对侧重复训练效应并非由骨骼肌适应性变化引起:基于超最大电刺激的动物实验证据

【字体: 时间:2025年09月01日 来源:JOURNAL OF APPLIED PHYSIOLOGY 3.3

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  这篇研究通过大鼠模型结合超最大电刺激(ECC)实验,首次证实同侧重复训练效应(IL-RBE)的肌肉保护机制依赖于外周骨骼肌对钙离子(Ca2+)稳态和兴奋-收缩(E-C)耦联蛋白的保护性适应,而对侧效应(CL-RBE)则未观察到类似改变。研究揭示了CL-RBE可能由神经适应性而非肌肉内在变化驱动,为运动医学中交叉肢体训练策略提供了重要理论依据。

  

INTRODUCTION

离心收缩(ECC)作为诱发运动性肌肉损伤(EIMD)的主要因素,其机制涉及肌纤维膜拉伸激活通道(SAC)和肌浆网(SR)兰尼碱受体(RyR)介导的钙离子([Ca2+]i)内流。钙依赖性蛋白酶calpain 1的激活会导致兴奋-收缩(E-C)耦联关键蛋白(如DHPR α1、junctophilin和STAC3)降解,进而引起肌力持续下降。重复训练效应(RBE)表现为第二次训练后肌力恢复加速,其中同侧效应(IL-RBE)与对侧效应(CL-RBE)的机制差异尚不明确。

MATERIALS AND METHODS

实验采用雄性Wistar大鼠分为四组:对照组(CNT)、损伤组(DMG)、IL-RBE组和CL-RBE组。通过踝关节跖屈肌群100次超最大电刺激诱发ECC损伤,间隔2周进行第二次训练。采用100Hz电刺激测量最大等长扭矩(MIT),并通过Evans蓝染色(EBD)、免疫印迹分析calpain 1自溶及E-C耦联蛋白表达。

RESULTS

时效性验证

IL-RBE的保护效应随间隔期延长而减弱:2周间隔使MIT恢复率从ECC1后的68%提升至ECC2后的99%,且EBD阳性面积从15%降至0.1%;而12周间隔时保护作用完全消失。

功能与分子机制

IL-RBE组在第二次ECC后:

  1. 1.

    MIT在24小时内恢复至基线,而DMG组4天后仍低30%

  2. 2.

    EBD阳性纤维和炎性浸润几乎完全被抑制

  3. 3.

    Calpain 1自溶率维持7.1%(DMG组达15.8%)

  4. 4.

    DHPR α1、JP2等E-C耦联蛋白降解被显著阻止

CL-RBE组未显示上述保护效应,其MIT恢复曲线、EBD阳性率(12.9%)及蛋白降解程度与DMG组无差异。回归分析显示calpain 1自溶与MIT损失呈正相关(R2=0.44)。

DISCUSSION

本研究首次通过电刺激排除神经调控干扰,证实IL-RBE的核心机制是骨骼肌通过抑制[Ca2+]i异常升高,维持E-C耦联蛋白完整性。而CL-RBE的临床观察现象(如MVC恢复加速)更可能源于运动单位募集策略的神经适应性改变。值得注意的是,IL-RBE的肌肉保护具有时效性(≤8周),与人类研究中长期存在的神经保护效应形成互补解释。

该发现为理解运动训练的交叉教育效应提供了新视角:当同侧训练诱导肌细胞钙通道稳定化和抗氧化能力提升时,对侧肌肉并未产生类似的分子水平适应。未来研究可聚焦于神经-肌肉交互对话机制,以及钙信号通路在RBE中的时空特异性调控。

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