运动对大鼠肌组织雄激素受体结合容量的影响
作者：陆一帆 何洛文 方子龙
单位：北京体育大学人体运动科学系(100084) 陆一帆佟启良；北京医科大学临床肿瘤病学院 国家体育总局运动医学研究所
关键词：雄激素受体；肌肉；运动
中国运动医学杂志980305 提要 对大鼠提肛肌、心肌及股四头肌组织的雄激素受体(androgen receptor, AR)结合容量进行不同运动方式的对比观察。结果显示，不同方式的运动均可显著提高大鼠提肛肌组织的AR结合容量：而运动对心肌组织AR结合容量的影响不大；一次力竭运动可提高股四头肌组织的AR结合容量，但长期力竭运动则可显著降低股四头肌的AR结合容量，长期适宜运动可显著提高股四头肌组织的AR结合容量，且显著高于一次力竭运动。结果表明，在肌肉同化作用过程中，AR的作用有着重要意义。
The Effect of Different Modes of Exercise on the Combining of
, http://www.100md.com
Androgen Receptor of Various Muscular Tissues in Rats
Lu Yifan, et al
Beijing University of Physical Education
This study compared the combining capacity of AR(androgen receptor) in the levator ani muscle, cardiac muscle and quadriceps femoris muscle tissue in rats after different exercise. The exercise could increase the capacity of AR binding in the levator ani muscle significantly, but had no effect on the capacity of AR binding in cardiac muscle. AR binding capacity of quadriceps femoris muscle could be increased significantly after single exhaustive exercise or long term moderate exercise, but decreased significantly after long term exhaustive exercise. It seemed that the AR binding capacity is significant for the anabolic process of muscle.
, 百拇医药
Key words: androgen receptor, muscle, exercise
运动对机体的激素水平可产生调节性影响，雄激素对肌肉的同化作用是通过与肌细胞内的雄激素受体(Androgen receptor, AR)的结合而发挥生物效应的。而运动对AR也势必产生特定的影响。Inoue等人尝试以电刺激大鼠跖肌，发现该肌组织的AR水平迅速上升[1]。可以认为，运动引起运动器官相应的适应性变化，不仅仅是机体的整体激素水平变化作用的结果，在局部的激素作用效应或敏感性也受到影响。基于此观点，我们试图从肌肉AR对睾酮的结合容量的角度，观察运动对机体各种类型肌组织中AR结合容量的影响，分析运动的局部受体调节作用。
1 材料与方法
1.1 实验动物
雄性Wistar大鼠，2月龄，体重176±7.85g，北京医科大学第一临床医学院动物实验室正常饲养，自由取食饮水，环境温度为23.5±1.25℃，自然光照。实验动物随机分为7组：
, 百拇医药
A组：一次力竭性游泳，动物尾部负体重5%的负荷，25～28℃水温游泳至力竭。运动后即刻以异戊巴比妥麻醉手术去势，48小时后宰杀测定AR。
B组：长期力竭性游泳，动物尾部负体重5%的负荷，25～28℃水温游泳至力竭，每天1次，每周5次，运动8周后，安静状态以异戊巴比妥麻醉，手术去势，48小时后宰杀测定AR。
C组：长期适宜运动，动物尾部负体重5%的负荷，25～28℃水温游泳30分钟，每天1次，每周5次，运动8周后安静状态异戊巴比妥麻醉，手术去势，48小时后宰杀测定AR。
D组：给药4天组，动物腹腔注射hCG注射液50U/天，连续4天，安静状态以异戊巴比妥麻醉，手术去势，48小时后宰杀测定AR.
