第5届华人运动生理与体适能学者学会年会在天津体育学院举行

第5届华人运动生理与体适能学者学会（The Society of Chinese Scholarson Exercise Physiology and Fitness，SCSEPF）年会于2006年10月25—27日在天津体育学院举行。会议由SCSEPF主办、中国运动医学学会协办、天津体育学院承办。会议的主题是：增进运动生理科研与健康和体适能实践的联系。近300名国内外运动医学与运动生理界的专家学者出席了会议。

PPARα与运动改善脂质代谢的关系

目的:通过观察运动后小鼠血脂及肝脏中脂质代谢相关基因的变化来探讨PPARα与运动改善高脂血症小鼠脂质代谢的关系,深入研究运动改善血脂的可能作用机制。方法:将雄性C57BL/6小鼠60只随机分为正常饮食安静组(NC)、正常饮食运动组(NE)、高脂饮食安静组(HC)、高脂饮食运动组(HE)。同时,NE和HE组分别进行为期8周的无负重游泳训练。采用酶法和比色法分别检测血脂和游离脂肪酸(FFA)水平,并采用Northern Blot法、Western Blot法检测各组小鼠肝脏中PPARα、CPT-1基因及蛋白表达。结果:高脂饮食条件下,HE组比HC组TG、TC、LDL分别降低了17.2%、20%、42.1%,HDL升高了23.1%,均具有显著性差异。同时,HE比HC中FFA也降低了37.4%。运动组肝脏中PPARα的mRNA和蛋白表达均较安静组有所提高,尤其在HE中其表达量比HC提高显著。结论:运动可有效改善血清脂质水平和促进脂肪酸的利用,可使肝脏中PPARα、CPT-1表达量在转录和翻译水平上均有所提高,机制可能在于运动提高了机体对脂肪酸的利用,激活了PPARα,从而提高了CPT-1的表达。

急性运动中骨骼肌线粒体活性氧生成与解偶联的反馈调节

目的:线粒体呼吸链电子漏是运动性内源活性氧(ROS)生成的重要机制之一。目前的研究表明,线粒体呼吸链“温和解偶联”机制也参与了线粒体内的抗氧化防御过程。本研究拟证实运动是否也不同程度地诱导和/或启动了线粒体呼吸链“温和解偶联”生物抗氧化机制,并探讨其可能的分子调节作用和生理意义。方法:以SD大鼠三级递增负荷跑台运动为实验模型,分别选取安静态、运动45、90、120和150min为实验观察点(timecourse),测定骨骼肌线粒体ROS生成、线粒体态4呼吸速率、骨骼肌解偶联蛋白3(UCP-3)mRNA和线粒体UCP-3蛋白表达。结果:运动过程中ROS生成呈先上升后下降的变化趋势,其中运动至45、90、120min时均较安静时显著升高(分别为P<0.05、P<0.001和P<0.001),于120min达到峰值,随后(150min时)显著下降(与120min组相比,P<0.001);态4呼吸速率亦呈先上升后下降的并行性变化趋势,其中运动90、120min较安静时显著增加(分别为P<0.01和P<0.001),并于120min达到峰值,随后(150min时)显著降低(与120min组相比,P<0.001);UCP-3mRNA在运动至90、120、150min时均较安静时显著升高(分别为P<0.001、P<0.01和P<0.01),其蛋白表达水平则相对滞后1个时间段,先后在运动至120、150min时较安静时显著增加(均为P<0.001)。结论:线粒体态4呼吸速率、ROS生成和UCP-3表达随运动时间的变化表明,ROS可能贡献于运动中骨骼肌线粒体UCP-3的激活和/或诱导表达;运动中UCP-3表达增加的意义在于抑制ROS生成,并且由ROS→UCP-3→质子漏→ROS形成一个复杂而精确的激活、诱导表达与抗氧化的反馈调节环路,使线粒体能够尽早预防运动可能引发的氧化应激和脂质过氧化,维持线粒体及细胞内的氧化还原状态。

