertrophy and can prevent muscle atrophy in vivo[J].Nat Cell Biol.2001.3（11）：1014-1019.
[3] Wang X，Proud C G.The mTOR pathway in the control of protein synthesis[J].Physiology（Bethesda）.2006（21）：362-369.
[4] Wullschleger S，Loewith R，Hall M N.TOR signaling in growth and metabolism[J].Cell.2006.124（3）： 471-484.
[5] 朱一力.骨骼肌mTOR信号通路在运动后变化规律及对蛋白合成调控机制[D].北京：北京体育大学.2008.