王秋欣

前言

越來越多研究表明，骨骼肌也是一個(gè)具有強(qiáng)大內(nèi)分泌功能的內(nèi)分泌器官，可以分泌許多有活性的物質(zhì)，而由骨骼肌產(chǎn)生并分泌的活性物質(zhì)就被稱為肌肉因子。近年來發(fā)現(xiàn)apelin作為肌肉因子，具有調(diào)節(jié)血壓、內(nèi)分泌以及能量代謝等多種生理功能，也是通過運(yùn)動(dòng)來調(diào)控骨骼肌能量代謝的主要因素，而骨骼肌的能量代謝又與運(yùn)動(dòng)能力的提高有關(guān)，apelin肌肉因子與運(yùn)動(dòng)之間存在很多的相關(guān)性，本文主要探討運(yùn)動(dòng)對(duì)骨骼肌Apelin表達(dá)的影響。

1 Apelin概述

1.1 Apelin的發(fā)現(xiàn)

1993年，加拿大學(xué)者O’Dowd首次發(fā)現(xiàn)一種孤兒G蛋白偶聯(lián)受體，命名為血管緊張素Ⅱ1型受體相關(guān)蛋白。1998年，日本學(xué)者Tatemoto從豬和牛胃分泌出的物質(zhì)中提取出的一種新的生物活性肽，并發(fā)現(xiàn)該多肽是APJ的天然內(nèi)源性配體，命名為愛帕琳肽。APJ是一種存在于細(xì)胞膜上的七跨膜G蛋白偶聯(lián)受體，最早發(fā)現(xiàn)的APJ的內(nèi)源性配體是apelin，其與APJ共同構(gòu)成apelin/APJ系統(tǒng)，可通過內(nèi)分泌、旁分泌和自分泌等方式作用APJ。

1.2 Apelin的結(jié)構(gòu)與組織分布

Apelin基因位于人染色體的X染色體長(zhǎng)臂25-26，由2個(gè)內(nèi)含子和3個(gè)外顯子組成，mRNA長(zhǎng)度為2673bp（堿基對(duì)），其編碼的apelin前體含有77個(gè)氨基酸殘基，如apelin-l3、apelin-16、apelin-17、apelin-19、apelin-31和apelin-36等［1］。

Apelin在組織的分布十分廣泛。有研究發(fā)現(xiàn)Apelin-mRNA在妊娠大鼠的乳腺中高度表達(dá)。O’caarroll［2］等發(fā)現(xiàn)在大鼠的肺、腦、肝臟、腎臟、心臟、骨骼肌、乳腺和卵巢中均有Apelin-mRNA的表達(dá)。還有研究發(fā)現(xiàn)，Apelin的在組織中的分布會(huì)因分子結(jié)構(gòu)形式不同而存在差異：在肺、子宮和睪丸中均以長(zhǎng)鏈分子（Apelin-36）為主，而在乳腺中存在長(zhǎng)、短鏈結(jié)構(gòu)（Apelin-36，Apelin-13）兩種形式。

2 Apelin與運(yùn)動(dòng)

2.1 有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)骨骼肌Apelin表達(dá)的影響

已有研究結(jié)果表明有氧運(yùn)動(dòng)可促進(jìn)骨骼肌apelin的表達(dá)，骨骼肌在運(yùn)動(dòng)后發(fā)生收縮并分泌apelin。嚴(yán)露［3］等人將野生小鼠和apelin敲除鼠分別分為野生安靜組（WC）、野生運(yùn)動(dòng)組（WE）、敲除安靜組（KC）和敲除運(yùn)動(dòng)組（KE）四組，其中，運(yùn)動(dòng)組小鼠要進(jìn)行每天60 min為期4周的跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與野生安靜小鼠相比，安靜敲除小鼠的apln-mRNA表達(dá)明顯下降，APJ的蛋白表達(dá)也出現(xiàn)顯著降低，運(yùn)動(dòng)能力顯著下降，說明Apelin基因缺失可顯著降低小鼠運(yùn)動(dòng)能力，但在4周的有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后，敲除運(yùn)動(dòng)小鼠的運(yùn)動(dòng)能力又明顯提高，推測(cè)可能與骨骼肌的能量代謝有關(guān)。

但研究發(fā)現(xiàn)有些學(xué)者對(duì)于有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)骨骼肌apelin表達(dá)的影響的研究有不一樣的看法：有研究發(fā)現(xiàn)，8周85%最大攝氧量的自行車復(fù)合跑步訓(xùn)練后，人體骨骼肌Apln-mRNA的表達(dá)顯著升高［4］，8周速度為26 m/min的跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)也可以促使大鼠骨骼肌中apln-mRNA的表達(dá)［5］，但6周速度從10 m/min漸增到14.5 m/min的跑臺(tái)訓(xùn)練則會(huì)抑制大鼠骨骼肌apelin的表達(dá)［6］。因此嚴(yán)露［3］等人推測(cè)出，有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)骨骼肌apelin的表達(dá)可能受運(yùn)動(dòng)方式或運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的影響。

2.2 低氧訓(xùn)練對(duì)骨骼肌Apelin表達(dá)的影響

低氧誘導(dǎo)因子，HIF-1α是缺氧刺激腎臟分泌的一種DNA結(jié)合蛋白，在氧減少時(shí)機(jī)體激活的一種信號(hào)。有研究發(fā)現(xiàn)小鼠在進(jìn)行結(jié)扎手術(shù)后的第4、8和12周后骨骼肌中氧含量均出現(xiàn)顯著性下降，HIF-1αmRNA、apelin和APJmRNA表達(dá)均顯著增加［7］。