骨骼肌线粒体对细胞能量需求的快速应答:mfn1/2与fis1基因在急性运动中的动态表达

目的:本研究探讨在细胞能量需求急剧变化的条件下,骨骼肌线粒体能量代谢与线粒体融合基因mfn1/2和分裂基因fis1表达的动态变化,并分析这两者之间的关系。方法:以SD大鼠一次递增负荷跑台运动为实验模型,测定骨骼肌线粒体ROS生成速率和态3、态4呼吸速率,ATP合成酶活性和膜电位水平,并观察运动中及其恢复期骨骼肌线粒体mfn1/2和fis1 mRNA表达变化。结果:(1)150分钟运动过程中mfn1 mRNA表达逐渐降低,其中E45、E90、E120和E150组分别较安静组下降了21、42、707、7%(均P<0.01),PE-3h、PE-6h、PE-12h和PE-24h组则分别较安静组增加至144、152、134和135%(P<0.01);mfn2 mRNA表达呈相似表现,在运动中至运动后6小时较安静时分别下降了36、73、96、64、57和59%(均P<0.01),PE-12h和PE-24h组则增加至148和154%(均P<0.01);对应以上时间点,fis1 mRNA表达在运动中各时间点较安静时显著增加,并在运动后3小时达到峰值,分别增加至264、213、252、406和450%(均P<0.01),随后逐渐下降,但仍高于安静值(P<0.01)。(2)在运动中及运动后各时间点,ROS生成速率均较安静组显著增高,其中E45、E90和E120组ROS生成速率持续增高,E150、PE-3h、PE-6h、PE-12h和PE-24h组较E120组明显下降;整个过程中线粒体能化态膜电位无显著变化。E45组ATP合成酶活性与安静组比较明显增加,但PE-3h组显著降低,其余各组无明显变化;除E150组线粒体态3呼吸速率较安静组显著降低外,其它各组无明显差异。结论:(1)急性运动中骨骼肌mfn 1/2 mRNA表达显著减少,fis1 mRNA表达明显增加;运动后骨骼肌mfn1/2 mRNA水平逐渐明显增加,fis1 mRNA转录逐渐减少。(2)线粒体能量代谢耦联效率能够对机体的能量需求作出快速应答反应,线粒体分裂与融合基因的动态表达是线粒体对细胞能量需求急剧增加的快速应答反应的一个组成部分。

急性运动中线粒体能量转换调节的生物力能学分析:ROS和UCP3的作用

目的:研究1次耐力性运动过程中,骨骼肌线粒体ROS生成与UCP3表达与线粒体生物力能学改变的关系,及其在线粒体能量转换调控中的作用。方法:建立SD大鼠3级递增负荷跑台运动实验模型,分别以安静态、运动45min、90min、120min和150min时为实验观察点(time course),测定骨骼肌线粒体ROS生成,膜电位水平,态4呼吸速率,ATP合成速率,线粒体解偶联蛋白3(UCP-3)mRNA及其蛋白表达。结果:运动过程中ROS生成呈先升高后下降的变化趋势,运动120min时达峰值,其中运动45min、90min、120min和150min时ROS生成均较安静时显著升高(P<0·05,P<0·001,P<0·001和P<0·01),运动150min时ROS生成较120min时显著下降(P<0·001)。态4呼吸速率亦呈先升高后下降的并行性变化趋势,其中运动90和120min时较安静时显著增加(P<0·01和P<0·001),并于120min时达到峰值,150min时较120min时显著降低(P<0·001)。各实验观察点大鼠线粒体膜电位无显著差异(P>0·05)。ATP合成速率于运动45min时增加随后减小,150min时较45min时显著减小。UCP3mRNA和蛋白表达水平总体呈升高趋势,其中UCP3mRNA表达在运动至90min、120min及150min时均较安静时显著升高(P<0·001,P<0·01和P<0·01),其蛋白表达水平升高相对滞后一个时间段,在运动至120min及150min时较安静时显著升高(均P<0·001)。结论:一次性耐力运动初期ROS大量产生这一过程使线粒体膜维持适宜的跨膜电位,线粒体ATP合成速率降低是ROS线粒体能量转换过程调节线粒体功能的初始环节。随着ROS大量生成,其可能通过“ROS-质子漏”和“ROS-UCP3-质子漏”两条途径在运动中线粒体能量转换的精确调控中起“分子开关”作用,并作为始动因素参与了呼吸链电子传递与能量转换的能量分配的反馈调节,调控ATP生成。

