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肌纤维的类型与机体能量代谢及肉品质的形成密切相关。肌纤维类型的差异受遗传、激素、营养、运动等很多因素的影响。运动可以改变三羧酸的代谢产物,其中琥珀酸(Succinate,SUA)的含量增加最多。因此,本研究目的是探究SUA对骨骼肌纤维类型转变及代谢的影响,并揭示其可能的作用机制。本试验分别在活体水平和细胞水平进行验证。在活体水平上,选用4周龄C57BL/6J小鼠随机分组,采用核磁共振检测小鼠的体组成,小鼠运动跑步机、爪抓力测定仪以及小鼠反屏试验检测小鼠的运动能力,比色法检测腓肠肌琥珀酸脱氢酶、己糖激酶、乳酸脱氢酶的活性,免疫组织化学、Western Blot、荧光定量PCR检测小鼠腓肠肌中与肌纤维类型及代谢相关基因和蛋白的表达水平。在细胞水平,选用C2C12小鼠骨骼肌成肌细胞为模型,用2%的马血清培养集中诱导分化6 d,琥珀酸处理48 h,检测琥珀酸对C2C12细胞肌纤维类型转变及氧化代谢的影响。研究结果表明:(1)在饲料中添加琥珀酸饲喂小鼠8周后,能显著提高小鼠的慢跑时间和爪抓力,同时激活了钙离子信号通路中Calcineurin通路,提高了小鼠腓肠肌中慢肌纤维的比例;同时提高了PGC-1α、NRF1等蛋白的表达,促进了线粒体的生成;(2)2 mM琥珀酸处理C2C12细胞48 h后,能显著提高Calcineurin、MEF2a、NFAT、PGC-1α、NRF1等蛋白的表达,氧化代谢相关酶的活性,从而增加细胞中慢肌纤维和线粒体的含量,促进了细胞氧化代谢。为了研究SUA对骨骼肌纤维类型转变的作用机制,本试验采用在细胞和活体上对SUA受体(GPR91)进行干扰,以及检测SUA对肌纤维类型转化相关信号通路的影响。研究结果表明:(1)小鼠腓肠肌上干扰GPR91后,逆转了SUA对小鼠腓肠肌纤维类型的转化及氧化代谢相关酶活的作用;(2)细胞上干扰GPR91之后,逆转了SUA对C2C12细胞肌纤维类型转化及氧化代谢相关酶活的作用;(3)阻断GPR91下游PLC-β后,逆转了SUA对C2C12细胞肌纤维类型转化的作用。综上所述,SUA能促进骨骼肌快肌纤维向慢肌纤维的转化,其机制是通过GPR91受体激活其下游钙离子信号通路,促进MEF2a、NFAT等的表达和转位,从而增加慢肌纤维的比例,另一方面提高PGC-1α、NRF1的表达,促进线粒体的生成。