跳到主页内容
美国国旗

美国政府的官方网站

Dot政府

gov意味着它是官方的。
联邦政府网站通常以.gov或.mil结尾。之前分享敏感信息，确保你在联邦政府政府网站。

Https系统

该站点是安全的。
这个https：//确保您连接到官方网站，并且您提供的任何信息都是加密的并安全传输。

访问密钥 NCBI主页 MyNCBI主页 主要内容 主导航
.2015年6月24日；10（6）：e0131068。
doi:10.1371/journal.pone.0131068。 2015年电子收集。

短期间歇性缺氧后小鼠膈肌自噬相关萎缩和代谢重塑

克里斯蒂安·佐丹奴 1, 克里斯蒂安·莱梅尔 1, 童丽 1, R约翰·基莫夫 1, 巴兹尔J汽油 1
附属公司

短期间歇性缺氧后小鼠膈肌自噬相关萎缩和代谢重塑

克里斯蒂安·佐丹奴等。 公共科学图书馆一号. .

摘要

背景：短期间歇性缺氧（IH）在急性呼吸系统疾病患者中很常见。虽然长期暴露于低氧环境会导致骨骼肌萎缩和疲劳增加，但对短期IH的反应尚不清楚。我们假设膈肌和四肢肌肉会不同地适应短期IH，因为缺氧会刺激通气，并在膈肌中触发叠加运动刺激。

方法：我们确定了IH 4天后（每天8小时，每小时30次，FiO2最低点=6%）小鼠膈肌的结构、代谢和收缩特性，并将膈肌的反应与通常研究的参考肢体肌肉胫骨前肌进行了比较。结果测量包括肌肉纤维大小、肌肉蛋白水解（钙蛋白酶、泛素蛋白酶体和自噬途径）测定、氧化应激标记物和线粒体功能、肌内脂质和脂质代谢基因定量、I型肌球蛋白重链（MyHC）表达和体外收缩特性。

结果：IH 4天后，仅膈肌出现明显萎缩（肌纤维大小减少30%），LC3B-II蛋白（2.4倍）和自噬途径的mRNA标记物（LC3B、Gabarapl1、Bnip3）增加，而活性钙蛋白酶和E3泛素连接酶（MuRF1、atogin-1）在两块肌肉中均未受影响。IH显著降低了两块肌肉中琥珀酸脱氢酶的活性。然而，只有膈肌在IH后表现出肌细胞内脂滴增加（2.5倍），以及与活化脂质代谢相关的基因上调。此外，尽管膈膜在IH后立即表现出急性疲劳的迹象，但它经历了适应性纤维类型向缓慢I型MyHC表达纤维的转变，这与体外重复刺激期间肌肉的内在耐力增强有关。

