兩種廢用性肌萎縮動(dòng)物模型與幾種肌纖維分型方法的比較研究.pdf

1、大量研究資料表明，運(yùn)動(dòng)減退、制動(dòng)或肌肉去負(fù)荷可使骨骼肌發(fā)生明顯的廢用性萎縮。肌肉萎縮對(duì)于臨床患者及航天員的肌力、耐力、運(yùn)動(dòng)以及日?；顒?dòng)能力都會(huì)產(chǎn)生較大的影響。開(kāi)展廢用性肌萎縮研究，探明其發(fā)生的機(jī)理，是臨床醫(yī)學(xué)、運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)及航天醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域需要認(rèn)真研究和亟待解決的重要課題之一。如何建立起一個(gè)可靠的“肌肉廢用”模型，是進(jìn)行廢用性肌萎縮研究的首要前提。常用的廢用性肌萎縮動(dòng)物模型有多種，其中肌肉去負(fù)荷和肢體制動(dòng)最為常用。但是，關(guān)于這兩種模型的比較研

2、究，國(guó)內(nèi)外迄今未見(jiàn)報(bào)道。實(shí)驗(yàn)研究中，肌球蛋白腺苷三磷酸酶(myosinadenosinetriphosphatease，mATPase)組織化學(xué)、琥珀酸脫氫酶(succinicdehydrogenase，SDH)組織化學(xué)和肌球蛋白重鏈(myosinheavychain，MHC)免疫組織化學(xué)三種方法，常用于骨骼肌代謝酶活性的測(cè)定和肌纖維類型的鑒定，但有關(guān)這三種方法的比較研究并不多見(jiàn)。 本研究的目的是：比較大鼠尾部懸吊和后肢制動(dòng)兩種

3、廢用性肌萎縮模型對(duì)機(jī)體的影響和廢用效果，為研究者選擇實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型提供科學(xué)依據(jù)；比較三種肌纖維分型方法的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)，確定各自的適用范圍。 采用的方法是：兩種模型分別按時(shí)間設(shè)7d組、14d組和21d組。(1)觀察實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的體重、臟器指數(shù)和比目魚(yú)肌(soleusmuscle，SOL)濕重體重比的變化；(2)利用酶組織化學(xué)方法和彩色圖像分析儀，觀察比目魚(yú)肌Ⅰ型和Ⅱ型肌纖維橫截面積(cross-sectionarea，CSA)的變化；(

4、3)應(yīng)用mATPase組織化學(xué)方法、SDH組織化學(xué)方法和MHC免疫組織化學(xué)方法，觀察比目魚(yú)肌肌纖維代謝酶活性、MHC表達(dá)水平的變化。 研究結(jié)果表明：(1)不同尾部懸吊和后肢制動(dòng)時(shí)間下實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的體重變化和臟器指數(shù)變化1)正常對(duì)照組大鼠體重持續(xù)增長(zhǎng)，14d組、21d組與7d組相比較，出現(xiàn)極其顯著的差異(P＜0.001)；兩個(gè)模型組大鼠體重增長(zhǎng)緩慢，7d組、14d組和21d組之間未出現(xiàn)明顯變化(P＞0.05)。結(jié)果提示，尾部懸吊和后肢

5、制動(dòng)后，大鼠體重的增長(zhǎng)均受到不同程度的抑制。 2)除后肢制動(dòng)14d組與7d組相比較胸腺指數(shù)出現(xiàn)顯著下降外(P＜0.05)，其余各組的臟器指數(shù)均無(wú)明顯變化(P＞0.05)。 (2)不同尾部懸吊和后肢制動(dòng)時(shí)間下大鼠比目魚(yú)肌的濕重體重比和肌纖維CSA的變化兩個(gè)模型組SOL濕重體重比和肌纖維CSA均下降明顯。Ⅰ型肌纖維CSA較Ⅱ型肌纖維下降程度大。與正常對(duì)照組相比較，尾部懸吊14d組SOL濕重體重比和Ⅰ型肌纖維CSA出現(xiàn)極其顯著

