运动调控线粒体动力学变化的研究进展

背景:线粒体质量控制是一个复杂的过程,该过程涉及到线粒体生物发生、线粒体动力学变化、线粒体自噬三个方面,其中线粒体动力学变化是线粒体生物发生和线粒体自噬的中间环节,线粒体通过动力学变化改善自身质量控制,进而维持线粒体稳定状态。目的:探究运动影响线粒体动力学变化的分子机制,为运动改善线粒体网络稳态,进而促进功能健康提供理论依据。方法:利用文献资料法,以“运动,线粒体稳态,线粒体质量控制,线粒体动力学,线粒体融合,线粒体分裂”等为中文关键词检索中国知网(CNKI),百链云图书馆等中文数据库;以“Exercise,Mitochondrial homeostasis,Mitochondrial quality control,Mitochondrial dynamics,Mitochondrial fusion,Mitochondrial fission”等为英文关键词检索PubMed、Web of Science、EBCSO等英文数据库,对最终获取的文献进行筛选、阅读、归纳和总结。结果与结论:线粒体动力相关蛋白1/2(Drp1/2)负责线粒体分裂过程,线粒体融合蛋白1/2(Mfn1/2)以及视神经萎缩1(Opa1)分别介导线粒体外膜和内膜的融合。运动训练可以通过上调Mfn1/2和Opa1的蛋白表达,同时下调Drp1蛋白表达水平,促进线粒体融合过程,并抑制线粒体分裂来改善线粒体功能状态;一次急性运动影响线粒体动力学变化的研究结论存在争议;另外,运动介导线粒体动力学变化存在组织差异性。

甘肃北山红石山地区扫子山组构造变形特征及其动力学背景

甘肃北山地区扫子山组形成于早石炭世,是红石山蛇绿构造混杂岩的重要组成部分,记录并保存了红石山古洋盆形成及演化的地质信息,是讨论红石山地区晚古生代古地理环境及洋盆构造属性的重要窗口。详细的野外地质调查发现,该套地层构造变形强烈,原始层理难以辨识,为研究该套地层的沉积环境增添了难度。基于此,在查明扫子山组物质组成的基础上,通过详细的构造解析,厘定其构造序列,并通过剥离后期构造改造,恢复原始沉积层理。结果表明,扫子山组经历了3期构造变形,第1期为北北西—南南东向逆冲兼左行走滑,可能为洋壳向北俯冲的产物;第2期为北北东—南南西向挤压兼右行走滑脆-韧性变形,可能为碰撞阶段的产物;第3期构造变形以北东—南西向左行走滑为主,为次一级的晚期构造变形。变形样式及变质程度表明,扫子山组以中浅层次构造变形为主,地层未发生明显的倒转和缺失,该套地层物质成分及空间分布具有明显的规律性,显示裂谷型盆地向南趋于成熟的火山-沉积特征。结合红石山-蓬勃山断裂以北发育石炭纪—二叠纪弧岩浆岩,揭示了红石山古洋盆向北俯冲的动力学过程,为进一步研究中亚造山带南缘构造演化过程提供地质依据。

