雄激素对运动骨骼肌mTOR信号的调控及机理

雄激素是强有力的促蛋白合成激素，通过基因作用和非基因作用促骨骼肌蛋白合成。近期研究发现，雄激素能增强IGF-I的表达。我们分析雄激素的非基因作用可能与mTOR信号通路有关，但国内外未见研究报道。本研究首次以雄激素经IGF-I为介导如何调节运动骨骼肌mTOR和MAPK信号为新切入点，以mTOR信号为中心研究不同运动对雄激素、AR、AR转录活性、MAPK信号和mTOR信号的影响，应用大鼠模型在大运动量训练后进行减量训练的整个过程中，开展信号转导方面的研究，并有机地将雄激素与IGF-I和mTOR信号紧密联结在一起。应用雄激素和采用对信号传导路径关键点进行激活和阻断，探讨雄激素调控mTOR信号的作用机制，及雄激素基因作用与非基因作用的相互关系，研究将能深刻揭示运动后恢复期骨骼肌蛋白合成的信号转导机理，同时为大运动量训练及减量训练提供生理学理论依据。

本研究以mTOR信号为中心，研究不同运动形式以及大运动量和减量训练对雄激素、AR、mTOR和MAPK信号分子的影响，并探讨雄激素对运动骨骼肌mTOR和MAPK信号的调控机制。结论：1. 运动诱导骨骼肌AR、MEK/ERK/p90RSK通路和mTOR通路激活，其活性峰值分别出现在运动后6 h、即刻和6h；并且其激活程度呈强度依赖性，同时也存在适宜的持续时间，时间过短不能有效刺激其激活，时间过长则会对其产生抑制。2.长期有氧运动可激活骨骼肌AR及mTOR通路，且两者在骨骼肌蛋白合成过程中发挥了协同作用。3.大运动量训练期间，AR及mTOR通路活性受抑制，导致骨骼肌蛋白合成能力降低；减量训练期间，AR及mTOR通路激活，促使骨骼肌蛋白合成增加。4.DHT和运动均可使肌肉内IGF-I和AR的生物合成增加， MEK/ERK/p90RSK和mTOR通路激活，产生骨骼肌肥大；且两者具有协同效应。5.局部肌肉注射外源性IGF-I后，骨骼肌AR合成增强，MEK/ERK/p90RSK通路和mTOR通路活性迅速增强，并分别于注射后60 min、20 min和20 min达到峰值。6. mTOR通路和ERK通路均可以影响骨骼肌蛋白质合成，且以mTOR通路作用为主。阻断mTOR通路可负反馈方式激活ERK通路，在此基础上阻断ERK通路，此激活作用被消弱；阻断ERK通路可抑制mTOR通路活性，在此基础上阻断mTOR通路，两者出现协同抑制效应。由此推断，ERK通路可能位于mTOR通路的上游。7. 雄激素对骨骼肌蛋白质合成的影响，主要是经AR介导的基因途径进行，少部分经非基因途径进行；其中，雄激素对ERK的影响主要经非基因途径进行，而对mTOR的影响部分是经AR介导，部分是经非基因途径进行。