运动对骨骼肌Apelin表达的影响研究综述

王秋欣

前言

越来越多研究表明，骨骼肌也是一个具有强大内分泌功能的内分泌器官，可以分泌许多有活性的物质，而由骨骼肌产生并分泌的活性物质就被称为肌肉因子。近年来发现apelin作为肌肉因子，具有调节血压、内分泌以及能量代谢等多种生理功能，也是通过运动来调控骨骼肌能量代谢的主要因素，而骨骼肌的能量代谢又与运动能力的提高有关，apelin肌肉因子与运动之间存在很多的相关性，本文主要探讨运动对骨骼肌Apelin表达的影响。

1 Apelin概述

1.1 Apelin的发现

1993年，加拿大学者O’Dowd首次发现一种孤儿G蛋白偶联受体，命名为血管紧张素Ⅱ1型受体相关蛋白。1998年，日本学者Tatemoto从猪和牛胃分泌出的物质中提取出的一种新的生物活性肽，并发现该多肽是APJ的天然内源性配体，命名为爱帕琳肽。APJ是一种存在于细胞膜上的七跨膜G蛋白偶联受体，最早发现的APJ的内源性配体是apelin，其与APJ共同构成apelin/APJ系统，可通过内分泌、旁分泌和自分泌等方式作用APJ。

1.2 Apelin的结构与组织分布

Apelin基因位于人染色体的X染色体长臂25-26，由2个内含子和3个外显子组成，mRNA长度为2673bp（碱基对），其编码的apelin前体含有77个氨基酸残基，如apelin-l3、apelin-16、apelin-17、apelin-19、apelin-31和apelin-36等［1］。

Apelin在组织的分布十分广泛。有研究发现Apelin-mRNA在妊娠大鼠的乳腺中高度表达。O’caarroll［2］等发现在大鼠的肺、脑、肝脏、肾脏、心脏、骨骼肌、乳腺和卵巢中均有Apelin-mRNA的表达。还有研究发现，Apelin的在组织中的分布会因分子结构形式不同而存在差异：在肺、子宫和睾丸中均以长链分子（Apelin-36）为主，而在乳腺中存在长、短链结构（Apelin-36，Apelin-13）两种形式。

2 Apelin与运动

2.1 有氧运动对骨骼肌Apelin表达的影响

已有研究结果表明有氧运动可促进骨骼肌apelin的表达，骨骼肌在运动后发生收缩并分泌apelin。严露［3］等人将野生小鼠和apelin敲除鼠分别分为野生安静组（WC）、野生运动组（WE）、敲除安静组（KC）和敲除运动组（KE）四组，其中，运动组小鼠要进行每天60 min为期4周的跑台运动，结果发现与野生安静小鼠相比，安静敲除小鼠的apln-mRNA表达明显下降，APJ的蛋白表达也出现显著降低，运动能力显著下降，说明Apelin基因缺失可显著降低小鼠运动能力，但在4周的有氧运动训练后，敲除运动小鼠的运动能力又明显提高，推测可能与骨骼肌的能量代谢有关。

但研究发现有些学者对于有氧运动对骨骼肌apelin表达的影响的研究有不一样的看法：有研究发现，8周85%最大摄氧量的自行车复合跑步训练后，人体骨骼肌Apln-mRNA的表达显著升高［4］，8周速度为26 m/min的跑台运动也可以促使大鼠骨骼肌中apln-mRNA的表达［5］，但6周速度从10 m/min渐增到14.5 m/min的跑台训练则会抑制大鼠骨骼肌apelin的表达［6］。因此严露［3］等人推测出，有氧运动对骨骼肌apelin的表达可能受运动方式或运动强度的影响。

2.2 低氧训练对骨骼肌Apelin表达的影响

低氧诱导因子，HIF-1α是缺氧刺激肾脏分泌的一种DNA结合蛋白，在氧减少时机体激活的一种信号。有研究发现小鼠在进行结扎手术后的第4、8和12周后骨骼肌中氧含量均出现显著性下降，HIF-1αmRNA、apelin和APJmRNA表达均显著增加［7］。