呼吸链温和解偶联:运动中骨骼肌线粒体抗氧化分子调控的早期事件

目的:研究急性运动诱导线粒体活性氧(ROS)生成的过程中,线粒体内解偶联蛋白(UCPs)介导的温和解偶联(milduncoupling)和抗氧化酶这两种抗氧化体系可能的分工与协同关系及其生物学意义。方法:以SD大鼠3级递增负荷跑台运动为实验模型,分别选取安静态、运动45min、90min、120min和150min为实验观察点(timecourse),测定骨骼肌线粒体ROS生成和脂质过氧化水平(MDA)、线粒体Mn-SOD酶活性、Mn-SOD和解偶联蛋白3(UCP-3)mRNA及蛋白表达。结果:运动过程中ROS生成呈先上升后下降的变化趋势,在运动120min达到峰值,其中运动45min、90min、120min和150min时均较安静时呈显著性升高(分别为P<0.05、P<0.001、P<0.001和P<0.01),150min时下降并具有显著性(P<0.001)。线粒体MDA含量总体呈上升趋势,但变化无显著性。运动过程中Mn-SOD酶活性及其mRNA和蛋白表达水平均无显著性变化,而UCP-3mRNA和蛋白表达水平总体呈上升趋势。其中UCP-3mRNA在运动至90min、120min、150min时较安静时均呈显著性升高(分别为P<0.001、P<0.01和P<0.01),其蛋白表达水平相对滞后一个时间段,运动120min、150min时较安静时显著升高(均为P<0.001)。结论:长时间运动过程中,以UCP-3的先行诱导表达对骨骼肌线粒体氧化还原状态进行调节,相对于Mn-SOD的抗氧化作用,UCP-3的诱导表达是运动中抗氧化的“早期事件”。

有氧运动对C57BL／6小鼠骨骼肌PPARδ表达和肌纤维类型的影响

目的:研究有氧耐力运动对骨骼肌PPARδ的表达及由此对肌纤维类型的影响,探讨骨骼肌对耐力训练产生适应性反应的生物学机制。方法:本研究选用雄性C57BL/6小鼠90只,分别随机分为3周(TC)、6周(SC)、9周(NC)对照组和3周(TE)、6周(SE)、9周(NE)运动组,建立无负重游泳训练模型,采用Northernblot、Westernblot,免疫荧光和mATPase染色分析各组骨骼肌PPARδ的表达及肌纤维类型的变化。结果:有氧运动各组骨骼肌PPARδ转录和翻译水平与各自对照组相比显著提高。mATPase染色结果表明各运动组运动后腓肠肌纤维类型百分比无显著改变。结论:有氧耐力运动可诱导骨骼肌PPARδmRNA和蛋白表达增强,但并未导致骨骼肌纤维类型的显著变化,提示PPARδ可能在骨骼肌对运动训练的适应性过程中发挥重要作用,而单纯运动并不能诱导肌纤维类型转变的发生,其可能是细胞内代谢和外界干预因素共同作用的结果。

有氧运动对C57BL/6小鼠骨骼肌PPARα及CPT-1的影响

目的:研究8周有氧运动对高脂饮食小鼠血脂及骨骼肌中脂质代谢相关因子的影响,探讨过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPARα)与运动改善脂质代谢的关系。方法:雄性C57BL/6小鼠60只,随机分为正常饮食安静(NC)及运动组(NE)、高脂饮食安静(HC)及运动组(HE)。其中,HC与HE组均喂以高脂饲料;NE和HE组进行为期8周的无负重游泳训练。实验结束后,采用酶法和比色法分别检测血脂和游离脂肪酸(FFA)水平,并采用NorthernBlot、WesternBlot检测各组小鼠骨骼肌中PPARα、肉毒碱棕榈酰转移酶1(CPT-1)基因及蛋白表达。结果:高脂饮食条件下,运动组血清TG、TC、LDL及FFA比安静组显著降低,HDL显著升高;并且运动组骨骼肌PPARα及CPT-1的mRNA和蛋白表达均较安静组有所提高,尤其HE组表达量较HC组显著提高。结论:运动可有效促进脂肪酸的利用而改善血清脂质水平,并且可使骨骼肌PPARα、CPT-1表达量在转录和翻译水平上均有所提高,提示PPARα作为一个重要的脂质调节因子,在运动改善血脂中发挥着积极的作用。

