妇女健康月: 肌肉生理学的进步

 

春天行动起来: 肌丝蛋白质

    为了迎接即将召开的 2024 年肌丝会议,四月份的出版物回顾涵盖了肌丝领域的最新进展。从肌张力药物对心肌肌丝 Ca2+ 敏感性的影响、蛋白激酶 D 在心脏稳态中的作用,到特定肌球蛋白结合蛋白 C 结构域在肌肉收缩中的贡献,以下研究将带来令人振奋的突破性进展。

 

特写图片(改编自 Payne et al. (2024),采用 CC BY 4.0 DEED 许可)显示 oCOm-21(10 μM)可提高肌丝对 Ca2+ 的敏感性。A) 透化的心肌细胞粘在两个微针上,并与 Aurora Scientific 的力传感器和压电电机臂相连,放大 20 倍。图中刻度线代表 50 微米。B) 不同治疗组和对照组渗透心肌细胞的力-pCa 关系。C) pCa50 值。D) 最大主动力值。

 

化学诱导的卵巢功能衰竭对更年期小鼠模型单肌纤维收缩力的影响

 

更年期的定义是月经结束,卵巢卵泡活性下降,尤其是雌二醇分泌减少,这会对肌肉功能产生负面影响。过去,研究人员使用切除卵巢的啮齿动物模型来探索更年期对肌肉收缩力的影响;然而,这些模型并不能准确反映伴随着一系列激素变化的更年期的自然过程。为了解决这个问题, Mashouri et al. (2023) 采用了 4-乙烯基环己烯二环氧化物(VCD)诱导的渐进性卵巢功能衰竭小鼠模型来探讨围绝经过渡期对肌肉收缩力的影响。

 

       具体来说,在准备使用 Aurora's Scientific 公司的 1400A 透化纤维系统进行评估时,对 SOL 和 EDL 肌肉进行了采集和化学透化处理。然后将单根纤维绑在 403A 力传感器和 322C 高速长度控制器之间的针脚上,使用高速 900B VSL 程序测量肌节长度。在极光科学公司 802D 透化纤维仪器的 8 孔槽板上,将纤维浸没在不同的 pCa 水平(7.0-4.5)中,以建立力-pCa 关系。

 

     经分析, Mashouri et al. (2023) 发现,卵巢切除模型的肌肉收缩性改变不太明显。此外,卵巢功能衰竭组 SOL 单纤维的力量再发展速度更快,与对照组相比,SOL 的 I 型纤维表现出更高的钙敏感性。总之,这些研究结果表明,更年期诱导的肌肉收缩力改变可能不同于卵巢切除模型,强调了更准确地模拟更年期自然进展并评估其对神经肌肉功能影响的重要性。

      

实验诱导小鼠卵巢功能逐渐衰竭后体内肌肉机械功能和 Ca2+ 对力量调节的时程变化

 

       同样,Hinks et al. (2024) 探讨了卵巢功能逐渐衰退(而非突然停止)如何影响绝经不同阶段(围绝经期、绝经早期和绝经晚期)的肌肉收缩力。众所周知,卵巢激素的突然丧失会对肌肉功能产生负面影响,但在更年期的自然发展过程中,激素逐渐减少所产生的影响尚未得到深入研究。

 

      使用相同的 VCD 诱导卵巢功能衰竭小鼠模型,在首次注射 VCD 后 40 天(围绝经期早期)、80 天(围绝经期晚期)、120 天(绝经期开始)和 176 天(绝经期晚期),使用 Aurora Scientific 1300A 全动物系统的 300C-LR 双模式杠杆系统和 809C 原位小鼠仪器对雌性小鼠的足外翻进行活体评估。

 

      结果表明,卵巢功能逐渐衰竭对肌肉功能的损害极小,主要是在疲劳恢复期间的低频刺激中观察到的微小变化。VCD小鼠的抽动扭矩比对照组低16%,但其他恢复指标没有明显差异。总之,这些纵向体内评估为更年期发展过程中肌肉机械功能的变化提供了一个更符合生理学的评估

 

鉴定肌肉特异性 GSK3a/b 减少对雌性小鼠肌肉收缩力和新陈代谢的影响

 

      糖原合酶激酶 3(GSK3)是一种参与骨骼肌生理和新陈代谢的酶。它与多种信号通路的控制有重要关系,其中许多信号通路会影响肌肉的大小。尽管许多研究对 GSK3 在肌肉生理学中的作用做出了有价值的贡献,但大多数研究都是在雄性小鼠身上进行的,对雌性小鼠的 GSK3 抑制作用基本上是未知的。在此, Hockey et al. (2024)研究了部分敲除 GSK3 对雌性小鼠的影响,以更好地了解性别差异如何影响功能结果。

 

      使用 Aurora Scientific 的 1200A 隔离肌肉系统,对雌性小鼠的 EDL 和 SOL 肌肉进行了隔离,以进行收缩力和疲劳评估。

 

以往对雄性小鼠的研究表明,瘦肉质量增加,肌肉适应性产热激活,但对雌性小鼠的研究结果却大相径庭。肌肉特异性 GSK3 基因敲除并没有改变雌性小鼠的身体组成、能量消耗、葡萄糖耐量或线粒体呼吸。此外,之前在雄性小鼠身上观察到的肌肉力量和抗疲劳能力的改善在雌性小鼠身上没有得到复制,这突出表明了基因敲除 GSK3 的反应存在关键的性别差异。

 

结论

    Mashouri et al. (2023)Hinks et al. (2024) 和 Hockey et al. (2024)的这些研究共同推动了我们对性别差异如何影响肌肉生理学的理解,并为进一步研究女性疾病的进展、治疗和干预策略奠定了基础。虽然该领域的这些进展历来被忽视和研究不足,但这可能只是以女性为重点的研究的开端。

2024-06-05
收藏
首页    Aurora    文章参考    妇女健康月: 肌肉生理学的进步