1 文獻綜述

1.1 骨骼肌增齡性萎縮
衰老是我們?nèi)魏稳硕紵o法規(guī)避的自然規(guī)律，是一種復(fù)雜的具體表現(xiàn)為生物體結(jié)構(gòu)與機能的退行性變化的現(xiàn)象。關(guān)于衰老的研究早已有之，衰老的自由基理論（Free Radical Theory OfAging）與衰老的程序性理論（Programmed Theory OfAging）是在眾多衰老理論中最得到廣泛認(rèn)可的，而后又有學(xué)者在總結(jié)衰老的自由基理論上加以大量實驗研究并提出了衰老線粒體理論（即衰老的自由基-線粒體理論），更加明確的指出了線粒體生成的 ROS 導(dǎo)致了細(xì)胞成分的增齡累積性的氧化損傷[4,5]。線粒體是細(xì)胞生成 ROS 的基礎(chǔ)場所，也是 ROS 進行氧化攻擊的主要目標(biāo)。并且在人類細(xì)胞的復(fù)制性衰老過程中，伴隨著 ROS 生成的增多，會導(dǎo)致線粒體數(shù)量上升，此結(jié)果又造成線粒體生成了更多的 ROS[6]，從而造成細(xì)胞氧化損傷程度的進一步加重。衰老線粒體理論指出人體內(nèi)的 ROS 主要產(chǎn)生自線粒體，而線粒體內(nèi)的 Mn-SOD 通過歧化反應(yīng)抑制自由基的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，進而維持體內(nèi)的自由基平衡。但是，伴隨著機體的衰老進程，這個平衡會被打破，導(dǎo)致細(xì)胞氧化應(yīng)激水平的失衡，進而造成細(xì)胞損傷。而衰老細(xì)胞中的 ROS 又會不斷的聚積，直接或間接的導(dǎo)致線粒體 ATP合成的減少、氧化磷酸化障礙以及呼吸鏈電子傳遞受阻甚至線粒體膜的通透性發(fā)生改變等線粒體的功能性障礙[7]。
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1.2 去乙酰化酶 3
Sirt3 是在線粒體中發(fā)現(xiàn)的具有脫乙�；饔妹�，屬于沉默調(diào)節(jié)因子 2（silentinformation regulator 2，SIR2）家族（表 1），對維持與調(diào)節(jié)細(xì)胞線粒體正常生理功能及緩解細(xì)胞氧化應(yīng)激作用具有重要意義。Sirt3 在肌肉、腎臟、褐色脂肪組織、心臟等代謝活躍組織中分布較多，而在睪丸、卵巢和肺等器官分布較少[23]。人體中的 Sirt3 是 NAD+依賴的脫乙�；福c人類長壽相關(guān)。Sirt3 可以通過去乙�；饔谜{(diào)節(jié)線粒體能量代謝相關(guān)酶的活性，進而維持機體 ATP 的穩(wěn)態(tài)。在關(guān)于 Sirt3基因敲除的研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)在肝臟、腎臟和心臟中，其安靜狀態(tài)下的 ATP 水平發(fā)生了明顯的降低[24]。近來也有研究人員提出 Sirt3 可以通過控制線粒體中 ROS 的產(chǎn)生調(diào)節(jié)細(xì)胞的氧化還原平衡[25]（圖 1）。Sirt3 基因敲除小鼠和 Sirt3 基因敲除的 C2C12 肌細(xì)胞的線粒體氧化作用比正常小鼠及細(xì)胞低下，ROS 生成量增加[26]。有研究提出線粒體 Sirt3 能夠通過增強 Mn-SOD 的活性來提升機體的線粒體 ROS 的清除能力[27]。ROS 擁有需要獲取電子以達到穩(wěn)定的化學(xué)狀態(tài)的特性，而此特性會對細(xì)胞組成成分造成傷害[28]。一些研究人員提出，轉(zhuǎn)錄因子（Fork head box O3, Foxo3a）經(jīng) Sirt3 去乙酰化作用后，進入細(xì)胞核，并提高了依賴于 Foxo3a 的抗氧化基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物過氧化氫酶（catalase, CAT）及 Mn-SOD 的mRNA 的表達水平，并抑制了細(xì)胞內(nèi) ROS 的蓄積[29,30]。當(dāng)前 Sirt3 對降低細(xì)胞內(nèi) ROS水平所起到的重要作用使之成為治療 ROS 相關(guān)疾�。ㄋダ稀⑻悄虿�、癌癥以及神經(jīng)退行性疾病等）中一個很重要的目標(biāo)[3]。
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2 對象與方法

2.1 實驗動物與分組
2.1.1 實驗動物
20 只 12 月齡清潔級健康雄性 SD 大鼠（山東魯抗醫(yī)藥公司），體重為 500±40g，許可證號：SCXK 魯 20080002。