E组：给药8天组，动物腹腔注射hCG注射液50U/天，连续8天，安静状态以异戊巴比妥麻醉，手术去势，48小时后宰杀测定AR。
, 百拇医药
F组：对照组，动物每天腹腔注射等量注射用生理盐水，连续8天，安静状态以异戊巴比妥麻醉，手术去势，48小时后宰杀测定AR。
G组：空白组。
实验过程中，动物的运动时间、给药时间、去势时间、取样时间均严格控制，以保证实验结果的准确。
1.2 实验药品
[1，2，4，7-3H]Testosterone,购于中国科学院上海原子核研究所；工作浓度为150pmol/ml,反应体系的同位素终浓度为50pmol/ml，抑制管中的抑制剂Testosterone为Amersham公司产品，其工作液浓度为同位素浓度的400～600倍。缓冲液为0.01MT.E.D buffer (0.01 Mtris-HCl,0.0015M EDTA， 0.5mMDTT，pH＝7.4)，3%DCC液(0.3%Dextron, 3% Coat-coal)
, 百拇医药
1.3 受体测定方法
采用DCC法进行受体结合容量的单点法测定，对于心肌、提肛肌、股四头肌组织胞浆稀释度以1∶4(w/v)，50pmol/ml(反应体系)3H-T的浓度为饱和的同位素浓度。加入缓冲液的组织以剪刀绞碎，然后以内切式机械匀浆器对组织碎切匀浆，(Polytron, PT 10/35，KINEMATICA， Switzerland),匀浆条件为6～8级转速，每次5秒，间隔25秒；已匀浆组织以KONTRON(Switzerland)超速低温离心机离心，转头为TST 41.14，转速为29000～35000转/分，(108000×g),温度为4℃，离心时间为1小时，上清即为所需胞浆。以1.5ml的Eppendoff管为反应管，反应系统如表1；反应体系进行18-24小时4℃孵育，加入预冷的3%DCC液500μl，充分振荡，吸附5分钟，5000转/分×5秒，离心3次，提取上清液500μl，加入闪烁液孵育过夜，以β—液闪仪(Backman 3801)计数。
, 百拇医药
表1 反应系统表
Table 1 The system of reaction
Incubation Tube
Incubation Tube
3H-Steroid
50μl
50μl
Steroid
-
50μl
Buffer
, 百拇医药
50μl
-
Cytosol
50μl
50μl
1.4 胞浆蛋白测定：
以Lowry氏定蛋白法测定。
1.5 数据处理
采用SAS统计系统对数据进行方差分析检验。以P<0.05为显著水平。
2 结果
本实验分别测定了心肌、提肛肌、股四头肌组织胞浆的AR结合容量，提肛肌与股四头肌均属骨骼肌，但提肛肌为明确的AR阳性组织，与雄激素靶器官AR的水平较为接近，我们特将提肛肌组织的AR作为阳性对照。有不同运动条件下心肌、提肛肌、股四头肌组织的AR结合容量的变化如表2.1：
, 百拇医药
表2.1 肌组织雄激素受体结合容量
Table 2.1 The AR binding capacity of muscle cytosol (fmol/mg) 组 别 Groups
A(n＝7)
B(n＝6)
C(n＝8)
G(n＝10)
LAM
CM
QM
27.19±2.9
20.42±12.14
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24.64±1.83
28.47±2.58
19.63±7.10
6.62±0.80
28.01±2.92
18.90±5.69
108.43±8.29
16.63±1.20
11.70±1.15
?9.17±1.88
LAM：提肛肌 Levator ani muscle; CM：心肌 Cardiac muscle; QM：股四头肌 Quadriceps femoris muscle；A：一次性力竭运动组 The group of one time exhausted exercise；B：长期力竭运动组 The group of long term exhausted exercise；C：长期适宜运动组 The group of long term moderate exercise；G：对照组 Control group.
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统计处理表明，运动的A、B、C组提肛肌组织AR结合容量均显著地高于对照组，但在运动方式不同的条件下，无差异。而A、B、C组心肌组织AR结合容量与对照组相比无显著差异。一次力竭运动可提高股四头肌组织的AR结合容量，但长期力竭运动则可显著降低股四头肌的AR结合容量，长期适宜运动可显著提高股四头肌组织的AR结合容量，且显著高于一次力竭运动组。
为了进一步观察激素对肌组织AR结合容量的影响，我们尝试使大鼠腹腔注射人绒毛膜促性腺激素，以影响大鼠机体的血清激素水平，结果如表2.2。
表2.2 注射hCG后肌组织雄激素受体结合容量的变化
Table 2.2 The AR binding capacity of muscle cytosol after injected hCG (fmol/mg) 组 别 Groups
D(n＝10)
, 百拇医药
E(n＝8)
F(n＝10)
G(n＝10)
LAM
CM
QM
24.62±6.99
151.38±26.87
55.00±13.62
30.67±8.38
367.33±21.85
14.50±3.51
, 百拇医药
15.32±2.07
13.32±3.17
8.76±1.97
16.63±1.26
11.70±1.15
9.17±1.88
LAM：提肛肌 Levator ani muscle; CM：心肌 Cardiac muscle; QM：股四头肌 Quadriceps femoris muscle.
D：注射hCG4天50U/天组 The group of injecting hCG 50U/day×4days
E：注射hCG8天，50U/天组 The group of injecting hCG 50U/day×8days
, 百拇医药
F：注射等量生理盐水8天组 This group was injected physiological saline solution every day, and lasted for 8 days.
G：对照组 The control group.
