补肺健脾方调控COPD大鼠骨骼肌能量代谢和细胞凋亡的研究

慢性阻塞性肺疾病（COPD）是卫生部防治规划的五大重点疾病之一，骨骼肌萎缩是其主要的并发症，是运动能力降低、致残的关键因素。骨骼肌能量代谢障碍和细胞凋亡是其功能障碍和萎缩的主要机制。基于已确证的补肺健脾方治疗COPD的疗效，以香烟熏吸联合细菌感染法制备大鼠COPD稳定期模型，从骨骼肌张力、耐力、肌纤维分类、超微结构等变化观察补肺健脾方疗效；采用磁共振成像与磁共振波谱技术，观察PME、Pi、PDE、PCr、α-ATP、β-ATP和γ-ATP等骨骼肌能量代谢相关指标的变化；应用QPCR等技术，检测骨骼肌细胞凋亡及NF-κB通路相关因子的蛋白和mRNA变化（Id 2、Fas、FasL、Bax、Bad、p53、Caspase-3、Caspase-8、Cyto C、Akt）；揭示COPD骨骼肌功能障碍和萎缩的机制；阐释补肺健脾方调节COPD骨骼肌能量代谢和细胞凋亡的作用。

慢性阻塞性肺疾病（COPD）为重大疑难病，骨骼肌萎缩是其主要的并发症，是运动能力降低、致残的关键因素。本研究以香烟熏吸联合细菌感染制备的大鼠COPD稳定期模型为研究对象，从股四头肌、肱二头肌、肋间肌和比目鱼组4种骨骼肌的张力、肌纤维分类、超微结构等变化观察补肺健脾方疗效；采用酶动力学法和ELISA技术，观察骨骼肌能量代谢变化；采用TUNEL法检测骨骼肌细胞凋亡；采用QPCR、免疫印迹等技术，检测骨骼肌细胞凋亡及NF-κB通路相关基因和蛋白（Fas、FasL、Bax、Bad、p53、Caspase-3、Caspase-8、Cyto C、Akt）的变化。结果发现模型组大鼠4种肌肉肌张力明显降低，各治疗组可显著提高肌张力，以联合组尤为显著。模型组大鼠肌纤维明显萎缩、断裂，肌细胞形态破坏，染色不清，排列紊乱，电镜下见肌纤维间线粒体明显减少，线粒体嵴基本消失，治疗组损伤均有改善，以联合组尤为显著。模型组4种肌肉组织中SDH酶活性、细胞凋亡率、LEP、NF-κB、TNF-α、TNFR、HIF1-α、Fas、FasL、Bax、caspase-8、caspase-3、P53、Cyto C基因和蛋白表达均较对照组显著升高（P<0.01），治疗后均显著降低（P<0.01），其中联合组改善尤为明显，优于氨茶碱组；模型组4种肌肉Na+-K+ATP酶活性、mTOR和IGF-1基因及MyoD、Bcl-2、Akt基因和蛋白表达均较对照组显著降低（P<0.01），治疗后上述指标均不同程度地升高，以联合组改善明显，疗效优于氨茶碱。本研究结果提示补肺健脾方可以提高骨骼肌张力，减轻骨骼肌组织损伤和超微结构异常，显著改善COPD大鼠骨骼肌功能障碍/萎缩，疗效优于PDTC和氨茶碱。其机制可能与提高COPD模型大鼠Na+-K+ATP酶活性，降低SDH活性和瘦素含量，下调NF-κB信号激活，降低骨骼肌炎症水平和细胞凋亡，上调胰岛素生长因子（IGF）-1、哺乳动物雷帕霉素（mTOR），下调缺氧诱导因子（HIF）-1表达来改善骨骼肌的能量代谢有关。