6、下降(P＜0.001)，而后肢制動(dòng)7d組SOL濕重體重比和Ⅰ型肌纖維CSA出現(xiàn)顯著下降(P＜0.05)。結(jié)果表明，兩種模型均能使SOL發(fā)生廢用性萎縮，且隨著造模時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷加劇，其中，后肢制動(dòng)組發(fā)生明顯萎縮的時(shí)間早于尾部懸吊組。 (3)不同尾部懸吊和后肢制動(dòng)時(shí)間下大鼠比目魚(yú)肌mATPase活性、SDH活性及MHC表達(dá)水平的變化1)大鼠比目魚(yú)肌經(jīng)mATPase堿法染色后，兩個(gè)模型組Ⅰ型肌纖維的比例均下降明顯。尾部懸吊14d組與

7、7d組相比，出現(xiàn)極其顯著的下降(P＜0.001)，與21d組相比，則無(wú)明顯變化(P＞0.05)。后肢制動(dòng)14d組與7d組相比，無(wú)明顯變化(P＞0.05)，21d組與14d組相比，出現(xiàn)極其顯著下降(P＜0.001)。結(jié)果提示，尾部懸吊和后肢制動(dòng)下，大鼠比目魚(yú)肌有氧活動(dòng)減弱而無(wú)氧酵解活動(dòng)加強(qiáng)，肌纖維mATPase活性發(fā)生改變，Ⅰ型肌向Ⅱ型肌轉(zhuǎn)化迅速明顯且不斷加劇，后肢制動(dòng)7d組和尾部懸吊14d組肌纖維類型的轉(zhuǎn)化最為明顯。 2)大鼠比

8、目魚(yú)肌經(jīng)SDH氯化硝基四氮唑蘭法染色后，Ⅰ型和Ⅱx型肌纖維為淺染，Ⅱa型肌纖維為深染，兩個(gè)模型組淺染肌纖維的比例均下降明顯。但隨著造模時(shí)間的延長(zhǎng)，除尾部懸吊21d組與7d組相比淺染肌纖維的比例出現(xiàn)顯著下降(P＜0.05)外，其余7d組、14d組和21d組之間未出現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)。結(jié)果提示，SDH的活性的高低不能完全反映肌纖維氧化代謝的強(qiáng)弱，使用該方法肌纖維類型的轉(zhuǎn)化不明顯。 3)大鼠比目魚(yú)肌經(jīng)抗快縮型MHC抗體(MY

9、-32)進(jìn)行免疫組織化學(xué)染色后，兩個(gè)模型組Ⅰ型肌纖維的比例均出現(xiàn)極其明顯的下降(P＜0.001)。尾部懸吊14d組與7d組相比，出現(xiàn)極其顯著的下降(P＜0.001)，與21d組相比，則無(wú)明顯變化(P＞0.05)。后肢制動(dòng)14d組與7d組相比，無(wú)明顯變化(P＞0.05)，21d組與14d組相比，出現(xiàn)極其顯著下降(P＜0.001)。結(jié)果提示，尾部懸吊和后肢制動(dòng)下，大鼠比目魚(yú)肌MHC的表型均發(fā)生了轉(zhuǎn)化，MHCⅠ向MHCⅡ轉(zhuǎn)化迅速明顯且不斷加劇

10、，后肢制動(dòng)7d組和尾部懸吊14d組MHC的轉(zhuǎn)化最明顯。 得出結(jié)論：(1)尾部懸吊和后肢制動(dòng)均可使大鼠SOL發(fā)生明顯的萎縮，是研究抗重力肌廢用性萎縮可靠、理想的動(dòng)物模型。其中，尾部懸吊14d廢用效果最明顯，后肢制動(dòng)7d廢用效果最明顯。 (2)mATPase組織化學(xué)染色與MHC免疫組織化學(xué)染色分型明顯，且結(jié)果具有一致性，是較為理想的肌纖維分型方法。SDH組織化學(xué)染色肌纖維分型困難，且廢用狀態(tài)下肌纖維類型的轉(zhuǎn)化趨勢(shì)也不明顯，因