统计学处理表明，在大鼠腹腔注射hCG，均可显著升高提肛肌、心肌组织的AR结合容量。在提肛肌组织中，大鼠腹腔注射4天与注射8天，似乎无差异，但注射8天的心肌组织AR水平显著高于注射4天的心肌组织。股四头肌组织的AR结合容量，在腹腔注射hCG4天时，显著高于对照组，但注射8天的水平与对照组无差异。
3 讨论
3.1 不同性质运动对大鼠提肛肌、心肌及股四头肌组织AR结合容量的影响
提肛肌组织虽然属于骨骼肌，但由于其特殊的解剖位置，使得其AR结合容量水平高于一般的骨骼肌组织。提肛肌组织的存在高度依赖于雄激素水平。在雌性动物体内，提肛肌于青春期消失，但如果外源性给予雄激素，其提肛肌又出现，众多的文献报道提肛肌组织这种特性反映了其雄激素的敏感性[2]。本实验表明，运动可使提肛肌组织AR结合容量上升，这可能与运动造成雄激素特殊分布有关。运动刺激，使得雄激素主要分布于与运动本身密切相关的组织，而提肛肌组织的雄激素分布相对下降，从而使其AR结合容量的水平上升，以提高其对雄激素的敏感性。
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对于心肌组织，运动的影响因素并不大，这与大鼠运动的类型有关，本实验的运动方案是大鼠耐力性游泳，这种方式的运动对心脏的影响往往是引起心室腔的扩大，而心肌的肥大并不明显[3]。本实验目的是通过运动引起心肌组织的雄激素分布产生变化，即根据生理学理论，长时间的力竭运动可以引起机体的雄激素水平下降，从而观察由此引起的的AR结合容量会产生何种变化。但实验表明，AR的结合容量并没有因此而产生变化。我们考虑AR的变化受到激素的影响是有一个过程的，低水平的内源性的T，在一定时间内可使所测组织的AR结合容量上升，但长时间的低水平雄激素也可能会引起AR的数目减少，在本实验的观察时间内是无法观察到其变化的。但更大的可能是由于低水平的雄激素引起心肌组织的代偿反应，AR的开放度提高，从而提高雄激素作用的敏感性，维持正常的同化作用。但这一假设仍需通过观察心肌组织的AR蛋白mRNA的表达水平、心肌组织的AR放射免疫测定来进一步证实。在AR问题上，心肌细胞同骨骼肌的性质基本一样。
股四头肌的AR变化是本实验较为关注的问题。雄激素促进股四头肌同化作用，因而运动对雄激素在骨骼肌的代谢影响很大。AR作为雄激素的“效应传感器”，其数目及结合容量的变化对肌肉蛋白的合成代谢至关重要。近年的分子生物学研究表明，雄激素进入肌肉胞浆内可与AR结合构成AR复合体，进入核与基因5'端雄激素应答因子(Androgen responsive element, ARE)(或称甾体激素应答因子(Steroid responsive element, SRE))[4][5]选择性结合，提高转录。运动引起机体肌肉的变化实质上是肌肉的同化代谢及分解代谢的平衡变化。Michael等观察了不同运动方式对不同类型肌纤维AR的影响，发现力量性运动可使快肌的AR结合容量水平上升，而耐力性运动可使慢肌纤维的AR结合容量水平上升[6]，但他没有同时观察肌肉的激素水平。Hicson等以手术将大鼠跖肌的协同肌切除，以造成跖肌的代偿性肥大，发现该肌肉的R11881结合率上升；而将大鼠去势，可使其肌肉萎缩，AR的水平变化不明显，但以激素治疗可使激素水平正常，AR的水平上升[7]。Inoue等人以电刺激大鼠的腓肠肌，发现在刺激的初期(5天内)其肌肉的AR结合容量与肌肉的肥大均迅速上升，但持续刺激，肌肉的肥大并不伴随其相应的AR水平而继续上升[8]。
, 百拇医药
本实验以大鼠不同运动量及运动强度进行游泳，观察其对机体的雄激素水平及肌肉雄激素分布的影响，实验发现长期的适宜运动对股四头肌胞浆的AR结合容量水平提高最大，这种提高是AR数目的增加还是AR开放度的提高还有待进一步研究。影响肌肉同化作用的因素很多，雄激素及其受体、糖皮质激素及其受体、胰岛素及其受体等，此外胰岛素样生长因子等物质均会对肌肉的蛋白代谢产生作用，而运动对这些因素也均会产生影响。一些学者认为，肌细胞周围的卫星细胞的增殖也可导致一系列局部生长因子的含量上升，而激素这一因素在卫星细胞的增殖中，也是受影响的因子，从而又间接影响肌肉体积增加。我们尚不知何种因素是限速因素。雄激素与AR二者何为影响肌肉发育的关键，以往我们只关心激素的水平，但本实验表明，运动对AR的结合容量影响更大，适宜的运动可使AR结合容量的极大地提高，而过度的长期力竭运动，使肌肉中的AR结合容量明显下降，影响了肌肉的同化作用水平，这一看法与Inoue等人的实验也一致[8]，在保持激素水平的同时，有效地提高肌肉组织的AR数目或AR的开放度，对肌肉的发育增长有着积极的意义，有必要将受体的数目与受体的开放程度分成两种指标同时进行分析。Kahn认为上调或下调雄激素水平以影响肌肉蛋白合成或分解的，其强度及速度可能低于受体的调节[9]，而这种的调节应主要是受体的开放或关闭。运动对肌肉AR结合容量的影响，在深层次上的讨论应与受体的mRNA的表达及受体的放免测定法、受体的配基测定法结合分析。
, 百拇医药
3.2 hCG对大鼠提肛肌、心肌及股四头肌AR结合容量的影响
实验中发现腹腔注射hCG均可使提肛肌组织胞浆AR的结合容量的水平显著上升，其变化与心肌或股四头肌的AR结合容量变化不完全一致，反映出其特定的变化表现。腹腔注射hCG使得血清雄激素水平上升，其提肛肌AR的结合容量仍上升，而未出现雄激素堆积使测定AR结合容量的水平下降现象，这种AR结合容量升高的本质与运动使提肛肌AR结合容量升高的本质不同，很可能是提肛肌组织中的AR开放度增高或AR的蛋白合成度增强。