2.1.2 實驗動物
飼養(yǎng)實驗大鼠單籠飼養(yǎng)，不限制飲食，每天 12 小時自然光照，動物房內(nèi)溫度平均23℃-28℃，相對濕度為 50%±5%2.1.3 實驗動物分組實驗大鼠購買后，首先進行適應(yīng)性飼養(yǎng)，為期一周。待大鼠狀況穩(wěn)定后隨機將其分為運動組（exercise group，EG）和對照組（control group，CG），每組 10 只。
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2.2 動物實驗
完成動物分組后，對照組大鼠不進行運動訓(xùn)練，自然生長，常規(guī)飲食，運動組大鼠開始進行適應(yīng)性訓(xùn)練，為期一周。具體方法為逐漸加大跑臺運動強度，每兩天提速0.1km/h，時間為每天 0.5h，使其最終適應(yīng)正式訓(xùn)練的運動強度。正式動物實驗跑臺訓(xùn)練計劃如表 2 所示，共訓(xùn)練四周，每周遞增訓(xùn)練時間 5min，每周訓(xùn)練 6 天，休息 1 天。訓(xùn)練時隨時觀察大鼠運動反應(yīng)（精神狀態(tài)、運動能力等），運動過程采用毛刷刺激大鼠尾部。大鼠出現(xiàn)臥位跑，反應(yīng)遲鈍等現(xiàn)象時，進行低于 5min 的休息后繼續(xù)完成預(yù)定時間的運動。
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3 研究結(jié)果 ...... 13
3.1 大鼠體重變化情況 ....... 13
3.2 大鼠腓腸肌切片 ..... 13
3.3 大鼠腓腸肌細(xì)胞橫截面積統(tǒng)計 ..... 14
3.4 腓腸肌細(xì)胞 Mn-SOD、MDA、8-OHdG 結(jié)果統(tǒng)計 ......... 14
3.5 Sirt3 與 PGC-1α 蛋白結(jié)果 ....... 14
4 討論 ........ 17
4.1 運動對老年大鼠腓腸肌細(xì)胞形態(tài)學(xué)的影響 ......... 17
4.1.1 老年大鼠腓腸肌細(xì)胞形態(tài)學(xué)的變化 ......... 17
4.1.2 老年大鼠腓腸肌細(xì)胞橫截面積的變化 ..... 17
4.2 運動對大鼠腓腸肌細(xì)胞 Sirt3 和 PGC-1α 蛋白含量的影響 ........ 18
4.3 運動對腓腸肌細(xì)胞氧化應(yīng)激指標(biāo)的影響 ....... 19
4.3.1 運動對腓腸肌細(xì)胞 Mn-SOD 活性的影響 ...... 19
4.3.2 運動對腓腸肌細(xì)胞 MDA 含量的影響 ...... 19
4.3.3 運動對腓腸肌細(xì)胞 8-OHdG 含量的影響 ....... 20

4 討論

4.1 運動對老年大鼠腓腸肌細(xì)胞形態(tài)學(xué)的影響
組織病理學(xué)認(rèn)為生物體的衰老源于細(xì)胞的衰老。骨骼肌是人體最大的運動器官，肌細(xì)胞又是人體中最大的細(xì)胞，因此針對骨骼肌生理與病理的研究多數(shù)要細(xì)化到細(xì)胞水平，而衰老也會導(dǎo)致骨骼肌細(xì)胞發(fā)生一系列形態(tài)上面的變化。骨骼肌細(xì)胞經(jīng) HE 染色后，肌纖維呈現(xiàn)粉紅色，細(xì)胞核則呈現(xiàn)藍紫色。正常骨骼肌縱切切片在顯微鏡下可觀察到肌纖維排列緊密、橫紋清晰、排列整齊且明暗相間，細(xì)胞核大小正常，位于肌纖維邊緣（肌膜下）。而骨骼肌橫切切片在顯微鏡視野中應(yīng)觀察到多角形的骨骼肌細(xì)胞，，肌核亦分布于細(xì)胞邊緣，每個骨骼肌細(xì)胞應(yīng)有 1-3 個細(xì)胞核，且大小正常。本次實驗結(jié)果中，可由橫切切片觀察到對照組大鼠腓腸肌細(xì)胞呈現(xiàn)松散、不規(guī)則排列等特點，細(xì)胞核明顯增多、變大且有內(nèi)移趨勢；而運動組大鼠腓腸肌細(xì)胞排列較為整齊、規(guī)則，細(xì)胞核皆位于細(xì)胞邊緣，并能觀察到骨骼肌細(xì)胞由多角形向圓形變化的趨勢。經(jīng)過以上骨骼肌細(xì)胞的衰老特征的比較，我們可以推測出運動對骨骼肌細(xì)胞的衰老有延緩作用，至少保證了其在形態(tài)功能上的完整性，進而有效的預(yù)防了骨骼肌增齡性萎縮。

結(jié) 論

跑臺運動使大鼠腓腸肌Sirt3蛋白表達提高。跑臺運動使大鼠腓腸肌Mn-SOD活性提高，降低了MDA和8-OHdG含量，說明運動干預(yù)降低了大鼠腓腸肌細(xì)胞的氧化損傷。跑臺運動使大鼠腓腸肌PGC-1α蛋白表達提高。
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參考文獻（略）