急性运动诱导大鼠骨骼肌线粒体生物合成：H2O2参与介导PGC-1α转录

目的:线粒体产生的活性氧(ROS)是多种重要细胞信号转导通路的调节中心,本文拟探讨运动源性的过氧化氢(H2O2)是否作为信号分子参与了运动诱导的骨骼肌线粒体生物合成过程。方法:以大鼠急性递增负荷跑台运动为模型,连续观察和分别测定对照组(C),运动中45min、90min1、20min 150min(分别以E45、E90、E120和E150组表示)及运动后恢复3h、6h、12h、18h和24h(分别以R3h、R6h、R12h、R18h和R24h组表示)各时间点骨骼肌组织中H2O2浓度,PGC-1α、NRF-1、Tfam、COX IV mRNA表达,PGC-1α、Tfam、COX IV和p38MAPK蛋白含量以及p38MAPK活性的变化。结果:1)与对照组比较,E45组骨骼肌H2O2浓度即开始呈现显著性增加,并持续到R6h组(均P<0.001);在R12h组出现短暂降低后,又持续显著性增加至R24h组(均P<0.001);2)E150和R3h组PGC-1αmRNA表达与对照组相比显著增加(P<0.01和P<0.001);随后,R6h^R18h组PGC-1αmRNA表达降低(P>0.05),R24h组PGC-1α基因表达又呈现显著性增加(P<0.05)。PGC-1α蛋白含量滞后于其基因表达,在R6h和R12h组中显著增加(均P<0.001);3)R3h^R12h组骨骼肌NRF-1mRNA表达较对照组显著增加(P<0.01和P<0.001)。随后,NRF-1基因转录开始下降(P>0.05);4)除E150组外,从E90~R24h组的骨骼肌Tfam mRNA均较对照组显著增加(P<0.01和P<0.001)。E45和E90组的Tfam蛋白含量较对照组呈现短暂的显著增加(P<0.001),在E120组降低后又呈现显著性增加,直至R24h组(均P<0.001);5)E120组骨骼肌COX IV基因表达较对照组显著增加(P<0.05),恢复期R3h^R18h组呈显著性增加(均P<0.001)。运动中各组COX IV蛋白含量较对照组未呈现显著增加,但恢复期各时间段COX IV蛋白水平均呈显著性增加(均P<0.001);6)骨骼肌p38 MAPK活性(磷酸化p38 MAPK)在E90~R6h组,R18h^R24h组呈显著性增加(分别P<0.05、P<0.01和P<0.001)。仅R3h组p38 MAPK蛋白含量较对照组呈显著性增加(P<0.05)。结论:一次急性运动即可影响COX IV基因和蛋白表达,诱导骨骼肌线粒体生物合成;运动源性的H2O2可能通过先行激活p38MAPK磷酸化和继发诱导p38MAPK信号通路两个途径影响PGC-1α基因转录和线粒体生物合成的下游信号级联反应。

“解偶联蛋白库”参与急性运动中骨骼肌线粒体解偶联蛋白3的迅速表达

目的:研究急性运动中和运动后,骨骼肌线粒体活性氧(ROS)生成与解偶联蛋白3(UCP3)表达的相互关系,探讨骨骼肌胞浆中解偶联蛋白库的作用。方法:采用修正的SD大鼠三级递增负荷跑台运动模型,分别选取安静态、运动45、90、120、150min和运动后3、6、12、24h为实验观察点(time course),荧光法测定骨骼肌线粒体ROS生成;荧光定量PCR测定UCP3 mRNA;蛋白印迹法测定骨骼肌和线粒体UCP3蛋白表达;免疫荧光分析检测骨骼肌线粒体外是否存在UCP3蛋白。结果:(1)急性运动中及运动后UCP3 mRNA含量和线粒体UCP3蛋白水平均呈先上升后下降的变化趋势:UCP3 mRNA含量在运动45min时显著高于安静态(P<0.01),并持续增高到150min时。虽然在运动后明显下降,但仍显著高于安静态(P<0.05);线粒体UCP3蛋白含量在运动120min和150min时显著高于安静态(P<0.001),而骨骼肌UCP3蛋白含量各时间点均未见显著性差异(P>0.05);(2)免疫荧光分析显示,安静态胞浆内存在大量UCP3蛋白,运动120分钟时明显减少;(3)急性运动中及运动后骨骼肌线粒体ROS生成呈先上升后下降的变化趋势:运动45min开始显著升高(P<0.05),并持续升高至运动120min(P<0.001),150min时有所下降,但仍显著高于安静态(P<0.01);运动后3、6、12、24hROS生成均高于安静态,12、24h显著高于安静态(P<0.05)。结论:骨骼肌细胞胞浆内存在"UCP3蛋白库",可在运动应激条件下快速动员装载入线粒体,发挥运动抗氧化的快速应答效应。

