背景:骨骼肌衰减症主要是以增龄性肌肉质量、力量和功能下降为特征的肌肉萎缩综合征,往往伴随着肥胖和糖尿病等代谢性疾病而发生。而代谢性疾病与骨骼肌萎缩之间的联系的分子机制尚未完全清楚。有研究发现PARK7可以通过抑制PTEN的表达,从而正向调控PI3K/AKT信号通路促进肌管肥大并维持血糖稳态。然而,运动是否通过PARK7/PTEN/AKT信号通路调节衰老以及高脂膳食机体的葡萄糖代谢紊乱和骨骼肌萎缩有待进一步深入探讨。目的:以PARK7/PTEN/AKT信号通路为出发点,探讨运动如何调节衰老以及高脂膳食机体中葡萄糖代谢和骨骼肌萎缩相关的分子机制,为运动改善骨骼肌衰减综合征和肥胖、糖尿病等代谢性疾病提供见解和理论依据。方法:在标准饲养条件下将25只5周龄BALB/c健康雄性小鼠饲养至52周龄建立自然衰老模型后,随机分为普通膳食组(C组,n=6)、高脂膳食组(CH组,n=6)、抗阻运动高脂膳食组(RH组,n=6)和抗阻联合有氧运动高脂膳食组(RAH组,n=7),并对运动组进行为期八周的高脂膳食和运动干预。其中抗阻运动采用尾部负重爬梯抗阻训练,有氧运动采用无负重跑台训练。干预期间每周记录其体重和饮食状况。每周的运动训练计划根据每个小鼠每周测得的最大负荷进行相应调整。最后一次训练结束禁食过夜12小时后进行糖耐量试验,随后处死进行解剖取材。使用Wes~(TM)全自动蛋白表达分析系统检测股四头肌PARK7、PTEN、P-AKT、FOXO1、P-FOXO1、Myostatin以及GLUT4的蛋白表达水平。采用H&E染色观察股四头肌纤维的大小,用油红染色检测白色脂肪脂滴状况。使用SPSS 23、Graph Pad Prism 8.0以及Image J软件进行数据统计和作图,实验数据采用配对样本t检验、单因素方差分析等统计学方法进行对比分析。结果:(1)体重、肌肉湿重/体重的变化:与实验前相比,实验结束后运动组和非运动组的体重均有所下Fulvestrant小鼠降,其中C组和RAH组显著降低(P<0.05)。实验期间运动组(RH、RAH组)的体重在前两周呈上升趋势,后六周逐渐下降。而非运动组(C、CH组)的体重在整个实验过程中均呈现下降趋势,其中在前四周体重下降较为明显。股四头肌湿重与股四头肌/体重各组间均无显著性差异。(2)实验后股四头肌纤维横截面积的对比:与运动组(RH、RAH组)相比,非运动组(C、CH组)股四头肌纤维比较疏松,尤其是CH组表现出较大的肌纤维间隙,而运动组中RH组的肌纤维更为紧密。CH组股四头肌纤维横截面积显著小于C组(P<0.05)、极显著小于RH组(P<0.001)以及RAH组(P<0.01),而运动组之间无显著性差异。(3)实验前后肌肉力量变化:四组老年小鼠抓握力的绝对力量均呈现下降趋势,显著性下降的组别有C组(P<0.05)、CH(P<0.01)组以及RAH(P<0.05)组,且CH组显著小于RAH组(P<0.05),C组、RH组与RAH组之间无显著性差异。实验后RH组和RAH组老年小鼠抓握力的相对力量显著高于实验前(P<0.05),C组和CH组呈下降趋势,且CH组显著低于RH组(P<0.05)和RAH组(P<0.05)。(4)小鼠糖耐受的比较:各组小鼠血糖值在注射葡萄糖溶液后15min内快速升高,随后开始下降,其中CH组Apoptosis抑制剂血糖值在15min最高,且显著高于RAH组(P<0.05)。CH组血糖值在60min时显著高于RH组与RAH组,在120min时仍未恢复至初始水平且显著高于RAH组(P<0.05)。计算各组糖耐量曲线下面积同样显示CH组老年小鼠糖耐受显著较RH组、RAH组差(P<0.05)。(5)腹股沟白色脂肪(i WAT):非运动组腹股沟白色脂肪重量要比运动组的大,而且CH组的腹股沟白色脂肪堆积显著多于RAH组(P<0.05),CH组大于C组,但无显著性差异。油红染色显示CH组i WAT的脂滴分布显著大于C组(P<0.05),并且极显著大于RH组(P<0.01)和RAH组(P<0.001)。(6)PARK7和PTEN蛋白表达:运动组(RH、RAH组)四头肌的PARK7蛋白表达显著高于CH组(P<0.05),但与C组比较无显著性差异。CH组股四头肌中PTEN蛋白表达高于C组且显著高于RH组(P<0.05)和RAH组(P<0.05)。C组股四头肌中PTEN蛋白表达与RH组和RAH组无显著性差异。(7)p-AKT、FOXO1蛋白表达与磷酸化水平:在股四头肌AKT磷酸化水平上,C组显著低于RAH组(P<0.05)但与RH组无显著差异,CH组极显著低于RH组和RAH组(P<0.01)。RH组和RAH组的股四头肌FOXO1蛋白表达显著低于CH组(P<0.05),而RH组和RAH组股四头肌FOXO1的磷酸化水平显著高于C组(P<0.05)而且极显著高于CH组(P<0.01)。(8)Myostatin和GLUT4蛋白表达:RH组和RAH组股四头肌Myostatin蛋白表达极显著低于CH组(P<0.01),RAH组显著低于C组(P<0.05),RH组、CH组与C组相比无显著性差异。C组股四头肌GLUT4蛋白表达与RH组和RAH组相比无显著性差异。RH组和RAH组股四头肌GLUT4蛋白表达显著高于CH组(P<0.05),RH组和RAH组之间无显著性差异。结论:(1)抗阻运动以及抗阻联合有氧运动能够能够维持高脂膳食老年小鼠体重稳定并减缓肌纤维横截面积减少,有效提高其相对力量。(2)抗阻运动以及抗阻联合有氧运动能可能通过PARK7/PTEN/AKT信号通路上调GLUT4蛋白表达来改善高脂膳食老年小鼠的糖耐量水平,从而调节葡萄糖代谢稳态。(3)抗阻运动以及抗阻联合有氧运动能可能通过PARK7/PTEN/AKT信号通路来提高FOXO1的磷酸化水平,下调Myostatin的表达,从而减缓高natural medicine脂膳食老年小鼠的骨骼肌萎缩进程。