辣椒碱是从辣椒中提取的一种活性物质。近年来研究表明,在肌肉中辣椒碱可能存在多种受体,它可以激活瞬时电位香草酸1(TRPV1)受体和大麻素受体。同时也有研究指出:辣椒碱可以促进肌球蛋白重链I(MyHC I)型纤维和氧化代谢的增加,但是其作用途径和胞内信号通路尚不明确;受体在不同肌肉上的分布尚不明确,辣椒碱对不同类型的肌肉是否具有不同的作用也未见报道。为此,本试验分别从细胞水平和活体水平上研究了辣椒碱对不同肌肉肌纤维类型的影响,并探讨其作用机制。首先,在细胞水平上,选用C2C12小鼠骨骼肌成肌细胞系,分别用浓度1、10μM的辣椒碱处理细胞2 d、3 d和4 d,观察其对C2C12细胞肌纤维类型及相关受体的影响。采用Western Blot方法检测肌球蛋白重链分型、TRPV1受体、大麻素受体和相关细胞内信号分子的表达;采用免疫细胞化学方法检测细胞MyHC I型纤维的表达;采用钙离子探针检测辣椒碱及相应受体阻断剂对胞内瞬时钙离子浓度的影响。结果表明:(1)1、10μM辣椒碱可以促进MyHC I型纤维表达,且2 d处理时间下促进效应最强。(2)10μM辣椒碱可以促进TRPV1和CB2受体蛋白表达。(3)10μM辣椒碱处理2 d后显著促进了Calcineurin、MEF2c蛋白表达和AMPK磷酸化。(4)TRPV1和CB1受体阻断剂不能完全逆转辣椒碱促进胞内瞬时钙离子的升高效应。(5)2μM胞内钙离子螯合剂BAPTA-AM不能完全逆转辣椒碱对AMPK磷酸化的显著促进作用。其次,在活体水平上,我们选取了21日龄Sprague-Dawley(SD)大鼠56只,平均体重为65±3g。按组间体重、性别比例一致的原则,将其中42只SD大鼠随机分成3组,每组14个重复,公母各半。第一组为对照组(给予普通日粮);第二组为0.01%辣椒碱组(在日粮中添加0.01%辣椒碱),第三组为0.02%辣椒碱组(在日粮中添加0.02%辣椒碱)。饲喂普通日粮3 d后开始试验,正式试验期为28 d,自由采食及饮水。采用Western Blot方法检测其余14只21日龄大鼠腓肠肌与比目鱼肌之间辣椒碱受体表达量。试验结束后采用Western Blot方法检测腓肠肌和比目鱼肌肌球蛋白重链分型、TRPV1受体、大麻素受体和相关细胞内信号分子;采用酶染色方法对腓肠肌切片进行染色检测肌纤维分型;采用qPCR方法检测腓肠肌和比目鱼肌肌球蛋白重链四种分型表达量;采用比色法检测血清胆固醇(CHO)和甘油三酯(TG)含量,同时检测腓肠肌中己糖激酶(HK)、乳酸脱氢酶(LDH)和琥珀酸脱氢酶(SDH)活力。结果表明:(1)辣椒碱可以激活TRPV1和大麻素受体,引起胞内钙离子浓度升高,从而促使肌纤维类型由MyHC IIb型纤维向MyHC I型纤维转化。(2)辣椒碱可以降低SD大鼠体重、促进体内脂肪氧化和能量消耗,同时增加腓肠肌重量。(3)比目鱼肌中的TRPV1和CB2受体表达量显著低于腓肠肌,但是CB1受体的表达在两种肌肉之间没有差异。辣椒碱可以显著促进比目鱼肌中CB1和CB2受体蛋白的表达。(4)辣椒碱可以激活腓肠肌和比目鱼肌中TRPV1和大麻素受体信号通路,其中TRPV1信号通路在比目鱼肌中的激活程度更高。(5)腓肠肌和比目鱼肌中PKA/AMPK通路的激活程度相似。比目鱼肌中的炎症信号活跃程度比腓肠肌更显著,而腓肠肌中mTOR的磷酸化程度高于比目鱼肌。综上所述,辣椒碱可以促进C2C12细胞MyHC I、TRPV1和CB2受体蛋白的表达,并可通过不同受体影响胞内钙离子相关信号分子的表达。腓肠肌和比目鱼肌中TRPV1和C B2受体表达存在差异。通过不同的受体,辣椒碱在增加肌肉重量的同时促进了腓肠肌和比目鱼肌中肌纤维由MyHC IIb型纤维向MyHC I型纤维转化。辣椒碱对比目鱼肌中TRPV1和炎症相关信号通路激活程度更高,而腓肠肌中mTOR相关通路激活程度更高。