大鼠腹腔注射hCG后，心肌组织的AR结合容量显著上升，且注射8天组显著高于注射4天组，对此目前尚难以找到一合适解释，似乎与心肌的激素意义有着一定的关系，如进一步观察心肌组织相应的AR蛋白水平及AR的mRNA表达强度，也许我们可以看到一些有意义的问题。
对于股四头肌组织，腹腔注射hCG4天组的AR结合容量上升显著，但如果将注射hCG的时间延至8天，其AR的结合容量则又与正常无异。关于这个问题，我们认为①注射hCG的时间可延长引起机体的激素调节负反馈的影响；②持续超过1周的人绒毛膜促性腺激素注射，大鼠机体可能会产生抗体，引起激素水平下降，AR也产生相应的调节；③长时间注射hCG引起肾上腺等组织分泌T增加，而我们在取样前48小时对大鼠的去势手术仅摘除大鼠的睾丸，这样内源性的T水平还较高，可影响同位素的标记，导致AR的结合容量的下降。
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总之，AR结合容量的变化存在着数目、开放度等多种因素，并受到各种同化激素的影响，组织的雄激素敏感性与其结合容量最为相关。运动对AR的影响依赖于组织与运动的关系及运动的方式。对于骨骼肌而言，长期适宜运动，可使AR的结合容量上升，而不良运动则降低AR的结合容量，一次力竭运动由于肌肉组织的应激，也可使肌肉组织的AR结合容量产生结合容量上升的现象；对于提肛肌，虽然属于骨骼肌，但其AR结合容量的变化较为特殊，无法真实地反映进行运动的骨骼肌AR的变化；心肌组织的AR结合容量，运动对其的影响较小。组织的AR研究，应结合AR放免测定、激素结合测定及mRNA的表达水平测定从功能、分布及分子水平进行全面评价才会更为准确客观。
4 小结
4.1 机体各组织的AR结合容量与T水平并非一定是平行的，AR的结合容量反映了组织的一定生理状态。
4.2 运动对机体运动器官的AR结合容量的影响较为复杂，受到多种因素的作用。一次力竭运动可使股四头肌、提肛肌组织的AR结合容量升高，而对心肌组织的AR结合容量影响不大；长期力竭运动可使提肛肌组织的AR结合容量上升，对股四头肌及心肌的AR结合容量影响不大；长期适宜运动可提高提肛肌及股四头肌组织的AR结合容量。
, 百拇医药
4.3 加强肌肉的同化必须考虑到AR的结合容量，单纯提高同化激素水平难以产生相应的作用强度。
5 参考文献
1. Kazuo Inoue, Sho Yamasaki, Tohru Fushiki, et al. Rapid increase in the number of androgen receptors following electrical stimulation of the rat muscle. Eur. J. Appl. Physiol. 1993，66：134-140
2. Partin A W, et al. Influence of age and endocrine factors on the volume of benign prostatic hyperplasia. J. Urol. 1991，145：405-412
, 百拇医药
3. 杨锡让等译.运动生理学.北京体育学院出版社，1988
4. Stephen R.MAX, Shahzad MUFTI and Bruce M. CARLSON.Cytosolic androgen receptor in regenerating rat levator ani muscle. Biochem. J. 1981，200：77-82.
5. O Malley B. The steroid receptor superfamily: more excitement predicted for the future. Molec. Endocr. 1990，4：363-369.
6. Niclsen D and Shapiro D. Insight into hormonal control of messenger RNA stability. Molec. Endocr. 1990，4：953-957.
, 百拇医药
7. Michael R. Deschenes, Carl M. Maresh, Lawrence E. Armstrong, et al. Endurance and resistance exercise induce muscle fiber type specific responses in androgen binding capacity. J. Steroid Biochem, Molec. Biol. 1994，50(3/4)，175-179.
8. R C Hicson, et al. Skeletal muscle cytosol [3H]methyltrienolone receptor binding and serum androgens: efftects of hypertrophy and hormonal state. J. Steroid Biochem. 1983，19(6)：1705-1712.
