耐力运动对雄激素受体表达和活性的影响和机制以及雄激素受体对运动能力的影响

High level of serum testosterone is beneficial to increase and keep exercise ability of athletes. Testosterone plays its biological effects through the mediation of androgen receptor (AR). In this paper we will study the following aspect. First, determine the protein level of AR and its activity of activated transcription in soleus and gastrocnemius of rats after different exercise intensity and in C2C12 cells after different intensity stretch to explore the effect of exercise on AR expression and activity, then clarify if the effects of exercise on AR are associated with androgen level, MAPK pathway (p38、ERK、JNK), Akt pathway (PI3K、Akt) and insulin-like growth factor 1 (IGF-1)/ insulin-like growth factor 1 receptor (IGF-1R). Second, investigate the influence of the protein level of AR and its activity in soleus and gastrocnemius of rats on the activity performance. Last, explore the improved role of Tribulus terrestris on activity performance of over-trained rats, and detect if the mechanisms are related to MAPK pathway, Akt pathway and IGF-1/IGF-1R.

运动性低血睾酮是运动员体能低下的重要因素，成为制约运动员运动能力正常发挥的关键问题。睾酮只有与其受体－雄激素受体(androgen receptor, AR)结合后才能发挥生理功能。本课题一方面研究不同强度的耐力运动、牵拉刺激分别对大鼠腓肠肌和比目鱼肌、小鼠骨骼肌细胞C2C12中AR表达和活性的影响及其机制－是否与雄激素、MAPK通路(p38、ERK、JNK)、Akt通路(PI3K、Akt)和胰岛素样生长因子1(IGF-1)/胰岛素样生长因子1受体(IGF-1R)有关；另一方面研究骨骼肌AR的蛋白水平和活性对大鼠运动能力的影响。在此基础上，研究蒺藜提取物提高过度疲劳运动大鼠运动能力的机制，即是否是通过MAPK、Akt和IGF-1/IGF-1R提高骨骼肌中AR的表达和活性。这些研究结果不仅加深了AR与运动关系的理论认识，还为开发蒺藜提取物为提高过度疲劳运动后运动能力的运动饮品提供理论依据。

背景：运动性低血睾酮是运动员体能低下的重要因素之一，成为制约运动员运动能力的关键问题。睾酮只有与其受体－雄激素受体(AR)结合后才能发挥生理功能。运动影响AR的表达水平，而AR的表达水平反过来也影响运动能力。然而，不同强度的耐力运动对AR表达影响的机制，以及不同AR水平对运动能力影响的机制目前还不清楚。主要研究内容：(1)不同强度的耐力运动对大鼠骨骼肌、不同强度的牵拉刺激对成肌细胞系C2C12中AR表达的影响及机制；(2)用AR的阻断剂阻断大鼠骨骼肌AR的蛋白水平后，耐力和抗组训练大鼠运动能力的改变及机制；(3)制备骨骼肌特异性AR的敲除小鼠，供今后进一步的深入研究；(4)蒺藜提取物（能提高AR水平）对大强度和过度训练的运动员和大鼠运动能力的影响及机制。重要结果和关键数据：(1)中强度耐力运动增加、而过度运动抑制大鼠的运动能力，这与其分别增加和抑制大鼠肝、比目鱼肌的AR蛋白水平有关；(2)15%的机械牵拉促进、而20%的机械牵拉抑制C2C12细胞的增殖，这与其分别增加和抑制细胞的AR蛋白水平有关。(3)耐力运动对大鼠、机械牵拉对C2C12细胞AR的调控，都是通过调控IGF-1/IGF-1R实现。(4)机械牵拉通过调控IGF-1/IGF-1R，进而调控MAPK（p38和ERK）、Akt的活性来调控AR的表达。(5)AR阻断剂flutamine能逆转耐力训练所致的腓肠肌或阻力训练所致的比目鱼肌相对重量的增加，逆转血清睾酮、IGF-1水平和腓肠肌AR、IGF-1R和mTOR的增加。(6)蒺藜提取物提高大强度和过度训练拳击运动员的运动能力，这与其增加血清IGF-1水平和活性（降低血清IGFBP-3水平）而非血睾酮水平有关。(7)蒺藜提取物提高大强度和过度训练大鼠的运动能力，这与其增加血清睾酮、IGF-1水平和腓肠肌、比目鱼肌的AR、IGF-1R蛋白水平有关。科学意义：不仅加深了耐力运动调控AR表达的机制和AR水平影响运动能力机制的理论认识，还为开发蒺藜提取物为提高大强度和过度训练后运动能力的运动饮品提供理论依据。