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为探究低钠血症影响肌肉和骨骼的详细机制，研究人员以 1 - 去氨基 - 8-D - 精氨酸加压素（dDAVP）或呋塞米诱导的低钠血症小鼠为模型开展研究。结果表明低钠血症会导致小鼠肌肉和骨量减少及肌肉 IGF-1 表达下降，这为相关疾病的研究提供了新方向。
在临床实践中，低钠血症是一种常见的电解质紊乱，住院患者的发病率为 15 - 30%。它不仅与老年人的肌肉减少症和骨质疏松症有关，还会增加患者的不良结局，包括死亡率。然而，低钠血症影响肌肉和骨骼的详细机制尚不清楚。为了解开这些谜团，日本近畿大学（Kindai University）的研究人员开展了一项深入研究。
研究人员使用两种低钠血症小鼠模型，即 1 - 去氨基 - 8-D - 精氨酸加压素（dDAVP）处理和呋塞米处理的小鼠，分别模拟体内细胞外液增加和减少的低钠血症情况。通过一系列实验，研究人员发现，dDAVP 和呋塞米均显著降低了小鼠血清钠水平，成功诱导出低钠血症。在肌肉方面，dDAVP 显著降低了小鼠的握力，但对腓肠肌、比目鱼肌的组织重量无明显影响；而呋塞米则显著降低了肌肉质量、腓肠肌、比目鱼肌和胫骨前肌的组织重量以及握力。在骨骼方面，dDAVP 和呋塞米处理的小鼠股骨小梁骨矿密度（BMD）、小梁骨体积、皮质 BMD 等均显著降低。
研究还发现，低钠血症会降低肌肉中胰岛素样生长因子（IGF）-1 的表达和血清 IGF-1 水平。通过简单回归分析，血清 IGF-1 水平与肌肉 IGF-1 表达、小梁骨体积和皮质 BMD 呈正相关。给呋塞米处理的小鼠补充氯化钠溶液后，可改善其握力、肌肉质量、小梁骨体积、皮质 BMD 以及肌肉和循环中 IGF-1 的水平。
为了开展这项研究，研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：一是构建动物模型，将雄性 C57BL/6J 小鼠分组，分别给予 dDAVP、呋塞米或同时给予呋塞米和氯化钠处理；二是采用定量计算机断层扫描（QCT）和微计算机断层扫描（μCT）技术，对小鼠肌肉质量和骨骼微结构参数进行分析；三是运用 Western blot 和实时聚合酶链反应（PCR）技术，检测蛋白和基因的表达水平。
研究结果具体如下：
- 低钠血症对小鼠肌肉和骨骼的影响：dDAVP 和呋塞米诱导的低钠血症导致小鼠血清钠水平显著降低。dDAVP 使小鼠体重和全身肌肉质量增加，但降低了握力；呋塞米则使小鼠体重、全身和下肢肌肉质量、相关肌肉组织重量以及握力均显著降低。同时，两种处理方式都使小鼠股骨的小梁 BMD、小梁骨体积、皮质 BMD 等参数降低，小梁分离度增加。
- 低钠血症对肌肉蛋白质合成信号和降解相关基因表达的影响：dDAVP 和呋塞米显著降低了小鼠腓肠肌和比目鱼肌中 Akt 和 p70 S6 激酶的磷酸化水平，这是关键的蛋白质合成途径。此外，它们还显著降低了比目鱼肌中 E3 泛素连接酶 MuRF1 和 atrogin - 1 的 mRNA 水平，但对腓肠肌中这些 mRNA 水平无明显影响。
- 低钠血症对腓肠肌和比目鱼肌中肌细胞因子表达的影响：dDAVP 和呋塞米均显著降低了小鼠腓肠肌和比目鱼肌中 IGF-1 的 mRNA 和蛋白水平，同时降低了血清 IGF-1 水平。此外，dDAVP 还增加了 IL-6 的 mRNA 水平，降低了比目鱼肌中 myostatin 的 mRNA 水平；呋塞米则对 IL-6、Fndc5 和 activin 等肌细胞因子的 mRNA 水平有不同程度的影响。
- IGF-1 水平与小鼠肌肉或骨骼参数之间的关系：简单回归分析表明，小鼠腓肠肌和比目鱼肌中 IGF-1 的 mRNA 水平与小梁骨体积、皮质 BMD 和握力呈显著正相关。血清 IGF-1 水平也与这些参数以及肌肉中 IGF-1 的 mRNA 水平呈显著正相关。
- 低钠浓度对小鼠 C2C12 细胞中 IGF-1 表达的影响：低钠浓度显著降低了 C2C12 肌管中 IGF-1 的 mRNA 水平，但对成肌细胞中 IGF-1 的 mRNA 水平无明显影响。
- 氯化钠给药对低钠血症小鼠肌肉和骨骼的影响：给予氯化钠对正常小鼠的各项指标无明显影响，但可显著改善呋塞米诱导的低钠血症小鼠的血清钠水平、体重、握力、肌肉质量、骨骼参数以及肌肉和血清中 IGF-1 的水平。
研究结论和讨论部分指出，低钠血症会导致小鼠肌肉质量、肌肉力量和骨量减少，同时伴有肌肉和循环中 IGF-1 水平的降低。这表明 IGF-1 表达的降低可能与低钠血症诱导的小鼠肌肉和骨量减少有关，IGF-1 可能作为一种连接肌肉和骨骼的肌细胞因子，在低钠血症诱导的骨质疏松症中发挥作用。此外，该研究结果还提示 IGF-1 有望成为低钠血症诱导的肌肉减少症和骨量减少的生物标志物。不过，该研究也存在一定的局限性，如无法排除实验数据可能受到 dDAVP 或呋塞米药物作用的影响，还需要进一步使用肌肉特异性 IGF-1 缺陷小鼠来明确肌肉来源的 IGF-1 在低钠血症诱导的骨质减少中的作用，以及低钠血症降低骨骼肌中 IGF-1 表达的机制仍不清楚。尽管如此，这项研究为深入理解低钠血症与肌肉和骨骼健康之间的关系提供了重要的依据，为后续相关研究奠定了基础。
