急性力竭运动恢复期内大鼠骨骼肌内质网应激水平变化研究

目的:研究急性力竭运动恢复期内不同时间点内质网应激关键基因表达水平,探究急性运动干预对大鼠骨骼肌内质网应激信号通路及细胞凋亡的影响。方法:将48只雄性大鼠随机分为对照组(C)、力竭运动后即刻组(E)、力竭运动后恢复3h组(E3)、力竭运动后恢复8h组(E8)、力竭运动后恢复15h组(E15)及力竭运动后恢复24h组(E24),每组8只。在不同时间点取大鼠血液及腓肠肌组织,血液指标检测乳酸脱氢酶(LDH)、肌酸激酶(CK)及C反应蛋白(CRP)含量,提取骨骼肌总RNA,采用荧光定量PCR法检测大鼠骨骼肌内质网应激基因mRNA水平,包括免疫球蛋白结合蛋白(Bip/GRP78),内质网膜上跨膜蛋白激活转录因子6(ATF-6)、PER样内质网激酶(PERK)、真核生物起始因子2(eIF2α)以及CCAAT/增强子结合蛋白同源蛋白(CHOP)等,采用ELISA检测骨骼肌Bip含量,Western Blot法检测Bip、CRT、CHOP蛋白表达水平。结果:与对照组相比:①E组血液CK、CRP显著升高(P<0.05),E3组血液LDH显著升高(P<0.05);②E组Bip、ATF6、PERK、eIF2α等内质网应激基因转录水平均显著上调,其中内质网应激关键基因Bip mRNA水平及蛋白表达水平在恢复3h时达到峰值;③E组CRT与E24组CHOP蛋白表达水平显著升高(P<0.05)。结论:①急性力竭运动后恢复期骨骼肌内质网应激关键蛋白Bip表达水平及下游相关基因mRNA水平均呈一过性上调趋势,在运动后即刻至3h间出现峰值,随着恢复期时间的延长,Bip蛋白表达水平及各基因转录水平逐渐恢复正常;②急性力竭运动后24h引发细胞凋亡,其在内质网应激效应后发生,具有一定的延迟性。

热环境对力竭游泳运动恢复期大鼠下丘脑细胞外液单胺类神经递质的影响

观察大鼠在热环境中进行力竭游泳运动后24h恢复期下丘脑细胞外液单胺类神经递质含量的动态变化,分析其变化特点与相互关系,为探索热环境下运动性中枢疲劳的产生和恢复机制提供实验依据。方法:将32只SD雄性大鼠随机分成常温安静组、常温力竭组、高温安静组、高温力竭组,采集运动后4h、5h、6h、8h及24h微透析样品,并采用毛细管电泳-激光诱导荧光法检测单胺类神经递质含量。结论:热环境下大鼠力竭运动恢复期下丘脑细胞外液5-羟色胺(5-HT)含量与常温力竭运动相比升高更加显著,介导核心温度的升高;而多巴胺(DA)和去甲肾上腺素(NE)含量的降低,导致机体对热的耐受性降低;高5-HT浓度、高核心温度和机体低热耐受性的共同作用,加快中枢疲劳的发生,降低机体运动能力。

热应激下脑内单胺类神经递质及其受体对运动性中枢疲劳影响的研究进展

乙酰胆碱(Ach)、去甲肾上腺素(NE)和5-羟色胺(5-HT)等神经递质参与下丘脑的体温调节,其受体亚型的不同也有不同的调节作用。在高温环境中,多巴胺(DA)、5-HT、NE伴随大脑和核心体温的升高而增加。提高5-HTR2活性会引起体温升高,而提高5-HTR1A活性的则会引起体温降低,DAR1、DAR2两者协同作用于体温的降低。单胺类神经递质含量改变及平衡的破坏是导致运动性中枢疲劳发生的因素之一。热应激条件下机体大脑和核心温度升高,脑内热储备过多,导致中枢疲劳的发生,提高DA、NE的活性可抑制高温介导的中枢疲劳,改善热应激下运动能力,但未能证明在高温环境下长时间运动5-HT介导疲劳的特殊作用。