9. Kahn C R Rold of insulin receptors in insulin-resistant states. Metabolism. 1980，29：455-466., http://www.100md.com
单位：北京体育大学人体运动科学系(100084) 陆一帆佟启良；北京医科大学临床肿瘤病学院 国家体育总局运动医学研究所
关键词：雄激素受体；肌肉；运动
中国运动医学杂志980305 提要 对大鼠提肛肌、心肌及股四头肌组织的雄激素受体(androgen receptor, AR)结合容量进行不同运动方式的对比观察。结果显示，不同方式的运动均可显著提高大鼠提肛肌组织的AR结合容量：而运动对心肌组织AR结合容量的影响不大；一次力竭运动可提高股四头肌组织的AR结合容量，但长期力竭运动则可显著降低股四头肌的AR结合容量，长期适宜运动可显著提高股四头肌组织的AR结合容量，且显著高于一次力竭运动。结果表明，在肌肉同化作用过程中，AR的作用有着重要意义。
The Effect of Different Modes of Exercise on the Combining of
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Androgen Receptor of Various Muscular Tissues in Rats
Lu Yifan, et al
Beijing University of Physical Education
This study compared the combining capacity of AR(androgen receptor) in the levator ani muscle, cardiac muscle and quadriceps femoris muscle tissue in rats after different exercise. The exercise could increase the capacity of AR binding in the levator ani muscle significantly, but had no effect on the capacity of AR binding in cardiac muscle. AR binding capacity of quadriceps femoris muscle could be increased significantly after single exhaustive exercise or long term moderate exercise, but decreased significantly after long term exhaustive exercise. It seemed that the AR binding capacity is significant for the anabolic process of muscle.
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Key words: androgen receptor, muscle, exercise
运动对机体的激素水平可产生调节性影响，雄激素对肌肉的同化作用是通过与肌细胞内的雄激素受体(Androgen receptor, AR)的结合而发挥生物效应的。而运动对AR也势必产生特定的影响。Inoue等人尝试以电刺激大鼠跖肌，发现该肌组织的AR水平迅速上升[1]。可以认为，运动引起运动器官相应的适应性变化，不仅仅是机体的整体激素水平变化作用的结果，在局部的激素作用效应或敏感性也受到影响。基于此观点，我们试图从肌肉AR对睾酮的结合容量的角度，观察运动对机体各种类型肌组织中AR结合容量的影响，分析运动的局部受体调节作用。
1 材料与方法
1.1 实验动物
雄性Wistar大鼠，2月龄，体重176±7.85g，北京医科大学第一临床医学院动物实验室正常饲养，自由取食饮水，环境温度为23.5±1.25℃，自然光照。实验动物随机分为7组：
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A组：一次力竭性游泳，动物尾部负体重5%的负荷，25～28℃水温游泳至力竭。运动后即刻以异戊巴比妥麻醉手术去势，48小时后宰杀测定AR。
B组：长期力竭性游泳，动物尾部负体重5%的负荷，25～28℃水温游泳至力竭，每天1次，每周5次，运动8周后，安静状态以异戊巴比妥麻醉，手术去势，48小时后宰杀测定AR。
C组：长期适宜运动，动物尾部负体重5%的负荷，25～28℃水温游泳30分钟，每天1次，每周5次，运动8周后安静状态异戊巴比妥麻醉，手术去势，48小时后宰杀测定AR。
D组：给药4天组，动物腹腔注射hCG注射液50U/天，连续4天，安静状态以异戊巴比妥麻醉，手术去势，48小时后宰杀测定AR.
