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姜黄素与有氧运动协同作用对中老年大鼠骨骼肌Akt/mTOR信号通路调控机制探究

一、引言

1.1研究背景与意义

随着全球老龄化进程的加速，老年人的健康问题日益受到关注。骨骼肌作为人体运动系统的重要组成部分，其健康状况直接影响着老年人的生活质量和活动能力。研究表明，从45岁左右开始，骨骼肌质量会显著下降，男性和女性的骨骼肌质量降低速率分别约为1.9kg/10年、1.1kg/10年，且下半身肌肉优先减少。与增龄有关的进行性全身肌量减少、肌肉强度降低或身体功能减退的骨骼肌减少症（简称肌少症），在老年人群中的发病率呈上升趋势。在社区老人中肌少症的患病率为1%-29%，65岁以上人群患病率为14%-33%，而80岁以上的高龄患者中，这一比例甚至超过90%。

肌少症不仅会导致老年人出现衰弱、跌倒倾向、行走困难、步态缓慢、机体功能障碍、四肢纤细和无力等表现，还会增加老年人失能和死亡的风险，给患者、家庭和社会造成沉重的负担。除了肌少症，老年人还容易面临骨骼肌损伤修复能力下降等问题。衰老会对组织修复产生负面影响，在骨骼肌中，肌肉干细胞（MuSCs）的再生能力会随年龄的增长而减弱。因此，维护骨骼肌健康对老年人至关重要。

目前，针对骨骼肌相关问题的干预手段众多，其中有氧运动和营养补充剂备受关注。有氧运动被证明可以改善衰老导致的运动能力下降，提高骨骼肌的再生修复能力。有研究以小鼠为模型并采用中等强度的持续有氧运动训练，发现无论是从9月龄还是20月龄开始运动至25月龄，均可显著改善衰老导致的小鼠运动能力下降，提高衰老小鼠骨骼肌的再生修复能力。同时，有氧运动还能减轻骨骼肌萎缩，显示出减弱衰老对骨骼肌有害影响的能力。

姜黄素作为一种从中药姜黄中提取的酚类化合物，具有广泛的药理作用。研究表明，姜黄素具有抗癌、抗肿瘤、抗炎、利胆、抗氧化等作用。在骨骼肌相关研究中，姜黄素也展现出积极效果。动物研究发现，小鼠补充姜黄素可显著降低运动后血乳酸、血清尿素氮，适量补充姜黄素可以降低人体骨骼肌损伤程度，还能减轻过度训练所致的骨骼肌氧化应激损伤及运动疲劳状态，对骨骼肌缺血再灌注损伤具有明显的保护作用。

Akt/mTOR信号通路在调节骨骼肌生长、发育和代谢过程中发挥着关键作用。该信号通路的异常与骨骼肌萎缩、无力等症状密切相关。在衰老过程中，Akt/mTOR信号通路的活性可能会受到抑制，从而影响骨骼肌的正常功能。而有氧运动和姜黄素可能通过调节Akt/mTOR信号通路，对骨骼肌健康产生积极影响。

然而，目前关于姜黄素结合有氧运动对中老年大鼠骨骼肌Akt/mTOR信号通路影响的研究尚不完善。本研究旨在深入探讨姜黄素结合有氧运动对中老年大鼠骨骼肌Akt/mTOR信号通路的影响，明确二者联合干预的效果及潜在机制。这不仅有助于揭示运动与营养干预对骨骼肌健康的协同作用机制，丰富运动生理学和营养科学的理论体系，为后续相关研究提供重要的理论依据，还能为预防和治疗老年人骨骼肌相关疾病提供新的策略和方法，具有重要的实践意义。通过制定科学合理的运动和营养干预方案，有望改善老年人的骨骼肌健康状况，提高其生活质量，减轻社会和家庭的负担。

1.2研究目的

本研究旨在通过建立中老年大鼠模型，深入探究姜黄素结合有氧运动对中老年大鼠骨骼肌Akt/mTOR信号通路的影响，具体研究目的如下：

明确干预效果：观察姜黄素、有氧运动单独及联合干预对中老年大鼠骨骼肌重量、形态结构及相关生理指标的影响，评估姜黄素结合有氧运动是否能更有效地改善中老年大鼠骨骼肌的健康状况，如增加骨骼肌重量、改善骨骼肌纤维形态、提高肌肉力量等，确定二者联合干预在维护中老年骨骼肌健康方面是否具有协同增效作用。

探究通路变化：检测Akt/mTOR信号通路中关键蛋白（如Akt、mTOR、p70S6K等）的表达水平及磷酸化状态，以及相关下游基因（如蛋白质合成相关基因、细胞凋亡相关基因等）的表达变化，分析姜黄素结合有氧运动对该信号通路的激活或抑制作用，明确其在分子层面上对骨骼肌的调控机制。

分析关联机制：深入分析姜黄素结合有氧运动影响Akt/mTOR信号通路与骨骼肌健康改善之间的内在联系，探究是否通过调节该信号通路来促进骨骼肌蛋白质合成、抑制细胞凋亡、增强肌肉代谢能力等，从而揭示姜黄素结合有氧运动维护中老年大鼠骨骼肌健康的潜在分子机制，为将其应用于老年人骨骼肌相关疾病的预防和治疗提供坚实的理论依据。

1.3国内外研究现状

在国外，关于姜黄素和有氧运动对骨骼肌影响的研究已取得了一定成果。有研究关注到姜黄素对运动后机体的调节作用，发现小鼠补充姜黄素可显著降低运动后血乳酸、血清尿素氮，表明姜黄素在促进健康、延缓疲劳、提高运动能力中有广泛的生物学效应。在对人体的研究中也发现，1