氨基酸的氧化分解反应(能促进肌肉生长，增强肌肉力量的生长激素究竟对骨骼肌有什么影响？)

GH在骨骼肌的结构、功能和代谢方面发挥着重要调控作用，生长激素缺乏（growth hormone deficiency，GHD）可以改变动物骨骼肌纤维类型。GHD 成年人表现出骨骼肌肌力明显下降，最大摄氧量降低导致有氧运动能力下降，以及蛋白质合成和分解速率明显下降。

GHD对骨骼肌的影响

1.GHD对骨骼肌结构的影响

骨骼肌由不同性质、不同蛋白质组成的肌纤维组成。根据肌球蛋白重链（MyHC）亚型可把肌纤维划分为两种类型：Ⅰ型纤维（也称为慢缩型肌纤维）和Ⅱ型纤维（也称为快缩型肌纤维）。有报告指出，啮齿动物垂体切除后Ⅰ型肌纤维显著增加，Ⅱ型肌纤维明显减少。

另有研究也证实了这些发现，他们观察到大鼠垂体切除术后MyHCⅠ型纤维的表达显著增加。一项调查大鼠垂体切除后的长期研究报告显示，在垂体切除33个月后Ⅱ型肌纤维完全丧失。与这些研究的发现相反，有学者发现在垂体切除术后Ⅰ型纤维减少了50%。也有学者观察到在垂体切除大鼠中MyHCⅠ型纤维显著减少和Ⅱ型纤维mRNA的表达显著增加。

而大多数关于GHD成年受试者的研究报告显示，与正常受试者相比，其纤维类型的分布没有显著差异。将儿童期发病和成年期发病的GHD患者进行对比发现，GHD 持续时间与肌纤维类型组成之间并无时间依赖关系。有学者发现IGF-1的水平与MyHC组成之间无相关关系，说明GHD严重程度并不影响MyHC组成。

2.GHD可致骨骼肌肌力明显减弱

GHD 患者的肌肉力量明显减弱。有研究发现，与年龄和身高匹配的对照组相比，GHD 成年人股四头肌力量和体积明显减小。这些发现表明，GHD患者肌肉力量下降是由肌肉质量下降而非收缩功能下降所致。有学者发现，在GHD成年人中，股四头肌的力量与肌肉质量的减少成正比。这些结果与某些研究结果相反，如股四头肌区域校正时，GHD 患者的股四头肌力量降低。有研究发现在GHD状态下，骨骼肌的收缩特性、能量代谢或神经肌肉功能受损。有学者将这一分歧归因于单层计算机断层扫描与核磁共振成像相比可能对肌肉质量评估不够准确。如前文所述，与健康成人相比，对GHD患者进行肌肉活检研究也没有发现纤维类型的任何定性差异。因此，GHD患者肌力下降可能是肌肉质量下降而非收缩质量变化引起的。

3.GHD 使骨骼肌有氧运动能力受损

有氧运动能力是评定耐力的一个测量指标，即肌肉维持长时间工作过程中线粒体利用碳水化合物或脂质氧化供能的能力。对GHD患者的研究表明，GH是有氧运动能力的重要正调控因子。有报告称，与基于年龄、体重和身高的最大预测值相比，GHD患者的最大摄氧量降低了28%。其他的一些研究与之相似，即GHD患者的有氧运动能力也有类似程度的受损。

4.GHD使全身蛋白质周转率降低

在动物体内，组织或细胞中蛋白质被不断更新，它们被降解为氨基酸，而又重新用于合成组织蛋白质的过程称为蛋白质的周转代谢。在GHD成人中，瘦体重（lean body mass，LBM）和肌肉质量减少，表明存在潜在的蛋白质代谢紊乱。同位素示踪方法是近些年发展起来的可精确测量全身蛋白质代谢的方法，如亮氨酸周转技术，可追踪标记氨基酸的代谢情况。有学者使用标签亮氨酸比较了10例GHD患者的蛋白质代谢，发现GHD患者的蛋白质合成和分解速率显著降低，表明GHD患者全身蛋白质周转率降低。