结论：短期IH导致小鼠膈肌优先萎缩，自噬增加，快速代偿代谢适应与抗疲劳能力增强相关。

PubMed免责声明

利益冲突声明

竞争利益：提交人声明，不存在相互竞争的利益。

数字

图1
图1。IH后横膈膜肌纤维萎缩，但肢体肌肉肌纤维萎缩。
对照（Ctl）和低氧暴露（IH）小鼠（A）膈肌和（B）胫骨前肢肌肉的代表性图像和横截面积（CSA）量化。（C）膈肌和（D）肢体肌肉中纤维大小的频率分布。数据表示为每组5只小鼠的平均值（±SE）。*经t检验，与Ctl相比，p<0.01。比例尺=50μm。
图2
图2。IH对膈肌和肢体肌肉蛋白质水解途径的影响。
Western blot定量分析Ctl和IH小鼠（A）膈肌和（B）肢体肌肉中的裂解和总钙蛋白酶蛋白。实时PCR定量分析（C）膈肌和（D）肢体肌肉中E3泛素连接酶MuRF1和atogin-1 mRNA。Western blot分析和定量（E）膈肌和（F）肢体肌肉中的LC3B-II蛋白。实时PCR定量分析（G）膈肌和（H）肢体肌肉中自噬相关基因的表达。数据表示为每组3-5只小鼠的平均值（±SE）。*经t检验，与Ctl相比，p<0.01。使用的缩写：MuRF=无名指肌肉；LC3B=微管相关蛋白1轻链3；Bnip=Bcl2/腺病毒E1B 19-kDa相互作用蛋白；Gabarapl=GABA（A）受体相关蛋白样；Mu=线粒体泛素连接酶。
图3
图3。IH后膈肌和肢体肌肉中的氧化应激标记物。
Ctl和IH小鼠的（A）膈肌和（B）四肢肌肉中羰基化蛋白的蛋白质印迹定量。实时PCR定量分析（C）膈肌和（D）肢体肌肉中的抗氧化基因表达。数据表示为每组4-5只小鼠的平均值（±SE）。*经t检验，与Ctl相比，p<0.01。使用的缩写：MnSOD=锰超氧化物歧化酶；Gpx=谷胱甘肽过氧化物酶；Prx=过氧化物酶体阿霉素。
图4
图4。IH后膈肌和肢体肌肉线粒体功能指数。
Ctl和IH小鼠（A）膈肌和（B）肢体肌肉中琥珀酸脱氢酶（SDH）的活性。（C）膈肌和（D）肢体肌肉中氧化和糖酵解标记物的基因表达水平。（E）膈肌和（F）肢体肌肉线粒体动力学基因表达的量化。数据表示为每组4-5只小鼠的平均值（±SE）。*通过t检验，与Ctl相比p＜0.01。使用的缩写：Mfn=米托福辛；Drp=动力蛋白相关蛋白；Opa=视神经萎缩；Cox=细胞色素C氧化酶；Sdh=琥珀酸脱氢酶；Pgc=PPARγ辅活化子；UCP=解偶联蛋白；HK=己糖激酶。
图5
图5。IH促进隔膜中的脂滴和脂代谢基因的激活。
（A）中膈肌和肢体肌肉的代表性Oil red O图像（左图）和脂滴染色定量（右图）。定量分析（B和D）膈肌和（C和E）肢体肌肉中Plin亚型（B和C）和其他脂质代谢途径基因（D和E）的表达水平。数据表示为每组4-5只小鼠的平均值（±SE）。对于（A），通过方差分析，*p<0.01（与Ctl隔膜相比）和#p<0.01（与IH隔膜相比）；对于（B-E），*p<0.01，通过t检验与Ctl相比。比例尺=100μm。使用的缩写：Plin=橄榄油；PDK=丙酮酸脱氢酶激酶；Fasn=脂肪酸合成酶；SCD=硬脂酰辅酶A去饱和酶；SREBF=甾醇调节元件结合转录因子；Scap=SREBF切割激活蛋白。
图6
图6。I型肌纤维在膈肌中增加，但在肢体肌肉中不增加。
（A） I型肌球蛋白重链（MyHCI）免疫染色的Ctl和IH膈肌切片的低倍和高倍图像。（B） 隔膜中表达I型MyHC的肌纤维比例。（C） I型MyHC表达纤维对横膈膜总组织横截面积的相对面积贡献的量化。（D） 肢体肌肉中MyHCI阳性肌纤维的比例。（E） 量化MyHCI阳性纤维对肢体肌肉总组织横截面积的相对面积贡献。数据表示为每组5只小鼠的平均值（±SE）。*经t检验，与Ctl相比，p<0.01。比例尺=100μm。
图7
图7。IH会导致急性疲劳和膈肌更大的固有耐力。
（A） 第4天最后一次低氧训练后，Ctl和IH膈在重复收缩期间产生疲劳的力-频率曲线和（B）力衰减。（C） 第4天最后一次缺氧后6小时膈肌重复收缩期间的力-频率曲线和（D）力递减。数据表示为每组5-10只小鼠的平均值（±SE）。*方差分析显示，与Ctl相比，p<0.01。
请参阅PMC中的此图像和版权信息

类似文章

查看所有类似文章

引用人

查看所有“被引用”文章

工具书类

    1. Almendros I，Wang Y，Gozal D.间歇性缺氧的多态性和矛盾性。美国生理学杂志肺细胞分子生理学。2014;307:L129–40。10.1152/ajplung.0089.2014年-DOI程序-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Vogt M，Hoppeller H。低氧训练对肌肉和运动性能有好处吗？心血管疾病进展。2010;52: 525–33. 2016年10月10日/j.pcad.2010.02.013-DOI程序-公共医学
    1. Chien M-Y，Wu Y-T，Lee P-L，Chang Y-J，Yang P-C。重度阻塞性睡眠呼吸暂停患者的吸气肌功能障碍。欧洲呼吸杂志2010；35: 373–80. 10.1183/09031936.00190208-DOI程序-公共医学
    1. Montserrat JM、Kosmas EN、Cosio MG、Kimoff RJ。缺乏证据表明阻塞性睡眠呼吸暂停症患者夜间膈肌疲劳。Eur Respir J.1997；10: 133–8. 可用：http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9032505-公共医学
    1. Savransky V、Nanayakkara A、Li J、Bevans S、Smith PL、Rodriguez A等。慢性间歇性缺氧诱导动脉粥样硬化。Am J Respir Crit Care Med.2007；175: 1290–7. 10.1164/rccm.200612-1771OC（欧共体）-DOI程序-项目管理咨询公司-公共医学

出版物类型

物质