AMPK通路介导的下坡跑运动通过激活线粒体自噬(mitophagy)诱导大鼠比目鱼肌损伤的机制研究

【字体: 时间:2025年05月25日 来源:Journal of Physiology and Biochemistry 3.7

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  为解决离心运动导致的骨骼肌损伤机制问题,研究人员通过大鼠下坡跑模型(16°坡度,16 m·min?1持续90分钟),结合AMPK抑制剂(compound C)和激活剂(AICAR)干预,发现AMPK通路通过调控LC3与线粒体共定位、促进FKBP8/Drp1/LAMP2等关键蛋白表达,诱导线粒体自噬并降低ATP和呼吸链复合体(NDUFB8/UQCRC2)活性。该研究为运动性肌肉损伤的靶向干预提供了新思路。

  

这项研究揭示了有趣的生物学现象:当大鼠以"下坡跑"这种特殊运动模式(16°倾斜跑道,速度16米/分钟)持续90分钟后,它们的比目鱼肌线粒体会发生戏剧性变化。通过电子显微镜可观察到线粒体结构紊乱,内部出现典型的"自噬小体"——这些被称为mitophagosome的结构正是细胞启动"大扫除"的标志。

研究团队发现,运动后肌肉中的能量传感器AMPK像被按下了启动键,其磷酸化水平显著升高。与此同时,一系列关键蛋白开始活跃:线粒体"守门人"FKBP8与自噬标记物LC3紧密共定位,而负责线粒体分裂的"分子剪刀"Drp1也异常活跃。更有趣的是,当用药物(compound C)阻断AMPK信号时,这些现象明显减弱;相反,使用AMPK激活剂AICAR则会加剧这些变化。

在分子层面,运动后线粒体功能相关指标呈现"冰火两重天":一方面,cytochrome C等促凋亡因子和LAMP2等溶酶体标记物飙升;另一方面,维持线粒体稳态的HSP60和能量货币ATP含量却大幅下降。特别是呼吸链复合体I(NDUFB8)和III(UQCRC2)就像"断电"般功能受损,而mTOR这个抑制自噬的"刹车"蛋白也明显失活。

这些发现生动诠释了"没有痛苦就没有收获"的运动哲理——下坡跑这种离心运动通过AMPK通路激活了细胞"质检系统",将受损线粒体标记为"待回收品"进行选择性清除。虽然短期内会导致肌肉酸痛,但长远看可能是肌肉适应运动的必经之路。

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