骨骼肌的内分泌功能与运动适应

徐道红 徐志有 汪浩

中图分类号：G804 文献标识：A 文章编号：1009-9328（2015）03-000-01

摘 要 最近骨骼肌内分泌功能被广泛关注，大部分肌肉因子的合成和分泌都依赖于骨骼肌收缩，运动锻炼可激活相应的肌肉因子应答机制，为运动促进机体健康适应，防治缺乏运动引起的多种慢性病提供理论支持。

关键词 肌肉因子 胰岛素抵抗 运动

骨骼肌是主要的血糖利用组织，胰岛素降血糖效应70%-90%由骨骼肌完成，还是主要的脂肪酸氧化利用组织。本文重点关注骨骼肌分泌的包括肌肉抑制素、IL-6、IL-15、Irisin等在内的多种活性物质的生理功能，及其在运动适应中的作用和机制。

一、肌肉抑制素

肌肉抑制素（myostatin）是骨骼肌生长发育特异性抑制因子。研究表明小鼠、肉牛myostatin基因缺失可引起肌肉肥大和增生，体重增2～3倍。抑制myostatin表达还能提高肌肉力量和耐力。myostatin抑制肌肉发育的分子机制研究尚浅，myostatin可通过提高p21蛋白表达，降低细胞周期依赖性蛋白激酶CDK2活性，影响视网膜细胞瘤蛋白的磷酸化状态，抑制细胞周期从G1期进入S期，降低C2C12细胞增殖[1]，还结合细胞表面受体ActRII或ActRIIb，通过经典的TGF-β信号通路诱导转录因子Smad3磷酸化抑制转录因子MyoD转录活性，抑制成肌细胞分化。

Myostatin也是重要的代谢平衡调控因子，越来越多研究支持这主要依赖于myostatin对脂肪组织和肝脏生长和功能的影响。研究发现9周蹬自行车耐力训练后受试者股直肌myostatin mRNA表达下降超过50%[2]。

二、白细胞介素6（IL-6）

白细胞介素6是重要的能量感受器。运动中补充葡萄糖可显著降低运动引起的外周血IL-6浓度升高水平。这也提示，IL-6可能具有促进葡萄糖摄取的功能。有趣的是，尽管耐力运动降低基础IL-6浓度，但却提高了其受体IL-6Rα的表达，因此耐力运动提高了IL-6的敏感性。

IL-6可提高基础状态下骨骼肌细胞葡萄糖摄取和葡萄糖转运向细胞膜转运，并对胰岛素刺激的葡萄糖摄取起到叠加效应，这主要与腺苷酸活化蛋白激酶激活有关，AMPK缺失显著抑制这种生理效应。运动还能提高骨骼肌内脂肪酸β氧化过程中相关酶活性，运动训练可提高骨骼肌对脂肪的利用效率，减少运动时骨骼肌对血糖和糖原的依赖性，实现能量节省化，这是延长运动疲劳，提高运动能力的重要机制。

三、IL-8和CXCL-1

目前，关于运动对IL-15影响研究结果并不一致。但研究发现运动强度、运动时间、肌纤维类型等因素是影响IL-15表达的重要因素。Busquets等观察到IL-15能直接降低骨骼肌細胞蛋白水解速率，并认为这是IL-15介导的合成代谢的主要机制。IL-15可降低脂肪前体细胞内脂质沉积，并促进分化的脂肪细胞分泌脂联素[3]。骨骼肌IL-15过表达可显著降低小鼠脂肪含量，并预防高脂肪膳食诱导的肥胖。

四、脑源性神经营养因子（BDNF）

研究发现肌肉收缩还能促进骨骼肌分泌BDNF，以旁分泌方式调控骨骼肌发育，BDNF对于卫星细胞分化至关重要，BDNF缺失会延缓分化过程[4]。此外，在外周BDNF还通过激活AMPK提高骨骼肌脂肪酸氧化代谢，是运动防治T2DM的新机制。递增负荷功率自行车实验后人体血清BDNF升高了30%。Matthews指出自行车运动后骨骼肌BDNF mRNA和蛋白表达均升高，脑对运动后外周BDNF浓度的影响最大，但不是唯一。目前，运动对FNDC5/Irisin的影响研究较少。3周跑轮运动可显著提高小鼠骨骼肌FNDC5 mRNA 和血浆Irisin浓度，老年受试者血浆Irisin浓度在10周耐力训练后升高了200%。然而，Timmons等观察到6周高强度耐力蹬自行车运动或抗阻训练后受试者骨骼肌FNDC5 mRNA表达并无变化。Hu等也发现1周或8周运动对受试者血浆Irisin浓度均无影响。

总之，运动可诱导人体最大的器官骨骼肌分泌多种细胞因子，调控骨骼肌自身生长发育和代谢能力，或影响其它组织和器官的代谢和功能，在维持机体代谢平衡和介导运动适应过程中发挥着越来越重要的功能。目前对肌肉因子的认识可能只是冰山一角，但随着科学技术的发展将会为肌肉因子研究打开新的篇章。

参考文献：

[1] Thomas M， Langley B， Berry C， et al. Myostatin， a negative regulator of muscle growth， functions by inhibiting myoblast proliferation[J]. J Biol Chem. 2000. 275（51）：40235-40243.

[2] Kopple J D， Cohen A H， Wang H， et al. Effect of exercise on mRNA levels for growth factors in skeletal muscle of hemodialysis patients[J]. J Ren Nutr. 2006.16（4）：312-324.

[3] Quinn L S， Strait-Bodey L， Anderson B G， et al. Interleukin-15 stimulates adiponectin secretion by 3T3-L1 adipocytes： evidence for a skeletal muscle-to-fat signaling pathway[J]. Cell Biol Int. 2005.29（6）：449-457.