E组：给药8天组，动物腹腔注射hCG注射液50U/天，连续8天，安静状态以异戊巴比妥麻醉，手术去势，48小时后宰杀测定AR。
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F组：对照组，动物每天腹腔注射等量注射用生理盐水，连续8天，安静状态以异戊巴比妥麻醉，手术去势，48小时后宰杀测定AR。
G组：空白组。
实验过程中，动物的运动时间、给药时间、去势时间、取样时间均严格控制，以保证实验结果的准确。
1.2 实验药品
[1，2，4，7-3H]Testosterone,购于中国科学院上海原子核研究所；工作浓度为150pmol/ml,反应体系的同位素终浓度为50pmol/ml，抑制管中的抑制剂Testosterone为Amersham公司产品，其工作液浓度为同位素浓度的400～600倍。缓冲液为0.01MT.E.D buffer (0.01 Mtris-HCl,0.0015M EDTA， 0.5mMDTT，pH＝7.4)，3%DCC液(0.3%Dextron, 3% Coat-coal)
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1.3 受体测定方法
采用DCC法进行受体结合容量的单点法测定，对于心肌、提肛肌、股四头肌组织胞浆稀释度以1∶4(w/v)，50pmol/ml(反应体系)3H-T的浓度为饱和的同位素浓度。加入缓冲液的组织以剪刀绞碎，然后以内切式机械匀浆器对组织碎切匀浆，(Polytron, PT 10/35，KINEMATICA， Switzerland),匀浆条件为6～8级转速，每次5秒，间隔25秒；已匀浆组织以KONTRON(Switzerland)超速低温离心机离心，转头为TST 41.14，转速为29000～35000转/分，(108000×g),温度为4℃，离心时间为1小时，上清即为所需胞浆。以1.5ml的Eppendoff管为反应管，反应系统如表1；反应体系进行18-24小时4℃孵育，加入预冷的3%DCC液500μl，充分振荡，吸附5分钟，5000转/分×5秒，离心3次，提取上清液500μl，加入闪烁液孵育过夜，以β—液闪仪(Backman 3801)计数。
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表1 反应系统表
Table 1 The system of reaction
Incubation Tube
Incubation Tube
3H-Steroid
50μl
50μl
Steroid
-
50μl
Buffer
, 百拇医药
50μl
-
Cytosol
50μl
50μl
1.4 胞浆蛋白测定：
以Lowry氏定蛋白法测定。
1.5 数据处理
采用SAS统计系统对数据进行方差分析检验。以P<0.05为显著水平。
2 结果
本实验分别测定了心肌、提肛肌、股四头肌组织胞浆的AR结合容量，提肛肌与股四头肌均属骨骼肌，但提肛肌为明确的AR阳性组织，与雄激素靶器官AR的水平较为接近，我们特将提肛肌组织的AR作为阳性对照。有不同运动条件下心肌、提肛肌、股四头肌组织的AR结合容量的变化如表2.1：
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表2.1 肌组织雄激素受体结合容量
Table 2.1 The AR binding capacity of muscle cytosol (fmol/mg) 组 别 Groups
A(n＝7)
B(n＝6)
C(n＝8)
G(n＝10)
LAM
CM
QM
27.19±2.9
20.42±12.14
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24.64±1.83
28.47±2.58
19.63±7.10
6.62±0.80
28.01±2.92
18.90±5.69
108.43±8.29
16.63±1.20
11.70±1.15
?9.17±1.88
LAM：提肛肌 Levator ani muscle; CM：心肌 Cardiac muscle; QM：股四头肌 Quadriceps femoris muscle；A：一次性力竭运动组 The group of one time exhausted exercise；B：长期力竭运动组 The group of long term exhausted exercise；C：长期适宜运动组 The group of long term moderate exercise；G：对照组 Control group.
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统计处理表明，运动的A、B、C组提肛肌组织AR结合容量均显著地高于对照组，但在运动方式不同的条件下，无差异。而A、B、C组心肌组织AR结合容量与对照组相比无显著差异。一次力竭运动可提高股四头肌组织的AR结合容量，但长期力竭运动则可显著降低股四头肌的AR结合容量，长期适宜运动可显著提高股四头肌组织的AR结合容量，且显著高于一次力竭运动组。
为了进一步观察激素对肌组织AR结合容量的影响，我们尝试使大鼠腹腔注射人绒毛膜促性腺激素，以影响大鼠机体的血清激素水平，结果如表2.2。
表2.2 注射hCG后肌组织雄激素受体结合容量的变化
Table 2.2 The AR binding capacity of muscle cytosol after injected hCG (fmol/mg) 组 别 Groups
D(n＝10)
, 百拇医药
E(n＝8)
F(n＝10)
G(n＝10)
LAM
CM
QM
24.62±6.99
151.38±26.87
55.00±13.62
30.67±8.38
367.33±21.85
14.50±3.51
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15.32±2.07
13.32±3.17
8.76±1.97
16.63±1.26
11.70±1.15
9.17±1.88
LAM：提肛肌 Levator ani muscle; CM：心肌 Cardiac muscle; QM：股四头肌 Quadriceps femoris muscle.
D：注射hCG4天50U/天组 The group of injecting hCG 50U/day×4days
E：注射hCG8天，50U/天组 The group of injecting hCG 50U/day×8days
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F：注射等量生理盐水8天组 This group was injected physiological saline solution every day, and lasted for 8 days.
G：对照组 The control group.