骨骼肌由GHD所诱发的不良后果，可通过GH干预在很大程度上得到改善。例如，GH干预可以逆转GHD 动物骨骼肌纤维类型的改变；GHD患者经过GH治疗后，骨骼肌肌力和有氧运动能力得到改善，氨基酸代谢方向发生变化及骨骼肌中脂质氧化相关基因表达下调。

补充生长激素对GHD骨骼肌的影响

1.长期补充GH可改善GHD导致的肌力下降 研究表明，超过12个月的GH补充能改善GHD成年人的肌肉力量，这也是肌肉质量恢复到正常状态所需的时间，提示GH可能主要通过增加肌肉质量来增加肌肉力量。

2.补充GH可改善GHD患者的有氧运动能力 有氧运动能力决定了马拉松、足球、网球等体育运动的成绩，而在日常生活中，它又与散步等低强度活动有关。在GHD成年人中补充GH具有如下效应：①提高心率和每搏输出量，使心输出量增加；②GH补充通过增加呼吸肌力量和肺容量来增加肺活量；③GH补充增加红细胞数量，它能决定血液的携氧能力。如前所述，人体活检数据表明GH并不能增加氧化型Ⅰ型肌纤维数量，即补充GH 提高GHD患者有氧运动能力并不是通过提高骨骼肌Ⅰ型肌纤维数量实现的，而是通过提高氧的输送效率和肌肉质量实现的。

3.补充GH对GHD骨骼肌蛋白质代谢的调控 蛋白质代谢平衡状态是决定骨骼肌质量的关键因素：在稳定状态下，蛋白质分解的速率等于蛋白质合成的速率，不存在蛋白质的净合成或降解；当蛋白质合成大于分解时，骨骼肌质量增加；当蛋白质合成小于分解时，骨骼肌质量流失。蛋白质分解释放的氨基酸要么在蛋白质合成中被重新利用，要么在氧化过程中不可逆转地丧失。

4.补充GH对GHD骨骼肌能量代谢的调控 肌肉功能取决于代谢底物的多少及其合成ATP的能力。运动肌肉中利用底物产生能量受营养、遗传和激素因素及运动训练的调节。GH在休息状态下及运动时刺激脂肪分解，引起血浆脂肪酸水平升高。GH还通过各种机制升高血糖浓度，包括增加糖原分解和糖异生。因此，GH可能通过增加脂肪酸和丙酮酸作为能量产生的代谢底物来增强肌肉功能。

补充GH对健康成人骨骼肌有一定影响，如补充GH可以增强健康成人的无氧运动能力，改变氨基酸代谢方向。但与GHD 患者不同的是，补充GH对健康成人骨骼肌肌力、有氧运动能力无显著影响。

补充生长激素对正常骨骼肌的影响

1.只有少数双盲安慰剂对照研究调查了GH对健康成人肌肉力量的影响。这些研究表明：短期GH疗法并不能增加健康成人肌肉力量。

2.补充GH不能提高健康成人有氧运动能力，但能增强无氧运动能力，

3.补充GH可减少健康成人蛋白质氧化。

4.补充GH可抑制有氧代谢底物的氧化代谢，并可能促进骨骼肌通过非氧化（厌氧）途径合成ATP。

GH对骨骼肌有重要调控作用。GHD可影响啮齿动物骨骼肌纤维类型，但不影响人肌纤维类型。GHD患者可出现骨骼肌肌力和有氧运动能力明显减弱，以及蛋白质合成和分解速率下降。

补充GH虽不影响GHD人类骨骼肌纤维类型，但可改善由GHD导致的骨骼肌肌力和有氧运动能力下降，抑制骨骼肌脂质氧化相关基因表达，改变氨基酸代谢方向，将氨基酸从氧化分解途径调配至合成代谢途径来改善蛋白质平衡，而且对蛋白质代谢的影响具有时间依赖性和组织差异性。

补充GH对正常骨骼肌的影响不同于GHD骨骼肌。补充GH不影响正常动物骨骼肌纤维类型、健康成人骨骼肌肌力和有氧运动能力，但可以促进健康成人骨骼肌内底物的无氧代谢并增强机体无氧运动能力。

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