采动力学与岩层控制关键理论及工程应用

研究岩体采动力学响应和岩层控制技术对促进煤炭安全高效开采、保障能源稳定供给具有重要意义,是实现煤炭资源科学开采的理论基础。矿山岩体灾害(围岩变形、冲击地压等)频发,其形成-演化-发生全过程与采动力演化分布、岩层运动、开采扰动和能量演化密切相关。基于实用矿山压力控制理论,提出并阐述了采场岩层控制进展与控制准则,建立了定量分析的力学模型和设计方法,发展了针对性的岩体灾害控制技术,并创新研制了配套试验研究装备。采动力学与岩层控制理论将岩层控制分为采场岩层控制和巷道围岩控制;提出控制或利用采动岩层运动改变致灾条件,给出“给定变形”和“限定变形”准则;调控“3S”因素准则(围岩应力环境、围岩结构属性、围岩支护结构)改变围岩自稳能力。以岩体灾害控制为目标,提出了以“应力主控”为核心的释能主控技术;建立了岩体灾害控制大小原理和弱面判据(安全系数K、冲击危险性系数U);研发了采场矿压机械模拟试验系统、采动力试验系统和蠕变及动力扰动冲击加载试验系统,实现了实验室尺度还原采动力作用下岩体变形-破裂-运动过程,为研究采动力作用下岩体力学响应提供了试验装备;分别从采场岩层控制、地质软岩巷道控制、工程软岩巷道控制及冲击地压控制4个方向进行了工程案例研究,相关研究成果在工程应用中得到了验证。

基于特性的牵引车-半挂车刚柔组合车架动力学模型研究

商用车较大的车架柔性会影响到整车的操纵稳定性和乘坐舒适性,尤其是在共振时车架柔性会放大对车辆运动品质的影响。为实时模拟牵引车-半挂车的车架运动,采用基于总成特性的建模技术路线,根据运动响应频域将车架运动解耦为低频刚体运动和高频柔体运动,并将车架模型模块化划分为基于多体动力学的刚体车架模块、基于模态综合法的柔体车架模块,然后将两模块求解结果叠加形成刚柔组合车架模型。最后,将车架模型嵌入牵引车89DOF-半挂车73DOF整车模型中,针对某款商用车进行仿真,通过对比实车场地试验结果,验证了模型的有效性。

冲击载荷下含瓦斯煤动力学破坏特征与瓦斯渗流规律分析

为探究不同冲击载荷和瓦斯压力作用下的含瓦斯煤动力学特征、裂隙扩展及瓦斯渗流变化规律,采用含瓦斯煤岩冲击损伤-渗流试验系统开展含瓦斯煤冲击试验以及原位渗流测试,并结合工业CT扫描系统进行试样裂隙结构的三维重构,分析含瓦斯煤内部裂隙扩展特征及其对瓦斯渗流的影响规律。研究结果表明,冲击载荷和瓦斯压力对含瓦斯煤的动力学性质、变形过程、裂隙扩展和渗流规律均具有重要影响,具体表现在:①受围压和轴压的影响,冲击载荷耦合瓦斯压力条件下的含瓦斯煤应力-应变曲线无明显压密阶段;含瓦斯煤的变形过程主要经历了弹性变形阶段、应变强化阶段及破坏阶段。②冲击载荷的增加对含瓦斯煤动力学参数具有强化作用,气体压力的升高则劣化了含瓦斯煤动力学参数;冲击载荷越大,瓦斯压力越高,含瓦斯煤的裂隙扩展愈充分,所形成的裂隙结构愈复杂。③含瓦斯煤的渗流规律受控于裂隙扩展,冲击载荷耦合瓦斯压力作用下,含瓦斯煤中存在孔隙流动、孔隙流动-裂隙流动并存及裂隙流动等3种气体流动形式;含瓦斯煤冲击破坏后,随着气体压力增加以及气楔作用的增强,瓦斯流动形式可由孔隙流动依次转变为孔隙流动-裂隙流动并存和裂隙流动;裂隙扩展和流动形式共同影响含瓦斯煤渗流规律,含瓦斯煤渗透率随瓦斯压力的增大总体上符合先增大后减小的变化趋势。

螺旋桨发动机安装系统动力学设计技术综述

随着螺旋桨发动机安装系统国产化研制进程的加快,需要开展相关的安装系统技术研究,而动力学设计是其中的重要组成部分。本文对比分析了不同结构形式安装系统的动态性能特点,进一步从军民用标准规范和工程实践经验出发,归纳了安装系统动力学设计的技术要求,梳理了安装系统动力学设计技术的发展历程和国内外现状,指出国内外差距主要体现在设计理念、关键技术和应用实践经验等方面。在此基础上,展望了螺旋桨发动机安装系统动力学设计技术的发展趋势,为当前及未来螺旋桨发动机安装系统的设计技术研究提供了参考。

