運動トレ-ニングによる筋ミトコンドリア増加のメカニズムに関する生化学的研究

运动训练引起肌肉线粒体增加机制的生化研究

基本信息

批准号：
03808013
负责人：
下村吉治
金额：
$ 1.15万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

運動トレ-ニングが骨格筋のミトコンドリア機能に及ぼす影響をミトコンドリアの酵素活性とDNAレベルで検討した。8週齢のFisher344系雄ラットを小動物用トレッドミルを用いて2週間もしくは4週間トレ-ニングした。トレ-ニングは、最終的に+6°の勾配を25m/分の速度で60分間走らせるプログラムを1日1回、週に6日行った。このトレ-ニングの後、ラットを屠殺して赤筋であるヒラメ筋、白筋である前頚骨筋、及び赤筋と白筋の混合筋であるひ腹筋を速やかに取り出しフリ-ズクランプして、酵素活性及びDNAの測定まで-80℃で保存した。それぞれの筋肉について、ミトコンドリアの標識酵素であるクエン酸合成酵素とチトクロ-ム酸化酵素の活性を分光光度計を用いる方法で測定した。ミトコンドリアDNAの測定のために、ポリメラ-ゼ連鎖反応により人ミトコンドリアDNAのチトクロ-ムb領域(1500bp)を増幅して調製し、これを鋳型として市販のMultiprime DNA labeling systemにより ^<32>Pでラベルしたプロ-ブを得た。このプロ-ブと精製した核DNAとミトコンドリアDNAの反応性の検討により、このプロ-ブはミトコンドリアDNAに特異的に反応することを確認した。2週間のトレ-ニングで、ヒラメ筋のクエン酸合成酵素活性は有意に上昇したが他の筋肉ではその現象は見られなかった。4週間のトレ-ニングにより、ヒラメ筋とひ腹筋の両酵素活性は有意に上昇し、トレ-ニング効果が認められたが、前頚骨筋ではその現象は見られなかった。一方、筋中のミトコンドリアDNA含量は、4週間のトレ-ニング後でもいずれの筋肉にも変化が認められなかった。これらの結果は、本研究で用いたトレ-ニングは、ミトコンドリアの酵素を誘導するには充分だが、ミトコンドリア数を増加するほどの強度ではなかったことを示唆している。今後、ミトコンドリアDNAを増加する強度のトレ-ニングを検討する予定である。

在线粒体酶活性和 DNA 水平上研究了运动训练对骨骼肌线粒体功能的影响。使用小型动物跑步机对 8 周大的 Fisher 344 雄性大鼠进行 2 或 4 周的训练。训练包括每天一次、每周六天、在 +6° 坡度上以 25 m/min 的速度跑步 60 分钟。训练结束后，处死大鼠，立即取出比目鱼肌（红色肌肉）、胫骨前肌（白色肌肉）和腓肠肌（红色和白色肌肉的混合物），并取出。冷冻钳制，保存在-80°C直至测量酶活性和DNA。使用分光光度计测量每块肌肉中线粒体标记酶、柠檬酸合酶和细胞色素氧化酶的活性。为了测量线粒体DNA，通过聚合酶链式反应扩增并制备人线粒体DNA的细胞色素b区域(1500bp)，并将其用作模板并使用市售的Multiprime DNA标记用^ 32 P进行标记获得标记探针。通过检查该探针与纯化的核DNA和线粒体DNA的反应性，我们证实该探针与线粒体DNA发生特异性反应。训练2周后，比目鱼肌中的柠檬酸合酶活性显着增加，但在其他肌肉中没有观察到这种现象。训练4周后，比目鱼肌和腓肠肌的酶活性均显着增加，表明有训练效果，但在胫骨前肌中未观察到这种现象。另一方面，即使训练 4 周后，在任何肌肉中都没有观察到线粒体 DNA 含量的变化。这些结果表明，本研究中使用的训练足以诱导线粒体酶，但强度不足以增加线粒体数量。未来，我们计划考虑增加线粒体 DNA 的强化训练。