一氧化氮与运动诱导的线粒体生物合成

线粒体是细胞能量代谢的主要场所，可产生大量的ATP以满足正常生理功能的需要。线粒体已不再被认为是静止的细胞器，而是在细胞中时刻运动，不断地发生着融合和分裂。各种不同的生理刺激都会激发线粒体的合成和分解，线粒体的大小、数目和体积也因此具有了高度的可塑性。

国际线粒体生物医学学术会议暨中国线粒体2006会议成功召开

国际线粒体生物医学学术会议暨中国线粒体2006会议于2006年11月4—6日在温州医学院召开。会议由中国科学院动物研究所生物膜与膜生物工程国家重点实验室、温州医学院浙江省医学遗传学重点实验室和天津体育学院运动医学研究所共同举办。

运动与脂联素的关系及其在改善胰岛素抵抗中的作用

肥胖和胰岛素抵抗（IR）是引发糖尿病、高脂血症和动脉粥样硬化的主要危险因素。目前认为不良饮食习惯和缺乏适当的体育运动是肥胖和IR发生的主要原因。最新研究证明，脂肪组织不仅是机体能量的储存器，而且也是重要的内分泌器官，它可分泌大量的脂肪因子，这些脂肪因子通过对胰岛素、葡萄糖和脂肪代谢相关因子的调节，直接或间接的影响骨骼肌、肝赃等组织对胰岛素的敏感性。在众多脂肪组织分泌的脂肪因子中，脂联素因其具有抑制IR和糖尿病的作用而备受关注。有氧运动能够增加机体能量代谢，改善机体组织对胰岛素的敏感性，然而目前有氧运动对脂联素的影响尚不完全明确。本文对此领域研究现状加以综述。

电刺激C2C12细胞时活性氧生成的变化

目的:利用电刺激使C2C12细胞产生收缩运动,实时观察细胞内活性氧(ROS)生成的时相变化。方法:利用培养的C2C12细胞,电刺激使其产生收缩运动,测定细胞ROS生成速率、线粒体MDA含量、总SOD活性和胞浆内Na+,K+-ATPase活性。结果:(1)以45V、20ms5、Hz的强度刺激C2C12细胞,细胞内ROS生成迅速增加,在刺激60min时ROS的生成速率呈显著性升高(P<0.01),然后缓慢下降,继续刺激到120min时,ROS生成再次升高(P<0.01),随后迅速下降。(2)线粒体总SOD活性逐渐升高,至150min和180min时都与对照组相比有显著性差异(P<0.05);MDA量在90min时略有升高,随后下降,但无显著性差异。(3)电刺激C2C12细胞引起胞浆内Na+,K+-ATPase活性升高,刺激至180min时与刺激90min时相比酶活性显著下降(P<0.05)。结论:利用电刺激C2C12细胞模型,可实时测定收缩细胞的ROS生成速率变化,为运动性ROS产生的机理提供了直接证据。

NO-cGMP参与大鼠骨骼肌线粒体生物合成:耐力训练和L-精氨酸补充的作用

目的:探讨6周耐力训练和补充一氧化氮(NO)前体L-精氨酸(L-Arg)是否可以促进骨骼肌中NO-cGMP的生成,研究NO在耐力训练诱导的骨骼肌线粒体生物合成中的信号作用。方法:24只雄性SD大鼠随机分为4组:正常对照组(NC)、6周跑台训练组(Ex)、6周L-Arg补充组(L-Arg)以及6周训练和L-Arg补充组(L-Arg+Ex)。训练组每天进行90分钟跑台训练,每周5天,共计6周。L-Arg补充组补充L-Arg,剂量为每天500mg/千克体重,为期6周。取小腿三头肌,采用硝酸还原酶法测定NO浓度;放射免疫法测定cGMP浓度;荧光定量PCR分析PGC-1α、NRF-1、Tfam和COX IV mRNA水平以及采用Western blotting测定PGC-1α与COX IV蛋白含量。结果:Ex组与NC组相比较,骨骼肌NO浓度轻微增加,cGMP浓度显著增加,NRF-1、Tfam和COX IV mRNA水平以及PGC-1α和COX IV蛋白水平均显著增加;L-Arg+Ex组与NC组相比,NO、cGMP浓度和NRF-1和Tfam mRNA水平显著提高,PGC-1α蛋白含量和COX IV mR-NA和蛋白含量显著增加。结论:NO-cGMP信号通路可能参与了耐力训练诱导的骨骼肌线粒体生物合成。