丙烯酰胺-柠檬酸改性葵花秸秆吸油材料的制备及吸油动力学

以农业废弃物葵花秸秆为原料,分别用10%氨水、丙酮-环己烷、甲苯-乙醇对葵花秸秆预处理后,采用丙烯酰胺-柠檬酸酯化法对其改性,研究了改性葵花秸秆对油品的吸附性能,开展了吸附热力学及动力学研究,探讨了改性葵花秸秆的吸油机理。结果表明,丙酮-环己烷预处理+改性葵花秸秆对油品的吸油性能最强,其次为甲苯-乙醇预处理+改性葵花秸秆、10%氨水预处理+改性葵花秸秆;改性葵花秸秆对不同油品的吸油性能大小为:大豆油>柴油>原油;丙酮-环己烷预处理+改性葵花秸秆对原油的保油率最高,10%氨水预处理+改性葵花秸秆对大豆油的去除率最高;吸附热力学表明改性葵花秸秆对油品的吸附是以单分子层吸附为主的化学吸附,该吸附过程符合准二级动力学方程。该研究为解决石油污染问题提供了新思路,也为农作物副产物的综合利用提供了方向。

万米深井上部大尺寸井眼钻柱动力学特性研究

油气勘探已向更深、更复杂的超深层的万米勘探新领域推进,但上部大尺寸井眼给万米深井的钻井提出了巨大挑战:岩石硬和返速低导致钻速慢,大尺寸井眼内剧烈振动导致钻具裂纹多发,钻压小则钻速慢,钻压稍大则下部振动快速加剧从而导致大尺寸钻具使用寿命远低于预期。为此,在对比研究了深地川科1井(以下简称SDCK-1井)和毗邻8000 m超深井上部井段钻柱振动问题基础上,基于全井钻柱系统动力学模型和数值仿真方法,针对性研究了大尺寸井眼中的钻柱动力学特性。研究结果表明:①井眼尺寸越大,钻头和下部钻具的振动越剧烈,SDCK-1井二开大尺寸井眼与邻井中等尺寸井眼相比(井深500 m处),其钻头及下部钻具振动强度均值分别增加了48.0%和41.5%,比SDCK-1井三开中等尺寸3000 m井深的钻头及下部钻具振动强度均值分别高了29.0%和2.9%;②相同井眼尺寸和岩石特性情况下,下部钻具组合比钻柱整体长度对钻头振动的影响更大,优化下部钻具组合能够明显改善钻头振动,保护钻头,同时还可以提高钻头破岩能量利用效率实现钻井提速;③在大尺寸井眼中钻头破岩激励向上传播,横向振动衰减慢于轴向振动衰减,大尺寸钻头扭矩更大且钻压和扭矩波动更加明显,因此从保护下部钻具的角度出发,大尺寸井眼钻具组合对抑制横振更加有效;④大尺寸井眼中下部钻具弯矩和弯矩波动更大,现场频繁出现的钻具裂纹除受控于整体振动强度较大以外,交变弯矩是裂纹发生的重要原因。结论认为,该研究成果揭示了超深井大尺寸井眼中钻柱的动力学特性,指出了应着重控制横振和交变弯矩,该认识可以为超深井上部大尺寸井眼钻井提供技术指导。

