骨骼肌

骨骼肌

在哺乳动物上，因为骨骼肌是胰岛素利用GLUT4促进食后葡萄糖摄取的主要位点，所以，它是调节葡萄糖稳态的一个重要组织（Daniel et al., 1975; Shepherd and Kahn, 1999）。从英格兰麻雀（家雀）身上分离指总伸肌（EDC）进行体外孵育，期间加入葡萄糖转运蛋白的非特异性抑制剂--根皮素（2-对羟苯丙酰基-1，3，5-苯三酚），结果显著降低了葡萄糖的摄取（Sweazea and Braun, 2005）。由此说明，家禽肌肉组织内确实存在能够转运葡萄糖的功能性蛋白。

迄今为止，在幼鸡、成鸡和英格兰麻雀骨骼肌内，未见GLUT4表达（Duclos et al., 1993; Carver et al., 2001; Seki et al., 2003; Sweazea and Braun, 2006b）。相反，业界有两项研究分别在幼鸭和家鸽肌肉内发现了GLUT4（Diamond and Carruthers, 1993; Thomas-Delloye et al., 1999）。需要特别指出的是，这两项研究的试验材料分别是幼鸭骨骼肌膜囊和家鸽腿肌肌膜。在前一项研究中，当研究者利用大鼠GLUT4抗体进行验证时，幼鸭总蛋白的凝胶上样量高达大鼠对照组的2-3倍；在后一项研究中，研究者使用的抗体与家鸽红细胞GLUT1具有交叉反应性，由此表明，其研究结果对于GLUT4而言可能并不具备特异性。对于其所检测到的GLUT4类似蛋白，这两项研究的研究者们都没有给出基因编码。因为鸡的基因组已经近乎完全公布，其内没有发现GLUT4同源蛋白的编码序列（/Projects/G_gallus/），所以，这两项研究的结果可谓真假难辨。不过，这并不排除GLUT表达在幼龄和成年家禽之间可能存有差异，即随着家禽趋于成熟，GLUT表达逐渐消失。

在家禽骨骼肌内，业界已经发现了其它一些GLUT。在肉鸡指长伸肌（EDL）、胸浅肌和白色腓肠肌（Kono et al., 2005）以及胸肌与缝匠肌（Duclos et al., 1993）内，科学家们检测到了组成型GLUT1的表达，这为基础葡萄糖摄取提供了保证。同时，在幼鸡和成鸡骨骼肌内，科学家们还发现了GLUT3（Carver et al., 2001; Kono et al., 2005）。此外，在英格兰麻雀的指总伸肌（EDC）、胸肌和腓肠肌内，研究者们也发现了这些GLUT亚型；其中，GLUT1主要位于血液--组织屏障附近。不过，因为GLUT3的保守性低，使用现有哺乳动物源抗体很难对其检测，所以，GLUT3的细胞定位仍然有待探讨。

1转运途径

哺乳动物骨骼肌的葡萄糖摄取涉及两个截然不同的过程：胰岛素刺激和收缩活化途径，胰岛素与其受体结合后，诱发酪氨酸自身磷酸化，从而激活胰岛素信号通路。由此改变的酪氨酸激酶活性刺激胰岛素受体底物1（IRS-1）与磷脂酰肌醇-3激酶（PI3K）P85亚基的SH2区域结合，受到活化的3，4，5-三磷酸磷脂酰肌醇（PIP3）进一步刺激磷酸肌醇依赖性蛋白激酶（PDK）、蛋白激酶B（PKB/Akt）和蛋白激酶C（PKC），引起GLUT4由细胞质向细胞膜移位，促进葡萄糖的转运（Shepherd and Kahn, 1999; Thurmond and Pessin, 2001; Watson and Pessin, 2001; Tomas et al., 2002; Zierath, 2002）。

研究证实，家禽骨骼肌中含有的胰岛素受体数量与大鼠相近（Dupont et al., 2004）。不过，禽肉中p85亚基和IRS-1的蛋白表达水平高于大鼠，提示家禽的胰岛素促葡萄糖摄取能力相对较高（Dupont et al., 2004）。同样地，与大鼠骨骼肌相比，鸡肉胰岛素受体、IRS-1和p85亚基的mRNA水平也显著较高（Dupont et al., 2004）。此外，在基础状态，胰岛素受体和IRS-1的酪氨酸磷酸化水平是大鼠的两倍（Dupont et al., 2004）。再者，在休息状态，鸡肉PI3K的活性是大鼠的30倍（Dupont et al., 2004）。尽管先天优势明显，但是，胰岛素在增强家禽胰岛素受体和IRS-1的酪氨酸磷酸化方面几无效果（Dupont et al., 2004）。类似地，胰岛素对于鸡肉PI3K活性也没有影响，而在大鼠肌肉中，它可以提高PI3K活性（Dupont et al., 2004）。研究发现，英格兰麻雀的骨骼肌葡萄糖摄取对于胰岛素（2ng/mL）也存在拮抗现象（Sweazea and Braun, 2005)。在哺乳动物身上，类胰岛素促生长因子（IGF）可以借助胰岛素受体促进葡萄糖利用。不过，用IGF-1（48ng/mL）孵育家雀的肌肉，不见任何效果（Sweazea and Braun,

2005）。相反，从1日龄雄性肉鸡身上分离骨骼肌细胞并用高浓度胰岛素（5μg/mL）进行培养，结果葡萄糖的摄取速率增加；这一过程可被根皮素和细胞松弛素B阻断，提示GLUT的调节作用（Duclos et al., 1993）。不过，这一发现与整块肌肉或整个动物个体的观察结果难以比较，因为这种初级细胞培养物的作用模式可能不同。进一步研究证实，尽管对于IRS-1缺乏影响，但是，胰岛素能够活化鸡肉PKB/Akt和MAPK（Duchêne et al., 2008a,b）。这些通路的激活对于蛋白质合成至关重要，由此提示，胰岛素在家禽骨骼肌中具有促生长作用（Duchêne et al., 2008a,b）。

在哺乳动物上，骨骼肌GLUT4移位的非胰岛素通路受收缩作用和缺氧因素影响（Shepherd and Kahn, 1999; Lemiuex et al., 2003）。当一磷酸腺苷（AMP）的浓度增加时，5′-AMP-激酶（AMPK）活化，促使GLUT4向细胞膜移位。长期刺激这条通路能够激活p38亚基的MAPK，进而促进GLUT4的产生（Lemieux et al., 2003）。除了活化AMPK，在肌肉收缩时，由肌质网释放到细胞内的Ca2+浓度增加，这也会促进GLUT4移位（Freymond et al., 2002）。最近，鸡AMPK的蛋白结构被公之于众，它在家禽骨骼肌中高度表达，在氨基酸水平上与人高度同源（Proszkowiec-Weglarz et al., 2006）。不过，使用AMPK的激活剂5-氨基咪唑-4-甲酰胺

-1-B-D-呋喃核糖苷（AICAR）体外孵育英格兰麻雀的指总伸肌（EDC）对于葡萄糖摄取没有影响（Sweazea and Braun, 2005）。类似地，利阿诺定受体激动剂咖啡因也没有效果（Sweazea and Braun, 2005）。