高强度间歇训练肥胖大鼠减脂效果及鸢尾素的表达

背景:研究表明,高强度间歇训练较中等强度耐力训练更省时,且能有效降低内脏脂肪含量。目的:拟通过对肥胖大鼠进行高强度间歇训练,观察训练后大鼠体脂的变化和比目鱼肌含Ⅲ型纤连蛋白域蛋白5(fibronectin type III domain containing protein 5,FNDC5)蛋白表达量以及血清鸢尾素水平。方法:将80只5周龄健康雄性SD大鼠随机分为正常对照组(20只)和肥胖造模组(60只),并从造模成功的大鼠中随机挑选30只,随机分为肥胖安静对照组、肥胖运动对照组(中等强度运动组)和肥胖高强度间歇训练组(每组10只),饲养8周,记录大鼠体质量变化,末次安静或运动后12 h进行采样。测定大鼠体质量和体脂,免疫印迹法检测比目鱼肌FNDC5蛋白表达,并检测血清鸢尾素水平。实验方案经北京体育大学动物实验伦理委员会批准。结果与结论:①较肥胖安静对照组,肥胖运动组大鼠体质量降低(P <0.01),体脂成分下降(P <0.05),FNDC5蛋白表达量增加(P <0.01),血清中鸢尾素含量增高(P <0.01);②高强度间歇训练组大鼠体质量明显低于中等强度运动组(P <0.01),体脂成分低于中等强度运动组(P <0.05),FNDC5蛋白表达量以及血清中鸢尾素含量明显高于中等强度运动组(P<0.01);③结果说明,运动训练可通过增加血清中鸢尾素和FNDC5蛋白表达降低大鼠体脂;高强度间歇训练组大鼠较中等强度训练组体脂含量更低,血清中鸢尾素含量和比目鱼肌FNDC5蛋白表达量更高,即高强度间歇训练对肥胖大鼠减脂效果好。

4周间歇性禁食对大鼠骨骼肌质量及自噬的影响

目的:探讨4周间歇性禁食后大鼠体重、体脂及骨骼肌质量的变化与大鼠骨骼肌自噬的关系,为间歇性禁食提供理论依据。方法:20只雄性SD大鼠随机分为对照组(Con组)和间歇性禁食组(IF组),每组各10只。采取每周三、周五间歇性禁食方案,每周按时记录大鼠体重,4周干预后双能X线吸收测量法(DEXA)分析体脂含量,之后分离双侧比目鱼肌称量湿重,免疫荧光法检测比目鱼肌laminin蛋白体现肌肉横截面积,透射电镜观察比目鱼肌自噬泡形态,Western Blot检测自噬相关蛋白LC3、p62及调控蛋白AMPKα、p-AMPKα、ULK1的表达情况。结果:4周间歇性禁食后,间歇性禁食组大鼠体重与体脂含量显著低于对照组(P<0.01),但各组比目鱼肌湿重及肌纤维横截面积并无明显差异(P>0.05)。间歇性禁食组比目鱼肌AMPKα、p-AMPKα、ULK1蛋白表达水平明显高于对照组(P<0.01),间歇性禁食组比目鱼肌内自噬标记LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ水平明显高于对照组,p62表达水平明显低于对照组,均具有非常显著性差异(P<0.01)。结论:4周间歇性禁食明显降低体脂水平,具有控制体重的作用,可激活AMPK-ULK1通路适度促进骨骼肌自噬,以维持骨骼肌质量,可作为一种潜在的"减肥"方法进行深入研究。

FUNDC1与运动诱导线粒体自噬

线粒体为细胞正常生命活动提供物质和能量,然而各种因素会导致线粒体损伤,衰老及功能紊乱。线粒体自噬是维持细胞稳态,及时清除细胞潜在危险因素的关键过程,FUNDC1是新近发现的一种线粒体自噬受体蛋白,在介导线粒体自噬方面有重要作用。运动是激活线粒体自噬的应激条件,其诱导骨骼肌线粒体自噬及FUNDC1在此过程中的作用机制正逐步明确。本文介绍FUNDC1的结构、功能和调节,分析FUNDC1与线粒体分裂、融合、自噬的关系,探讨运动诱导线粒体自噬过程中FUNDC1的调控机制,为进一步研究提供参考依据。

运动时长和强度对大鼠骨骼肌线粒体自噬的影响及其机制

本文旨在探讨不同时长、不同强度运动对大鼠骨骼肌线粒体功能和自噬的影响及FUNDC1的作用。选取60只雄性SD大鼠随机分为2周、4周的安静对照组(Con组)、中等强度运动组(M-ex组,跑台运动16 m/min,1 h/d,6 d/week)和大强度运动组(Hi-ex组,跑台运动35 m/min,20 min/d,6 d/week),每组10只。干预结束后分离双侧比目鱼肌,石蜡切片制备透射电镜样本,用ELISA检测柠檬酸合成酶(citrate synthase, CS)的含量,用冰冻切片免疫荧光染色法观察微管相关蛋白1轻链3 (microtubule-associated protein 1 light chain 3, LC3)/细胞色素c氧化酶IV亚型(cytochrome c oxidase IV, COX-IV)、FUNDC1/COX-IV及LC3/FUNDC1的共定位情况。提取骨骼肌线粒体,用Western blot检测过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子-1α(peroxisome proliferator-activated receptorγco-activator-1α, PGC-1α)、COX-I、腺苷酸活化蛋白激酶α(AMP-activated protein kinaseα,AMPKα)、p-AMPKα、Unc-51样激酶1 (Unc-51 like kinase 1, ULK1)、FUNDC1、LC3、自噬选择性底物(p62)等自噬相关蛋白表达。结果显示,运动可上调线粒体功能,即PGC-1α、COX-I蛋白表达和CS含量,2周Hi-ex组和2周M-ex组之间无差异,而4周Hi-ex组显著低于4周M-ex组。在运动强度相同的情况下,4周运动组大鼠的骨骼肌线粒体自噬激活程度高于2周运动组;在运动时长相同的情况下,Hi-ex组的线粒体自噬激活程度高于M-ex组。2和4周运动干预均可提高LC3/COX-IV、COX-IV/FUNDC1、FUNDC1/LC3共定位。运动可提高LC3-II/LC3-I比值,下调p62蛋白表达水平,上调FUNDC1、ULK1蛋白表达水平和AMPKα磷酸化水平,4周Hi-ex组的这些蛋白表达变化幅度显著大于4周M-ex组。以上结果提示,运动可诱导骨骼肌线粒体自噬,自噬的激活程度与运动时间和强度有关,运动的诱导机制可能是通过AMPK-ULK1通路影响FUNDC1的表达。