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研究目的:随增龄而出现的肌肉萎缩、力量下降等问题已成为影响老年人生活质量的重要因素。大量研究报道衰老过程中肌肉流失与维生素D缺乏呈正相关,那么是否维生素D补充能够延缓或改善老龄肌肉的丢失?本研究通过动物实验和细胞实验探讨维生素D对衰老个体骨骼肌肥大过程的影响及在骨骼肌细胞中发挥生物学效应的可能机制进行探讨。研究方法:动物实验:以20只雄性SD大鼠(24月龄)为研究对象。大鼠适应性喂养一周后,手术建立骨骼肌肥大模型(Over-load),切断左后肢腓肠肌远端肌腱,另一侧行假手术。手术后分为对照组和实验组。实验组每天灌胃1000IU/kg的Vitamin D,对照组灌胃等量soybean oil。持续一周后取材,液氮速冻冷藏待测。酶联免疫检测血清25(OH)D含量和骨骼肌中VDR的水平;Western blotting技术检测mTOR、p70s6k蛋白表达及磷酸化水平。细胞实验:以C2C12细胞为研究对象,C2C12细胞首先在生长培养液(10%胎牛血清、90%DMEM、100IU/1ml双抗)培养至培养皿面积的70%。然后用分化培养液(2%马血清、98%DMEM、100IU/1ml双抗)分化培养7天(其中分化前后分别测一次总抗氧化能力),每天更换培养液并观察。分为牵拉组和非牵拉组,维生素D干预的牵拉组和非牵拉组,运用机械牵拉和100nm/ML维生素D干预3天,收集细胞提取总蛋白。Western blotting技术检测pi3k、AKt、mTOR、p70s6k、rp S6、ERK1/2、e EF2、TNF-a蛋白质表达及磷酸化水平。研究结果:动物实验:1、超负荷手术侧(Ovld)跖肌较假手术侧(sham)均显著增加(p<0.05)。维生素D补充显著增加了ovld侧跖肌质量(p<0.05),但sham侧肌肉没有显著性变化。2、大鼠血清25(OH)D酶联免疫结果显示,补充维生素D显著提高大鼠血清25OHD水平(p<0.05)。3、维生素D补充组,ovld侧肌细胞VDR显著高于sham侧(p<0.05)。而安慰剂组,左右侧肌细胞中则无显著性差异,即维生素D补充提高了ovld侧肌肉中VDR的表达。4、Western blotting结果显示Ovld模型均促进p-mTOR/mTOR、p-rpS6/rpS6比值的增加,但仅在维生素D补充组有显著性差异(p<0.05)。与安慰剂相比,维生素D显著促进手术Ovld侧肌细胞中p-mTOR/mTOR、p-rp S6/rp S6的表达(p<0.05),而对sham侧无显著影响。细胞实验:1、C2C12细胞在马血清饥饿分化处理以后细胞总抗氧化能力显著下降(p<0.05),细胞出现衰老特征。2、在维生素D的干预下C2C12细胞内TNF-a蛋白的表达水平显著下降(p<0.05)。3、机械牵拉刺激和维生素D补充共同作用下C2C12细胞中PI3K的表达增强,AKt、mTOR、p70s6k、rps6、e EF2、ERK1/2蛋白的磷酸化水平显著升高(p<0.05)。研究结论:维生素D补充进一步增强了超负荷诱导的老年大鼠骨骼肌肥大效果。可能的机制是维生素D通过改善衰老肌细胞的炎症因子水平,以及促进老龄大鼠骨骼肌VDR的表达和蛋白质合成相关信号蛋白的表达发挥了作用。