姬衛(wèi)秀［8］等人設(shè)計(jì)三組實(shí)驗(yàn)，第一組將小鼠進(jìn)行不同時(shí)間的低氧暴露、第二組將小鼠分兩組分別進(jìn)行四周的間歇低氧安靜與低氧訓(xùn)練，第三組將HIF-1α轉(zhuǎn)基因鼠進(jìn)行一次性力竭運(yùn)動(dòng)，通過三組實(shí)驗(yàn)來研究低氧環(huán)境與運(yùn)動(dòng)對(duì)小鼠骨骼肌apelin表達(dá)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）低氧環(huán)境下暴露的時(shí)間越久，骨骼肌中apelin/APJ和HIF-1α的mRNA量就越高。（2）低氧環(huán)境或運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練干預(yù)下的低氧安靜組、常氧訓(xùn)練組、低氧訓(xùn)練組的apelin，APJ，HIF-lα三者蛋白表達(dá)均呈現(xiàn)出高于或顯著高于常氧安靜組的趨勢(shì)。（3）HIF-1α轉(zhuǎn)基因鼠HIF-1α與apelin的蛋白表達(dá)均顯著高于野生鼠，力竭運(yùn)動(dòng)后，兩組小鼠的apelin和APJ蛋白表達(dá)分別呈現(xiàn)出升高和極顯著升高的趨勢(shì)。因此，低氧環(huán)境和運(yùn)動(dòng)可能會(huì)通過HIF-1α誘導(dǎo)apelin/APJ的表達(dá)。

2.3 高脂飲食下跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)對(duì)骨骼肌Apelin表達(dá)的影響

張靚［9］等將高脂喂養(yǎng)和正常喂養(yǎng)的大鼠分別分為安靜組和運(yùn)動(dòng)組，跑臺(tái)訓(xùn)練10周后，發(fā)現(xiàn)與正常安靜大鼠相比，高脂運(yùn)動(dòng)組大鼠骨骼肌毛細(xì)血管生成無顯著變化，apelin的表達(dá)也無顯著變化；與高脂安靜組大鼠相比，高脂運(yùn)動(dòng)組大鼠的體重與血脂均顯著降低，此外，骨骼肌毛細(xì)血管密度明顯升高，apelin的表達(dá)也顯著增加。由此推測(cè)出，跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)能促進(jìn)體脂正常和肥胖大鼠骨骼肌毛細(xì)血管的生成，并增加骨骼肌中apelin的mRNA的表達(dá)。

2.4 運(yùn)動(dòng)引起骨骼肌分泌apelin與其在血液中含量變化的關(guān)系

有研究發(fā)現(xiàn)，2型糖尿病人進(jìn)行24周的有氧運(yùn)動(dòng)后，骨骼肌的重量明顯升高，骨骼肌與血漿中的apelin的表達(dá)都發(fā)生了顯著性增加，而脂肪的重量與脂肪組織中apelin表達(dá)的含量均未發(fā)生變化。由此猜測(cè)，運(yùn)動(dòng)后血液中apelin表達(dá)的含量可能與骨骼肌中分泌apelin含量的有關(guān)［10］。

有研究將2型糖尿病肥胖大鼠和正常肥胖大鼠進(jìn)行6周的跑臺(tái)耐力運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，將兩組運(yùn)動(dòng)組分別與對(duì)應(yīng)的安靜組相比，發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)后的兩組大鼠比目魚肌中apelin表達(dá)均顯著降低，而趾長(zhǎng)伸肌中其表達(dá)無明顯變化。運(yùn)動(dòng)后的糖尿病肥胖大鼠血漿中apelin顯著增加，但正常肥胖大鼠運(yùn)動(dòng)后血漿中其含量無明顯變化［11］。因此，李鐵瑛［12］等學(xué)者認(rèn)為該研究中糖尿病肥胖大鼠血漿中apelin蛋白表達(dá)量與其在比目魚肌中的含量成負(fù)相關(guān)，但與大鼠前肢握力肌肉中毛細(xì)血管含量成正相關(guān)，正常肥胖大鼠在運(yùn)動(dòng)后血漿與趾長(zhǎng)伸肌中apelin含量均沒有發(fā)生顯著變化，并推測(cè)出，運(yùn)動(dòng)引起骨骼肌分泌的apelin含量與其在血液中含量變化的關(guān)系可能受到鼠種，骨骼肌組織類型等因素的影響。

3 小結(jié)與展望

通過查閱文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)目前已有研究表明大部分有氧運(yùn)動(dòng)和低氧運(yùn)動(dòng)可以促進(jìn)骨骼肌apelin的表達(dá)，但有些運(yùn)動(dòng)對(duì)骨骼肌apelin表達(dá)的影響并不大，可能受到運(yùn)動(dòng)方式、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度以及骨骼肌組織的種類等因素的影響，可能還會(huì)影響到血液中apelin的表達(dá)。但目前的研究?jī)H僅能夠說明運(yùn)動(dòng)是否可以影響骨骼肌apelin的表達(dá)，而關(guān)于一些相關(guān)研究推測(cè)出的影響因素，還不能證實(shí)其真實(shí)性。因此，運(yùn)動(dòng)對(duì)骨骼肌apelin表達(dá)及能量代謝的調(diào)控機(jī)制仍缺乏進(jìn)一步的研究和探討，需要揭示其中的分子機(jī)制，為運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中出現(xiàn)的健康問題提供參考。