虚拟仿真实验在运动急救学课程教学中的应用与思考

近年来,国家积极推进虚拟仿真技术与教育领域的深度融合,为高校实验教学带来了巨大的改革和创新。各类虚拟仿真实验教学项目的建设和应用,有效解决了传统实验教学中一些长期存在的“老、大、难”问题,但与此同时也给实验教学工作带来了新的挑战与要求。该文将主要对上海体育学院运动急救学课程教学中虚拟仿真实验的应用情况进行总结和分析,以期为今后虚拟仿真实验教学实践工作提供一些启示和经验。

8周耐力训练对Nrf2敲除鼠骨骼肌肌浆网钙调控的影响

目的:研究8周耐力训练对Nrf2敲除鼠骨骼肌肌浆网Ca^(2+)调节的作用及机制。方法:8周龄Nrf2敲除鼠和野生鼠各20只,分别随机分为安静组和运动训练组,即野生安静组(WC)、野生运动组(WE)、敲除安静组(KC)和敲除运动组(KE)。运动组动物适应性训练1周后在标准小动物跑台上进行跑台运动。运动方案:坡度0°,12m/min,60min/天,5天/周,共持续8周。在最后一次运动48h后,所有小鼠脱颈椎处死,取两侧腿部骨骼肌。采用甲基百里香酚蓝比色法测定骨骼肌中Ca^(2+)浓度,Western Blot方法测定骨骼肌总蛋白兰尼定受体(RyR)、FK506结合蛋白(FKBP12)、钙调蛋白(CaM)和肌浆网Ca^(2+)-ATP酶(SERCA)的表达。结果:1)KC组RyR、FKBP12、CaM蛋白表达显著高于WC组(P<0.05);KE组CaM蛋白表达显著低于KC组(P<0.05);2)KC组SERCA1蛋白表达显著低于WC组(P<0.05),KE组SERCA1蛋白表达显著高于KC组(P<0.05);3)Nrf2敲除鼠骨骼肌组织中Ca^(2+)浓度与野生鼠无差异,8周耐力训练后也无显著性变化。结论:1)Nrf2敲除鼠骨骼肌钙释放通道RyR和钙调蛋白CaM表达呈现代偿性增加。骨骼肌SERCA1蛋白表达减少,钙回收功能下降;2)8周耐力训练增强了骨骼肌钙释放功能,对于野生鼠增加了钙释放通道RyR的表达,而对于Nrf2敲除鼠CaM对RyR功能的抑制作用减弱。另外,8周耐力训练可以改善Nrf2缺失引起的钙回收功能下降。

男性大学生徒步健身能量消耗简易推算方法

目的:探讨徒步运动中能量消耗的简易推测方法,为大学生运动能量消耗的自我监控和科学健身提供参考。方法:选取北京体育大学学科男性大学生54名(21.12±1.28岁),运动前测身高、体重并计算BMI。受试者分别以4.8 km/h、6.4 km/h、8.1 km/h的步速于跑台上进行运动,每级步速各运动30分钟。Polar表记录运动中心率,每3分钟记录1次。运动过程采用Meta Lyzer 3B气体代谢分析仪收集受试者肺功能指标及能量消耗数据。所得数据通过SPSS19.0软件进行偏相关分析及多元回归建立能量消耗与身体参数的回归方程。最后将预测值与实测值用配对t检验进行比较,检验公式。结果:(1)30分钟徒步运动每分能耗与步速、心率存在非常显著的关联(P<0.01),与BMI、身高、体重存在显著关联(P<0.05);(2)每分能耗(kcal/min)与步速、BMI、心率、体重的回归方程:每分能耗=-8.453+1.030×步速-0.023×BMI+0.032×心率+0.080×体重;(3)各步速能耗推测值与实际值无显著性差异(P4.8=0.255,P6.4=0.470,P8.1=0.353)。结论 :得出的能量推算公式可以步速、BMI、心率及体重4个简易指标较为准确地推算出普通男性大学生步速为4.8 km/h、6.4km/h、8.1 km/h下运动的能量消耗。

不同时间一次有氧运动对小鼠骨骼肌Nrf2与Keap1结合作用的影响

目的:探讨不同时间一次有氧运动对小鼠骨骼肌NF-E2相关因子(NF-E2-related factor 2,Nrf2)与Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白-1(Kelch-like ECH-associated protein-1,Keapl)结合作用的影响。方法:C57BL/6J小鼠30只,按体重随机分为安静对照组(0 h组)和一次有氧运动3小时组(3 h组)、一次有氧运动6小时组(6 h组),每组10只。0 h组安静饲养,3 h组和6 h组小鼠分别进行3小时和6小时的一次有氧跑台训练,跑速为15 m/min,坡度为0。运动后即刻取后腿骨骼肌。高质荧光测定法检测小鼠骨骼肌活性氧(ROS)水平;免疫共沉淀法测Nrf2/Keap1结合量;Western Blot法测定骨骼肌总Nrf2、Keap1蛋白表达量和细胞核Nrf2蛋白表达量。结果:与0 h组相比,6 h组ROS水平显著高于0 h组(P<0.05);3h、6 h组小鼠骨骼肌中Nrf2/Keap1结合量显著降低(P<0.05);3 h、6 h组小鼠骨骼肌总Nrf2蛋白表达显著升高(P<0.05),6 h组小鼠骨骼肌细胞核Nrf2蛋白表达显著增加且与3h组相比也显著增加(P<0.05);小鼠骨骼肌总Keap1蛋白表达基本无变化。结论:一次有氧运动对小鼠骨骼肌Nrf2与Keap1解绑和Nrf2转位入核的影响与运动时间的长短有关。