AMPK、p38 MAPK信号通路参与调控电刺激诱导骨骼肌细胞PGC-1α基因表达

目的采用急性电刺激(acute electrical stimulation)C2C12成熟肌管细胞模型,结合使用相关信号激酶通路特异性抑制剂,探究急性电刺激所诱发的细胞内信号激酶对PGC-1α基因表达的调控作用。旨在从细胞水平揭示肌肉收缩刺激调控PGC-1α基因表达的分子机制。方法体外培养小鼠成肌细胞系C2C12细胞,采用脂质体法分别转染含小鼠PGC-1α启动子DNA全序列的质粒(p2533)及装载有能够与PGC-1α全长基因序列相结合GAL4DNA结合区域的p Bind载体,细胞在转染后分化5-6 d形成成熟肌管,5 Hz,10 V强度急性电刺激2 h后即刻收集各组细胞,进行总蛋白或双荧光素酶检测。抑制剂处理组分别采用40μM Compound C(CC,AMPK抑制剂)与10μM BIRB796(BIRB,p38抑制剂)处理细胞。结果与对照组(CON)相比,电刺激组(STIM)细胞PGC-1α启动子活性显著增高52%(P<0.05),PGC-1α辅激活转录活性显著增高35%(P<0.05),同时伴随PGC-1α蛋白由细胞质向细胞核迁移的现象。此外,与CON组相比,STIM组细胞AMPK、p38信号激酶通路磷酸化水平显著上调(P<0.05),在分别采用AMPK、p38抑制剂处理后,其磷酸化水平显著受到抑制(P<0.01)。结论急性电刺激可诱导骨骼肌细胞PGC-1α转录水平以及翻译后蛋白水平活性上调,这一作用部分是通过AMPK或p38信号通路实现的。

脂肪间充质干细胞注射对离心运动大鼠肌肉修复中肌肉抑制素信号通路的影响机制

目的:通过肌肉注射异体脂肪间充质干细胞,观察大鼠骨骼肌肌肉抑制素(myostatin,MSTN)信号通路及肌纤维超微结构的变化,探讨脂肪间充质干细胞在离心运动后骨骼肌修复过程中的作用机制。方法:8周龄雄性SD大鼠,进行一次性离心运动后,在大鼠的左腿腓肠肌外侧头注射生理盐水(NS),右腿腓肠肌外侧头注射脂肪间充质干细胞(ASCs),然后,随机分为运动后1天组(D1)、运动后3天组(D3)、运动后7天组(W1)和运动后14天组(W2)。分别在相应的时间点将大鼠处死,收集样本。采用ELISA测定血清肌酸激酶(CK)、骨骼肌肌钙蛋白I(sTnI)、MSTN、卵泡抑素(follistatin,FST)的含量;实时荧光定量PCR测定骨骼肌MSTN、激活素A受体ⅡB(ACVR2B)、FST mRNA相对表达量。Western Blot测定骨骼肌MSTN、ACVR2B、FST、信号转导蛋白smad2/3磷酸化(p-smad2/3)蛋白的表达。结果:与D1组比较,W1、W2组血清CK水平显著降低(P<0.05),D3和W1组血清sTnI显著升高(P<0.05);与D1组比较,W1组血清MSTN水平显著降低(P<0.05),但W2组血清MSTN水平显著升高(P<0.05);与D1组比较,W2组血清FST水平显著升高(P<0.05)。与NS组相比,ASCs组MSTN mRNA相对表达量在时间点D3显著降低(P<0.05),在时间点W2极显著降低(P<0.01);ACVR2B和FST mRNA相对表达量与NS组相比无显著变化;与NS组相比,ASCs组MSTN蛋白表达在时间点D1和D3均显著降低(P<0.05);ACVR2B蛋白表达在时间点D1、D3、W1均显著升高(P<0.05),在时间点W2却显著降低(P<0.05);与NS组相比,smad2/3的磷酸化水平在时间点W2显著降低(P<0.05)。结论:离心运动后,肌注异体脂肪间充质干细胞对MSTN的影响可能比对FST的影响大;肌注异体脂肪间充质干细胞可能通过影响MSTN下游信号通路来促进离心运动后骨骼肌的再生修复。

不同运动方式对肥胖大鼠肝脏脂质沉积及FGF21分泌的影响

目的:研究持续性运动训练(CT)与高强度间歇运动训练(HIIT)对正常和肥胖大鼠血清和肝脏FGF21蛋白含量及肝脏脂肪代谢的影响。方法:雄性SD大鼠随机分为两组:普通饲料及45%高脂饲料喂养,8周后以普通饲料喂养,大鼠体重增加20%为肥胖造模成功标准。将正常大鼠随机分为正常安静组(LC)、正常高强度间歇运动训练组(LHI)、正常持续性运动训练组(LCT),肥胖大鼠随机分为肥胖安静组(OC)、肥胖高强度间歇运动训练组(OHI)及肥胖持续性运动训练组(OCT),每组10只,运动干预组大鼠进行8周不同方式负重游泳运动训练干预,末次运动干预间隔24 h后取血液检测血清炎症因子、FGF21水平,取肝脏组织检测脂质含量、脂代谢酶含量及FGF21表达水平。结果:与LC组比较,OC组大鼠体重、血清炎症因子、肝脏甘油三酯(TG)含量显著增高(P<0.05),LHI组肝脏TG含量显著降低,LCT组肝脏FGF21表达水平显著增高(P<0.05)。与OC组比较,OHI组大鼠肝脏TG含量显著降低(P<0.05),线粒体CPT-1β、β-HAD酶含量显著升高(P<0.05),OCT组大鼠肝脏LPL、FAT/CD36酶含量显著增高,血清、肝脏FGF21水平均显著上升(P<0.05)。结论:两种运动方式均能降低正常、肥胖大鼠体重及肥胖大鼠肝脏脂质沉积现象,其中HIIT上调线粒体脂肪氧化水平,显著降低正常、肥胖大鼠肝脏TG含量,而CT通过提高正常、肥胖大鼠肝脏FGF21蛋白表达及血清FGF21水平,促进肝脏摄取脂肪酸,对缓解肥胖大鼠肝脏脂质沉积效果有限。