持续输注超低剂量右美托咪定对老年CAS患者血流动力学和术后认知功能的影响

目的探讨持续输注超低剂量右美托咪定对行颈动脉支架置入术(CAS)的老年患者血流动力学稳定性和术后认知功能的影响。方法选取106例于首都医科大学附属北京世纪坛医院择期行CAS的老年患者,随机分为右美托咪定组(D组,n=52)和对照组(C组,n=54)。观察2组患者麻醉诱导前15 min(T0)、麻醉诱导后5 min(T1)、置入支架前5 min(T2)、置入支架后5 min(T3)、气管拔管后5 min(T4)的血流动力学和脑灌注变化;计算平均动脉压(MAP)、心率(HR)和脑氧饱和度(rSO_(2))的标准差(SD),分别记作SD_(MAP)、SD_(HR)和SD_(rSO_(2))。应用蒙特利尔认知评估量表(MoCA)对患者进行认知功能评估,比较患者术前、术后认知功能的变化,评价2组患者术后认知功能障碍(POCD)的发生情况。结果D组患者SD_(MAP)、SD_(HR)和SD_(rSO_(2))均明显低于C组(P<0.05);D组麻醉药及血管活性药使用量明显低于C组(P<0.05);D组拔管时间明显短于C组(P<0.05);D组术后1 d MoCA评分明显高于C组,术后30 d POCD发生率明显低于C组(P<0.05)。结论持续输注超低剂量右美托咪定可维持血流动力学和脑灌注稳定,减少麻醉药物用量,促进术后认知功能恢复。

基于ICP-MS研究转炉钢渣微粉吸附镍和铅的动力学机理

随着工业化的发展,水体和土壤中的重金属污染日益严重。其中,重金属镍是一种常见的致敏性金属,会引起人体过敏发炎,甚至会引发癌症;血液中铅浓度的超标会危害人的神经系统、心血管系统和生殖系统,造成终身性的危害。因此,治理镍和铅重金属污染具有十分重要的意义。钢渣是炼钢过程中产生的一种副产物,其存在难以利用与附加值低的问题。同时加之管理制度的不健全,导致大量钢渣露天堆放,对土地资源、地下水源,以及空气质量造成严重影响。钢渣微粉具有比表面积大、多孔、化学活性高等特性,被广泛利用,可以成为吸附材料。本文以转炉钢渣微粉为研究对象,利用激光粒度仪、电感耦合等离子体质谱仪、比表面积与孔隙度吸附仪、X射线荧光光谱仪等测试转炉钢渣微粉的基本性质,重点研究转炉钢渣微粉添加量、重金属初始浓度、溶液pH和吸附时间对转炉钢渣微粉吸附Ni^(2+)、Pb^(2+)的效果,结合吸附动力学与吸附等温线理论揭示转炉钢渣微粉对Ni^(2+)、Pb^(2+)的吸附作用机理,为处理镍、铅重金属污染和工业废水处理提供技术支持与理论依据。结果表明:当转炉钢渣微粉添加量大于12.5 g·L^(-1)、重金属初始浓度小于100 mg·L^(-1)、溶液pH大于3和吸附时间大于120 min时,转炉钢渣微粉对Ni^(2+)、Pb^(2+)的吸附效果良好,即基本达到90%。转炉钢渣微粉对Ni^(2+)、Pb^(2+)的吸附符合准二级动力学模型,吸附速率由边界扩散和颗粒内扩散共同控制,吸附过程以化学吸附为主。转炉钢渣微粉的结构具有多孔性为物理吸附Ni^(2+)、Pb^(2+)提供吸附空间,转炉钢渣微粉的化学成分不仅具有碱性与Ni^(2+)、Pb^(2+)形成络合产物,而且水化过程中CaO与SiO_(2)生成C—S—H凝胶,对Ni^(2+)、Pb^(2+)形成络合吸附与硅酸盐体系包裹。转炉钢渣微粉对Ni^(2+)、Pb^(2+)吸附可能存在多层吸附。吸附Ni^(2+)、Pb^(2+)的过程为优惠吸附,吸附容易进行,其理论最大吸附量分别为18.785和17.002 mg·g^(-1)。