统计学处理表明，在大鼠腹腔注射hCG，均可显著升高提肛肌、心肌组织的AR结合容量。在提肛肌组织中，大鼠腹腔注射4天与注射8天，似乎无差异，但注射8天的心肌组织AR水平显著高于注射4天的心肌组织。股四头肌组织的AR结合容量，在腹腔注射hCG4天时，显著高于对照组，但注射8天的水平与对照组无差异。
3 讨论
3.1 不同性质运动对大鼠提肛肌、心肌及股四头肌组织AR结合容量的影响
提肛肌组织虽然属于骨骼肌，但由于其特殊的解剖位置，使得其AR结合容量水平高于一般的骨骼肌组织。提肛肌组织的存在高度依赖于雄激素水平。在雌性动物体内，提肛肌于青春期消失，但如果外源性给予雄激素，其提肛肌又出现，众多的文献报道提肛肌组织这种特性反映了其雄激素的敏感性[2]。本实验表明，运动可使提肛肌组织AR结合容量上升，这可能与运动造成雄激素特殊分布有关。运动刺激，使得雄激素主要分布于与运动本身密切相关的组织，而提肛肌组织的雄激素分布相对下降，从而使其AR结合容量的水平上升，以提高其对雄激素的敏感性。
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对于心肌组织，运动的影响因素并不大，这与大鼠运动的类型有关，本实验的运动方案是大鼠耐力性游泳，这种方式的运动对心脏的影响往往是引起心室腔的扩大，而心肌的肥大并不明显[3]。本实验目的是通过运动引起心肌组织的雄激素分布产生变化，即根据生理学理论，长时间的力竭运动可以引起机体的雄激素水平下降，从而观察由此引起的的AR结合容量会产生何种变化。但实验表明，AR的结合容量并没有因此而产生变化。我们考虑AR的变化受到激素的影响是有一个过程的，低水平的内源性的T，在一定时间内可使所测组织的AR结合容量上升，但长时间的低水平雄激素也可能会引起AR的数目减少，在本实验的观察时间内是无法观察到其变化的。但更大的可能是由于低水平的雄激素引起心肌组织的代偿反应，AR的开放度提高，从而提高雄激素作用的敏感性，维持正常的同化作用。但这一假设仍需通过观察心肌组织的AR蛋白mRNA的表达水平、心肌组织的AR放射免疫测定来进一步证实。在AR问题上，心肌细胞同骨骼肌的性质基本一样。
股四头肌的AR变化是本实验较为关注的问题。雄激素促进股四头肌同化作用，因而运动对雄激素在骨骼肌的代谢影响很大。AR作为雄激素的“效应传感器”，其数目及结合容量的变化对肌肉蛋白的合成代谢至关重要。近年的分子生物学研究表明，雄激素进入肌肉胞浆内可与AR结合构成AR复合体，进入核与基因5'端雄激素应答因子(Androgen responsive element, ARE)(或称甾体激素应答因子(Steroid responsive element, SRE))[4][5]选择性结合，提高转录。运动引起机体肌肉的变化实质上是肌肉的同化代谢及分解代谢的平衡变化。Michael等观察了不同运动方式对不同类型肌纤维AR的影响，发现力量性运动可使快肌的AR结合容量水平上升，而耐力性运动可使慢肌纤维的AR结合容量水平上升[6]，但他没有同时观察肌肉的激素水平。Hicson等以手术将大鼠跖肌的协同肌切除，以造成跖肌的代偿性肥大，发现该肌肉的R11881结合率上升；而将大鼠去势，可使其肌肉萎缩，AR的水平变化不明显，但以激素治疗可使激素水平正常，AR的水平上升[7]。Inoue等人以电刺激大鼠的腓肠肌，发现在刺激的初期(5天内)其肌肉的AR结合容量与肌肉的肥大均迅速上升，但持续刺激，肌肉的肥大并不伴随其相应的AR水平而继续上升[8]。
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本实验以大鼠不同运动量及运动强度进行游泳，观察其对机体的雄激素水平及肌肉雄激素分布的影响，实验发现长期的适宜运动对股四头肌胞浆的AR结合容量水平提高最大，这种提高是AR数目的增加还是AR开放度的提高还有待进一步研究。影响肌肉同化作用的因素很多，雄激素及其受体、糖皮质激素及其受体、胰岛素及其受体等，此外胰岛素样生长因子等物质均会对肌肉的蛋白代谢产生作用，而运动对这些因素也均会产生影响。一些学者认为，肌细胞周围的卫星细胞的增殖也可导致一系列局部生长因子的含量上升，而激素这一因素在卫星细胞的增殖中，也是受影响的因子，从而又间接影响肌肉体积增加。我们尚不知何种因素是限速因素。雄激素与AR二者何为影响肌肉发育的关键，以往我们只关心激素的水平，但本实验表明，运动对AR的结合容量影响更大，适宜的运动可使AR结合容量的极大地提高，而过度的长期力竭运动，使肌肉中的AR结合容量明显下降，影响了肌肉的同化作用水平，这一看法与Inoue等人的实验也一致[8]，在保持激素水平的同时，有效地提高肌肉组织的AR数目或AR的开放度，对肌肉的发育增长有着积极的意义，有必要将受体的数目与受体的开放程度分成两种指标同时进行分析。Kahn认为上调或下调雄激素水平以影响肌肉蛋白合成或分解的，其强度及速度可能低于受体的调节[9]，而这种的调节应主要是受体的开放或关闭。运动对肌肉AR结合容量的影响，在深层次上的讨论应与受体的mRNA的表达及受体的放免测定法、受体的配基测定法结合分析。
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3.2 hCG对大鼠提肛肌、心肌及股四头肌AR结合容量的影响
实验中发现腹腔注射hCG均可使提肛肌组织胞浆AR的结合容量的水平显著上升，其变化与心肌或股四头肌的AR结合容量变化不完全一致，反映出其特定的变化表现。腹腔注射hCG使得血清雄激素水平上升，其提肛肌AR的结合容量仍上升，而未出现雄激素堆积使测定AR结合容量的水平下降现象，这种AR结合容量升高的本质与运动使提肛肌AR结合容量升高的本质不同，很可能是提肛肌组织中的AR开放度增高或AR的蛋白合成度增强。
