离心骑行训练后整合素-ILK-RICTOR-Akt蛋白、肌肉质量和力量的增加

Increases in Integrin-ILK-RICTOR-Akt Proteins, Muscle Mass, and Strength after Eccentric Cycling Training

作者信息Georgios Mavropalias, Yu-Fu Wu, Marni D Boppart, Anthony J Blazevich, Kazunori Nosaka
PMID34468415
发布时间2022-01-01
DOI10.1249/MSS.0000000000002778

实验完整度

研究包含人体干预实验,结合影像学、功能测试和分子生物学检测,但缺乏机制验证或动物模型,证据层级单一。

主要模型

健康年轻男性(11名,22.7±4.0岁) 股外侧肌(VL)肌肉活检样本

重点核对

受试者为健康年轻男性,年龄22.7±4.0岁 24次离心骑行训练,强度从33% APO递增至+40%,每次训练时长和组数变化 股外侧肌CSA测量采用B超,肌肉样本在训练前和训练后5天采集 Western blot测定整合素-β1D、RICTOR、p-ILK/t-ILK等蛋白 采用配对t检验或Wilcoxon检验,显著性水平P≤0.05

摘要

目的:最近有人提出,由整合素、整合素连接激酶(ILK)、mTOR的雷帕霉素不敏感伴侣(RICTOR)和Akt组成的细胞通路可能促进与运动相关的长期结构和功能适应,且不依赖于mTORC1通路。因此,我们检测了8周离心骑行训练(ECC)前后股外侧肌(VL)中整合素-ILK-RICTOR-Akt蛋白的变化,预期该训练能增加肌肉功能和VL横截面积(CSA)。方法:11名男性(23±4岁)完成了24次ECC训练,强度和持续时间逐渐增加,从最初三次(75.4±14.1 kJ)到最后三次(150.7±28.4 kJ)的总工作量增加了2倍。结果指标包括下肢瘦体重、VL CSA、静态力量以及峰值和平均骑行功率输出。这些指标和VL样本在训练前和最后一次训练后4-5天采集。结果:整合素-β1(1.64倍)和RICTOR(2.99倍)蛋白以及磷酸化与总ILK比值(1.70倍)显著增加(P<0.05),但整合素-α7和Akt没有变化。下肢、大腿和躯干瘦体重(2.8–5.3%,P<0.05)和CSA(13.3±9.0%,P<0.001)增加。静态力量(18.1±10.8%)以及峰值(8.6±10.5%)和平均功率输出(7.4±8.3%)也增加(P<0.05)。然而,蛋白质增加幅度与CSA、静态力量或功率输出的增加幅度之间没有显著相关性。结论:除了增加肌肉质量、力量和功率外,我们证明了离心骑行训练增加了整合素-β1和RICTOR总蛋白以及p-ILK/t-ILK,这可能在对肌肉损伤的保护以及诱导肌肉适应的合成代谢信号中起作用。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
离心骑行训练是否能增加人体骨骼肌中整合素-ILK-RICTOR-Akt通路蛋白,以及这些蛋白的变化是否与肌肉功能和横截面积的变化相关。
核心机制
离心训练可能通过上调整合素-β1和RICTOR及增加ILK磷酸化,激活非mTORC1依赖的合成代谢通路,促进肌肉肥大和损伤保护。
主要证据
11名男性完成24次离心骑行训练,后整合素-β1D、RICTOR和p-ILK/t-ILK显著增加,VL CSA和下肢力量也显著增加,但蛋白变化与CSA和力量变化无显著相关。
研究意义
首次证明人体肌肉中整合素-ILK-RICTOR复合物蛋白在运动训练后增加,可能参与肌肉保护、重塑或适应,为理解运动诱导肌肥大的机制提供新视角。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

受试者招募与基线测试

评估参与者初始身体成分、肌肉形态和功能,建立基线数据。

11名健康年轻男性进行DEXA扫描、肌肉活检、VL CSA超声测量、静态力量和最大等速骑行测试。

2

离心骑行训练干预

通过渐进式离心骑行训练刺激肌肉适应。

参与者进行24次离心骑行训练,强度从33% APO递增至+40%,每组1分钟,组数从7组增加到10组。

3

训练后评估

测量离心骑行训练后肌肉结构、功能和分子水平的变化。

在最后一次训练后4-5天重复测试,包括DEXA、超声CSA、静态力量、最大骑行功率测试,以及股外侧肌活检测定蛋白表达。

4

蛋白表达分析

测定整合素-ILK-RICTOR-Akt通路蛋白的表达变化。

通过Western blot检测整合素-α7、整合素-β1D、RICTOR、p-ILK、t-ILK、p-Akt和t-Akt。

5

统计与相关性分析

确定训练前后各指标的变化及其相互关系。

使用配对t检验或Wilcoxon检验比较前后差异,计算Pearson或Spearman相关系数分析蛋白变化与功能指标的关系。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Horizon A 双能X射线吸收仪Hologic Inc.--
Aloka SSD-alpha10超声诊断系统Aloka Co.--
ImageJ图像分析软件National Institute of Health--
MAX-CORE活检系统Bard Biopsy Systems--
恩纳5%乳膏AstraZeneca--
Complete Mini蛋白酶抑制剂Roche--
PhosSTOP磷酸酶抑制剂Roche--
牛血清白蛋白----
丽春红S染色----
Laemmli上样缓冲液----
硝酸纤维素膜----
HRP化学发光底物Thermo Scientific--
Bio-Rad ChemiDoc成像系统Bio-Rad--
Quantity One软件Bio-Rad--
整合素-α7抗体AbcamAb182941
RICTOR抗体Cell Signaling Technology2114
磷酸化ILK [Ser246]抗体MilliporeSigmaAB1076
总ILK抗体Cell Signaling Technology3862
磷酸化Akt [Ser473]抗体Cell Signaling Technology9271
总Akt抗体Cell Signaling Technology9272
抗兔IgG HRP偶联抗体Cell Signaling Technology7074
Jamovi统计软件Jamovi project--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
受试者与设计
受试者年龄、性别、健康状态、既往运动史;训练前基线测量项目和时间
阅读提示:Methods中的Participants and study design部分
离心骑行训练
训练频率、强度递增方案、每组持续时间、组数、总做功量、热身方式
阅读提示:Methods中的Eccentric cycling部分及Table 1
肌肉横截面积测量
超声测量方法、测量位置(50%股骨长度)、图像获取和分析次数
阅读提示:Methods中的Vastus lateralis cross-sectional area部分
肌肉活检
活检时间点(训练前7-10天、训练后5天)、采样位置、麻醉方法、活检系统型号
阅读提示:Methods中的Muscle sampling部分
蛋白表达分析
蛋白提取缓冲液组成、上样量、凝胶浓度、一抗和二抗稀释度及来源
阅读提示:Methods中的Western blotting部分
统计与分析
样本量(11),正态性检验,统计检验方法,显著性水平,效应量计算
阅读提示:Methods中的Statistical analysis部分