AMPK/ACC通路参与高强度间歇、持续性运动改善肥胖大鼠肝脏线粒体脂肪氧化功能的研究

目的:探究AMPK/ACC通路参与高强度间歇训练(HIIT)及持续性训练(CT)改善肥胖大鼠肝脏脂质代谢及线粒体功能的作用机制。方法:健康雄性SD大鼠72只,肥胖造模成功后,将普通、肥胖大鼠随机分为普通安静组(NC)、肥胖安静组(OC),普通HIIT组(NHI)、肥胖HIIT组(OHI),普通CT组(NCT)、肥胖CT组(OCT)。检测肝脏组织脂质含量、脂代谢酶活性,线粒体膜电位、AMPK与ACC磷酸化水平及细胞核PGC-1α蛋白表达。结果:8周HIIT与CT干预使肥胖大鼠体重、肝指数及肝脏脂质含量降低,PGC-1α蛋白表达及线粒体膜电位增高。其中HIIT提高肥胖大鼠AMPK、ACC磷酸化水平,增强脂肪氧化酶活性,降低ACC酶活性,而CT上调肥胖大鼠肝脏ACC磷酸化水平。结论:HIIT通过AMPK/ACC通路提高线粒体功能及脂肪氧化水平,缓解肥胖大鼠肝脏脂质沉积效果优于CT。

肌注异体脂肪间充质干细胞对离心运动后大鼠骨骼肌调节因子的影响

目的:通过肌肉注射异体脂肪间充质干细胞(ASCs),观察其对一次性离心运动后不同时间点大鼠骨骼肌调节因子的影响,探讨ASCs注射对离心运动后骨骼肌损伤修复的机制。方法:8周龄雄性SD大鼠一次性离心运动后,在左腿腓肠肌注射生理盐水(PBS),右腿腓肠肌注射ASCs,然后,随机分为运动后1天组(D1)、运动后3天组(D3)、运动后7天组(W1)和运动后14天组(W2)。透射电镜观察骨骼肌的超微结构变化;测定血清IGF1、GDF8的含量及骨骼肌调节基因的表达。结果:与PBS相比,ASCs注射明显促进肌纤维的修复。与D1组比较,W1组血清IGF1水平显著降低(P<0.05),GDF8水平显著降低(P<0.05),W2组血清GDF8水平显著升高(P<0.05)。与PBS组相比,ASCs组IGF1 m RNA在W2显著升高(P<0.05);GDF8m RNA在D3显著降低(P<0.05),在W2极显著降低(P<0.01);Atrogin1 m RNA在D3显著降低(P<0.05),在W1时间点极显著降低(P<0.01)。PBS组IGF1 m RNA与血清IGF1含量、GDF8m RNA与血清GDF8含量均显著性正相关(P<0.05);骨骼肌总的PCNA m RNA与总的IGF1m RNA显著性正相关(P<0.05)。结论:离心运动后,肌注异体ASCs可以增加骨骼肌IGF1m RNA的表达,降低GDF8和Atrogin1的m RNA表达。肌注异体ASCs可能不影响细胞因子IGF1和GDF8的分泌,而是通过影响局部基因表达来改善离心运动后肌肉的再生修复。