滚动轴承局部故障时变刚度系统动力学分析

针对滚动轴承局部故障动力学建模问题,通过分析各滚动体在进入、退出载荷区和陷入故障时的变化情况,基于Hertz接触理论,定义了接触变形保留因子,提出了滚动轴承等效时变刚度函数,建立了局部故障滚动轴承单自由度时变刚度动力学模型,并进行了理论分析和试验研究。研究结果表明:当滚动体进入或退出载荷区时,载荷区中承载滚动体数量增加或减少,引起系统等效时变刚度的小幅增加或减小;当滚动体陷入故障时,因接触变形保留因子的不同使得其有效接触刚度不同程度降低而导致系统等效时变刚度的减小。系统等效时变刚度的变化引起载荷区中其他滚动体的接触变形和接触力产生不同幅度的变化,从而平衡外部径向载荷,对载荷区中心附近的滚动体的影响较为明显,但不影响各滚动体的有效接触刚度。系统等效时变刚度发生突变,导致系统振动。当外环故障时,等效时变刚度等幅变化;当内环故障时,等效时变刚度的变化受到内环旋转的调制而幅值不同。提出的单自由度时变刚度动力学模型与实际更加吻合。

静脉注射吴茱萸碱-甘草酸纳米胶束后吴茱萸碱在大鼠体内药代动力学研究

目的 建立高效液相色谱法(HPLC)测定大鼠血浆中的吴茱萸碱,研究大鼠尾静脉注射吴茱萸碱-甘草酸纳米胶束后的药代动力学情况。方法 大鼠尾静脉注射吴茱萸碱-甘草酸纳米胶束和吴茱萸碱溶液后,采用HPLC测定大鼠血浆中吴茱萸碱的含量,绘制血药浓度-时间曲线,以DAS 2.0软件分析处理药代动力学参数。结果 吴茱萸碱-甘草酸纳米胶束和吴茱萸溶液的Cmax分别为(1.61±0.19)和(0.92±0.11)μg·mL^(-1),AUC_(0~t)分别为(4.76±1.41)和(2.07±0.22)mg·L^(-1)·h,CL分别为(0.67±0.21)和(1.38±0.14)L·h^(-1)·kg^(-1),吴茱萸碱-甘草酸纳米胶束的C_(max)、AUC_(0~t)较吴茱萸碱溶液提高了1.75、2.30倍,CL是吴茱萸碱溶液的0.48倍,C_(max)、AUC_(0~t)和CL差异均有统计学意义(P <0.05)。结论 将吴茱萸碱制备为吴茱萸碱-甘草酸纳米胶束能延长吴茱萸碱在体内的作用时间,延缓吴茱萸碱在体内的代谢。

盐酸羟考酮对舌癌根治术患者术后血流动力学和氧化应激反应的影响

目的 探讨盐酸羟考酮对舌癌根治术患者术后血流动力学和氧化应激反应的影响。方法 选取医院2021年2月至2022年2月行舌癌根治术的舌癌患者113例,按随机数字表法分为观察组(57例)和对照组(56例)。两组患者均采用舒苏太尼复合咪达唑仑进行麻醉诱导,右美托咪定复合瑞芬太尼进行麻醉维持。术后,观察组给予盐酸羟考酮自控镇痛泵,对照组给予舒芬太尼自控镇痛泵。结果 术后2,6,24 h,观察组患者的平均动脉压、心率均显著低于对照组(P <0.05);观察组患者的苏醒期血清血红素加氧酶-1、超氧化物歧化酶水平均显著高于对照组(P <0.05),丙二醛水平显著低于对照组(P <0.05);观察组患者术毕警觉-镇静分级量表(OAA/S)评分显著高于对照组(P <0.05),疼痛数字等级评定量表(NRS)评分显著低于对照组(P <0.05);两组患者的苏醒时间、不良反应发生率相当(P> 0.05)。结论 盐酸羟考酮用于舌癌根治术患者的术后镇痛,可有效缓解患者的术后疼痛程度,减轻氧化应激反应,稳定围术期血流动力学水平,且不影响麻醉苏醒时间,安全性高。