姬卫秀［8］等人设计三组实验，第一组将小鼠进行不同时间的低氧暴露、第二组将小鼠分两组分别进行四周的间歇低氧安静与低氧训练，第三组将HIF-1α转基因鼠进行一次性力竭运动，通过三组实验来研究低氧环境与运动对小鼠骨骼肌apelin表达的影响。结果发现：（1）低氧环境下暴露的时间越久，骨骼肌中apelin/APJ和HIF-1α的mRNA量就越高。（2）低氧环境或运动训练干预下的低氧安静组、常氧训练组、低氧训练组的apelin，APJ，HIF-lα三者蛋白表达均呈现出高于或显著高于常氧安静组的趋势。（3）HIF-1α转基因鼠HIF-1α与apelin的蛋白表达均显著高于野生鼠，力竭运动后，两组小鼠的apelin和APJ蛋白表达分别呈现出升高和极显著升高的趋势。因此，低氧环境和运动可能会通过HIF-1α诱导apelin/APJ的表达。

2.3 高脂饮食下跑台运动对骨骼肌Apelin表达的影响

张靓［9］等将高脂喂养和正常喂养的大鼠分别分为安静组和运动组，跑台训练10周后，发现与正常安静大鼠相比，高脂运动组大鼠骨骼肌毛细血管生成无显著变化，apelin的表达也无显著变化；与高脂安静组大鼠相比，高脂运动组大鼠的体重与血脂均显著降低，此外，骨骼肌毛细血管密度明显升高，apelin的表达也显著增加。由此推测出，跑台运动能促进体脂正常和肥胖大鼠骨骼肌毛细血管的生成，并增加骨骼肌中apelin的mRNA的表达。

2.4 运动引起骨骼肌分泌apelin与其在血液中含量变化的关系

有研究发现，2型糖尿病人进行24周的有氧运动后，骨骼肌的重量明显升高，骨骼肌与血浆中的apelin的表达都发生了显著性增加，而脂肪的重量与脂肪组织中apelin表达的含量均未发生变化。由此猜测，运动后血液中apelin表达的含量可能与骨骼肌中分泌apelin含量的有关［10］。

有研究将2型糖尿病肥胖大鼠和正常肥胖大鼠进行6周的跑台耐力运动训练，将两组运动组分别与对应的安静组相比，发现运动后的两组大鼠比目鱼肌中apelin表达均显著降低，而趾长伸肌中其表达无明显变化。运动后的糖尿病肥胖大鼠血浆中apelin显著增加，但正常肥胖大鼠运动后血浆中其含量无明显变化［11］。因此，李铁瑛［12］等学者认为该研究中糖尿病肥胖大鼠血浆中apelin蛋白表达量与其在比目鱼肌中的含量成负相关，但与大鼠前肢握力肌肉中毛细血管含量成正相关，正常肥胖大鼠在运动后血浆与趾长伸肌中apelin含量均没有发生显著变化，并推测出，运动引起骨骼肌分泌的apelin含量与其在血液中含量变化的关系可能受到鼠种，骨骼肌组织类型等因素的影响。

3 小结与展望

通过查阅文献，发现目前已有研究表明大部分有氧运动和低氧运动可以促进骨骼肌apelin的表达，但有些运动对骨骼肌apelin表达的影响并不大，可能受到运动方式、运动强度以及骨骼肌组织的种类等因素的影响，可能还会影响到血液中apelin的表达。但目前的研究仅仅能够说明运动是否可以影响骨骼肌apelin的表达，而关于一些相关研究推测出的影响因素，还不能证实其真实性。因此，运动对骨骼肌apelin表达及能量代谢的调控机制仍缺乏进一步的研究和探讨，需要揭示其中的分子机制，为运动训练中出现的健康问题提供参考。