不同运动方式对大鼠骨骼肌MSTN和IGF1的影响比较

目的探究不同运动方式对大鼠骨骼肌生长因子MSTN和IGF1的影响,为选择合适的运动方式以改善骨骼肌功能提供理论依据。方法SD大鼠40只,随机分为4组,每组10只,分别为安静对照组、持续游泳运动组、高强度间歇游泳运动组和负重爬梯运动组。各运动组进行为期8周的运动训练后,与安静对照组一起麻醉处死,收集样本。记录各组大鼠的体重、腓肠肌质量,HE染色观察腓肠肌的横截面积变化,ELISA方法检测大鼠血清MSTN、IGF1和胰岛素(insulin)的水平,Western blot方法检测大鼠腓肠肌MSTN、IGF1、p70S6K的表达。结果3个运动组的大鼠体重均显著低于安静对照组(P<0.01),持续游泳运动组腓肠肌质量显著低于安静对照组(P<0.05),其他两组大鼠腓肠肌质量没有显著变化(P>0.05);3个运动组腓肠肌横截面积显著低于安静对照组(P<0.05),爬梯运动组和高强度间歇游泳运动组腓肠肌横截面积显著高于持续游泳运动组(P<0.05)。ELISA结果显示,3个运动组血清IGF1水平均显著低于安静对照组(P<0.01),而MSTN和insulin水平均没有显著变化。爬梯运动组腓肠肌MSTN蛋白表达显著低于安静对照组(P<0.01),而IGF1和P70S6K的蛋白表达显著高于安静对照组(P<0.01),持续游泳运动组腓肠肌p70S6K的蛋白表达也显著高于安静对照组(P<0.05)。结论3种运动方式相比,爬梯运动和高强度间歇游泳运动虽然都上调腓肠肌质量指数,但对骨骼肌MSTN和IGF1的影响不同。爬梯运动下调MSTN的表达,上调IGF1和p70S6K的表达,而高强度间歇游泳运动对骨骼肌MSTN、IGF1和p70S6K的影响不显著。爬梯运动可能通过降低MSTN并增加IGF1和P70S6K的蛋白表达增加腓肠肌横截面积。

高脂饲料造模肥胖大鼠的胰岛功能变化、血脂代谢变化及耐力训练的干预作用研究

文章旨在探讨高脂饲料造模肥胖大鼠胰岛功能、血脂代谢指标的变化及采用耐力训练的干预效果。试验选取8周龄的SD雄性大鼠80只,其中12只采用普通饲料饲喂(空白组),另外68只饲喂高脂饲料进行造模,连续饲喂2周后选取达到肥胖标准的36只分为模型组(高脂饲料饲喂+等量生理盐水灌胃)、干预组(耐力训练+高脂饲料饲喂)、对照组(二甲双胍200mg/kg·d灌胃+高脂饲料饲喂)各12只,4组大鼠连续饲喂6周,对比体重、血脂指标、血糖、胰岛素、胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)、胰岛β细胞功能(HOMA-β)、胰岛炎症程度分级、胰腺组织中Toll4样蛋白(TLR4)、核转录因子-κB(NF-κB)蛋白的表达。结果表明,0周时,4组大鼠的体重差异无统计学意义(P> 0.05);持续饲喂后,模型组、干预组和对照组大鼠的体重在第2、4、8周时均高于空白组,在第4、8周时均高于干预组和对照组(P <0.05);在第8周时,模型组、干预组和对照组大鼠的血清TG、TC、LDL-C均高于空白组,血清HDL-C水平低于空白组(P <0.05),模型组的血清TG、TC、LDL-C均高于干预组和对照组(P <0.05);在第8周时,模型组、干预组和对照组大鼠的血糖、胰岛素、HOMA-IR值均高于空白组,HOMA-β值均低于空白组(P <0.05);模型组大鼠的血糖、胰岛素、HOMA-IR值均高于干预组和对照组,HOMA-β值均低于干预组和对照组(P <0.05);干预组大鼠的血糖、胰岛素、HOMA-IR值均高于对照组,HOMA-β值低于对照组(P <0.05);在第8周时,模型组、干预组和对照组大鼠的胰腺炎症程度评分均高于空白组,HOMA-β值均低于空白组(P <0.05);模型组大鼠的胰腺炎症程度评分高于干预组和对照组(P <0.05);干预组大鼠胰腺炎症程度评分高于对照组(P <0.05);在第8周时,模型组、干预组和对照组大鼠的胰腺组织中TLR4蛋白、NF-κB蛋白表达空白组(P <0.05);模型组大鼠胰腺组织中TLR4蛋白、NF-κB蛋白表达高于干预组和对照组(P <0.05);干预组大鼠胰腺组织中TLR4蛋白、NF-κB蛋白表达高于对照组(P <0.05)。结论高脂饲料造模肥胖大鼠能成功引起大鼠肥胖,并对其胰腺功能造成一定的伤害,采用耐力运动训练能在一定程度上改善高脂饲料引起的肥胖,改善大鼠的胰岛细胞功能。

耐力运动表现的膳食营养策略分析

耐力性项目能耗大,肌糖原、蛋白质分解加强,脂肪供能比例随运动时间延长而提高,这些代谢特点决定耐力性项目运动员在训练或比赛期间应注重科学训练方法与合理膳食营养策略相结合,其对提升运动员机能水平、运动成绩至关重要。本文针对耐力项目特征、能量供应与代谢特点,分析高脂低糖、限制碳水化合物、合理补糖、选择运动营养补充剂等膳食营养策略,阐述不同营养策略对耐力运动表现的影响及作用特点,并在此基础上分析其作用原理,为耐力性项目运动员、教练员提供理论参考与借鉴。