8周有氧运动对Nrf2敲除鼠骨骼肌抗氧化系统及运动能力的影响

目的:探讨8周有氧运动训练对Nrf2敲除鼠运动能力和抗氧化系统的影响。方法:8周龄Nrf2敲除鼠(Nrf2 KO)和野生鼠(WT)各20只,随机分为安静组(n=10)和运动训练组(n=10),即分为野生安静组(WC组)、野生运动组(WE组)、敲除安静组(KC组)和敲除运动组(KE组)。运动组动物适应性训练1周后在标准小动物跑台上进行跑台运动。运动方案:坡度0°,12 m/min,60 min/天,5天/周,共持续8周。递增负荷强度测定小鼠运动能力。在最后一次运动48 h后,所有小鼠脱颈椎处死,取两侧股直肌下段,荧光比色法测定细胞ROS水平,RT-PCR测量Nrf2、CAT、NQO1和HO-1 mRNA表达量;Western blot法测定骨骼肌Nrf2、CAT、NQO1和HO-1蛋白表达。结果:1)WE组运动能力显著高于WC组,KE组显著高于KC组,KE、WE组间无显著性差异;2)KC、WC组间ROS无显著性差异,KE组显著低于WE组;3)KC组Nrf2、NQO1和CAT mRNA非常显著低于WC组,与WC组相比,WE组Nrf2、NQO1和HO-1 m RNA非常显著升高;4)除Nrf2外,KC组蛋白表达与WC组无显著性差异,KE组NQO1、HO-1和CAT较WE组均显著下降。结论:1)8周有氧运动通过Nrf2促进骨骼肌抗氧化酶的表达;2)8周有氧运动增强了小鼠运动能力,但并不依赖于Nrf2发挥作用。

8周耐力训练介导Nrf2对骨骼肌谷胱甘肽抗氧化系统的影响

目的:探讨8周耐力训练对骨骼肌谷胱甘肽抗氧化系统的影响,以及Nrf2基因缺失的作用。方法:C57BL/6J野生型小鼠、Nrf2基因敲除小鼠各20只,随机分为安静对照组和耐力训练组,每组10只。耐力训练组采取坡度为0°、速度为12 m/min的跑台训练,1 h/d,5 d/周,共8周。完成训练48 h后取小鼠腿部骨骼肌,Western blot测定骨骼肌Nrf2、GSH-Px、GR、GCLc和GCLm蛋白表达,酶还原法测定骨骼肌GSH、GSSG含量。结果:1)Nrf2敲除鼠与野生鼠相比,骨骼肌内GSH-Px(P<0.05)、GR(P<0.05)、GCLc(P<0.01)蛋白表达,GSH(P<0.01)、GSSG(P<0.05)含量和GSH/GSSG比值(P<0.05)非常显著性或显著性下降,而GCLm蛋白表达无明显差异。2)耐力训练组与安静对照组相比,野生训练鼠骨骼肌Nrf2、GSH-Px、GCLc、GCLm以及GSH/GSSG比值均呈上升趋势,GSSG含量减少;Nrf2敲除训练鼠的谷胱甘肽相关酶蛋白表达以及GSH/GSSG比值则表现下降趋势,GSSG含量上升,但并无显著性。结论:Nrf2的缺失导致耐力训练不但没有提高机体抗氧化能力,反而加剧机体抗氧化水平的下降。

Nrf2对C2C12细胞肌浆网钙调节的影响及机制

目的:Nrf2是调节机体内氧化应激的重要的核转录因子,本研究探讨Nrf2在小鼠成肌细胞系C2C12细胞中[Ca^(2+)]_i调节中的作用及其机制。方法:体外培养C2C12细胞,分别采用Nrf2的激动剂tBHQ和抑制剂Brusatol干预,将细胞分为空白对照组(Control,C组)、激动剂组(Stimulants,S组)和抑制剂组(Inhibitors,I组)。荧光比色法检测C2C12细胞ROS水平;采用Fluo-4 AM钙离子染料负载,激光扫描共聚焦显微镜检测C2C12细胞[Ca^(2+)]_i变化;Western blot方法检测C2C12细胞肌浆网钙调节蛋白RyR、FK-BP12、CaM、PKA、Ca MKⅡ、SERCA1和SERCA2的蛋白表达。结果:1)与C组相比,I组C2C12细胞ROS水平显著增加(P<0.01);2)在H_2O_2氧化应激刺激下,与C组相比,I组C2C12细胞[Ca^(2+)]_i在185.4 s后非常显著增加(P<0.01),而S组[Ca^(2+)]_i在61.8 s后显著降低(P<0.01);3)与C组相比,I组Nrf2蛋白表达显著降低(P<0.05),S组无显著性差异;4)与C组相比,肌浆网钙调节蛋白RyR、FKBP12、PKA显著增加(P<0.05),SERCA1和SERCA2蛋白显著降低(P<0.05),而S组蛋白表达无显著变化。结论:1)Nrf2在H_2O_2介导的C2C12细胞_i^([Ca2+])异常增加过程中起保护作用;2)Nrf2被抑制后可引起C2C12细胞RyR、PKA蛋白表达增加,从而增强肌浆网钙释放功能;同时引起C2C12细胞SERCA蛋白表达减少,使肌浆网钙回收功能减弱。