大鼠腹腔注射hCG后，心肌组织的AR结合容量显著上升，且注射8天组显著高于注射4天组，对此目前尚难以找到一合适解释，似乎与心肌的激素意义有着一定的关系，如进一步观察心肌组织相应的AR蛋白水平及AR的mRNA表达强度，也许我们可以看到一些有意义的问题。
对于股四头肌组织，腹腔注射hCG4天组的AR结合容量上升显著，但如果将注射hCG的时间延至8天，其AR的结合容量则又与正常无异。关于这个问题，我们认为①注射hCG的时间可延长引起机体的激素调节负反馈的影响；②持续超过1周的人绒毛膜促性腺激素注射，大鼠机体可能会产生抗体，引起激素水平下降，AR也产生相应的调节；③长时间注射hCG引起肾上腺等组织分泌T增加，而我们在取样前48小时对大鼠的去势手术仅摘除大鼠的睾丸，这样内源性的T水平还较高，可影响同位素的标记，导致AR的结合容量的下降。
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总之，AR结合容量的变化存在着数目、开放度等多种因素，并受到各种同化激素的影响，组织的雄激素敏感性与其结合容量最为相关。运动对AR的影响依赖于组织与运动的关系及运动的方式。对于骨骼肌而言，长期适宜运动，可使AR的结合容量上升，而不良运动则降低AR的结合容量，一次力竭运动由于肌肉组织的应激，也可使肌肉组织的AR结合容量产生结合容量上升的现象；对于提肛肌，虽然属于骨骼肌，但其AR结合容量的变化较为特殊，无法真实地反映进行运动的骨骼肌AR的变化；心肌组织的AR结合容量，运动对其的影响较小。组织的AR研究，应结合AR放免测定、激素结合测定及mRNA的表达水平测定从功能、分布及分子水平进行全面评价才会更为准确客观。
4 小结
4.1 机体各组织的AR结合容量与T水平并非一定是平行的，AR的结合容量反映了组织的一定生理状态。
4.2 运动对机体运动器官的AR结合容量的影响较为复杂，受到多种因素的作用。一次力竭运动可使股四头肌、提肛肌组织的AR结合容量升高，而对心肌组织的AR结合容量影响不大；长期力竭运动可使提肛肌组织的AR结合容量上升，对股四头肌及心肌的AR结合容量影响不大；长期适宜运动可提高提肛肌及股四头肌组织的AR结合容量。
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4.3 加强肌肉的同化必须考虑到AR的结合容量，单纯提高同化激素水平难以产生相应的作用强度。
5 参考文献
1. Kazuo Inoue, Sho Yamasaki, Tohru Fushiki, et al. Rapid increase in the number of androgen receptors following electrical stimulation of the rat muscle. Eur. J. Appl. Physiol. 1993，66：134-140
2. Partin A W, et al. Influence of age and endocrine factors on the volume of benign prostatic hyperplasia. J. Urol. 1991，145：405-412
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3. 杨锡让等译.运动生理学.北京体育学院出版社，1988
4. Stephen R.MAX, Shahzad MUFTI and Bruce M. CARLSON.Cytosolic androgen receptor in regenerating rat levator ani muscle. Biochem. J. 1981，200：77-82.
5. O Malley B. The steroid receptor superfamily: more excitement predicted for the future. Molec. Endocr. 1990，4：363-369.
6. Niclsen D and Shapiro D. Insight into hormonal control of messenger RNA stability. Molec. Endocr. 1990，4：953-957.
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7. Michael R. Deschenes, Carl M. Maresh, Lawrence E. Armstrong, et al. Endurance and resistance exercise induce muscle fiber type specific responses in androgen binding capacity. J. Steroid Biochem, Molec. Biol. 1994，50(3/4)，175-179.
8. R C Hicson, et al. Skeletal muscle cytosol [3H]methyltrienolone receptor binding and serum androgens: efftects of hypertrophy and hormonal state. J. Steroid Biochem. 1983，19(6)：1705-1712.
9. Kahn C R Rold of insulin receptors in insulin-resistant states. Metabolism. 1980，29：455-466., http://www.100md.com