基于动力学模型的手术器械夹持力估计研究

手术器械夹持力估计问题一直是微创手术机器人手术器械研究的重点。在微创手术过程中,夹持力过大会造成组织损伤,夹持力过小会使缝合针等脱落,引发危险。因此,研究如何估计手术器械夹持力是非常有必要的。根据手术器械的结构特点,提出了一种基于动力学模型的夹持力估计方法。建立的模型考虑了手术器械动力学模型、丝传动系统力和位移传递特性和直流电动机特性,得到了手术器械电动机电流和夹持力之间的关系;通过Matlab对夹持力模型进行仿真验证,得到了手术器械末端执行器随电动机电流变化的夹持力变化曲线。仿真结果表明,基于动力学模型的手术器械夹持力估计模型与实际情况相符,为后续的手术器械夹持力安全保障研究提供了理论依据。

考虑磨损演化的铰链式襟翼机构动力学仿真研究

不同卡位的襟翼气动载荷差别很大,使得轴承在不同襟翼偏角下所承受载荷也存在明显差异,这导致在不同角度位置的轴承磨损深度不一致。因此,引入均匀磨损深度的方法难以适用于襟翼的动力学特性分析。为解决这一问题,提出了一种基于最小二乘法的动力学建模方法。根据襟翼翼面的连接特点利用C-B法对其进行柔性化,并采用RBE2单元建立刚柔耦合动力学模型。联合UAMP、DISP、UMESHMOTION子程序进行磨损演化仿真,获取铰链轴承的非均匀磨损数据,同时通过最小二乘拟合建立磨损深度和襟翼偏角角度以及摩擦因数的映射关系。将该映射关系以铰链轴承中心点的偏移量和轴承摩擦因数的方式更新刚柔耦合动力学模型,以获取在磨损影响下的襟翼机构动力学响应,验证了方法的适用性和有效性。结果表明,随着磨损的进行,襟翼内外侧轴承转轴同轴度逐渐降低,内外侧驱动力矩随之增加,增加幅度最大为15.08%。该方法可为襟翼机构的设计及轴承选型提供一定支持。

亚克力人造石废粉/ABS复合材料的非等温热分解动力学

采用熔融共混法制备了亚克力人造石废粉/ABS复合材料,利用热重分析法(TGA)研究了不同升温速率下,ABS、亚克力人造石废粉/ABS复合材料的热分解过程,采用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法研究了ABS及其复合材料的热分解动力学,计算得到动力学参数。结果表明,亚克力人造石废粉的加入提升了体系的热稳定性;随着升温速率的增加,ABS及其复合材料的TG曲线及DTG曲线逐渐向高温方向偏移,最大热分解速率温度逐渐增大;与纯ABS相比,采用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法得到的亚克力人造石废粉/ABS复合材料的表观活化能均较高,并且,随着亚克力人造石废粉含量的增加,复合材料的表观活化能逐渐增大,当亚克力人造石废粉含量为25%时,与纯ABS相比,2种方法计算得到的复合材料表观活化能分别约提高了27.77%、31.39%。

预压缩气垫包装系统静力及动力学特性研究

目的以柱形气垫包装系统为研究对象,建立静力及动力学模型,对静态压缩、自由振动和基础激励受迫振动特性进行研究。方法建立气柱压缩力数学模型,并通过试验、仿真验证模型,通过建立预压缩柱形气垫包装系统力学模型,研究静力及动力学特性。结果预压缩量和充气压力越大,包装系统固有频率越高。在包装对象宽度定值约束下,选取多个小直径气柱,固有频率更高,且薄膜应力更小。在基础激励下,包装系统固有频率处存在共振峰值,对高频域气垫表现出了较好的减振特性。结论所建立的静力压缩模型与试验、仿真结果较吻合,所建立的动力学模型合理,结果准确。