运动通过微小RNA-181b/磷酸酶和张力蛋白同源物调控平滑肌表型缓解糖尿病大鼠血管损伤的研究

目的:观察有氧运动对2型糖尿病大鼠血管损伤的作用,探讨潜在的分子调控机制。方法:高糖高脂喂养联合链脲佐菌素注射建立大鼠2型糖尿病模型。选模型鼠20只随机分为糖尿病对照组(DC)和糖尿病运动组(DE),同龄正常饮食大鼠为正常对照组(NC),每组10只。DE组进行8周中等强度的跑台运动,其它组不运动。无创血压仪测试大鼠的心率、血压,HE染色观察血管壁病理学变化,电镜观察血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)的超微结构,实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)检测血管微小RNA-181b(microRNA-181b,miR-181b)的表达,Western Blot检测血管α平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)、波形蛋白(Vimentin)、磷酸肌醇3激酶(phospho inositide-3 kinase,PI3K)、磷酸酶和张力蛋白同源物(phosphatase and tensin homologue,PTEN)、蛋白激酶B(protein kinase B,AKT)等蛋白表达。结果:相比NC组,DC组大鼠心率(heart rate,HR)、收缩压(systolic blood pressure,SBP)、舒张压(diastolic blood pressure,DBP)、平均血压(mean blood pressure,MBP)显著降低(P<0.001);VSMCs失去典型的长梭形特征,表现为菱形,核膨大而不规则,细胞膜边界不清晰,密体、密斑少见;腹主动脉中膜显著增厚(P<0.05);收缩型特异蛋白α-SMA表达降低而合成型特异蛋白Vimentin表达升高(P<0.01);血管miR-181b的表达升高(P<0.001),其靶蛋白PTEN的表达降低(P<0.01),PI3K、AKT表达升高(P<0.01)。相比DC组,8周有氧运动使DE组的SBP、DBP、MBP显著升高(P<0.05或P<0.001);VSMCs呈长方形,核呈长椭圆形,细胞膜清晰完整,可见少许密体和密斑;收缩型特异蛋白α-SMA表达升高而合成型特异蛋白Vimentin表达降低(P<0.05);血管miR-181b的表达显著降低(P<0.001),PTEN蛋白表达升高而AKT表达下降(P<0.01或P<0.05)。结论:有氧运动具有缓解2型糖尿病大鼠血管损伤的作用,且可能机制为运动激活miR-181b/PTEN通路抑制下游AKT信号从而逆转糖尿病大鼠动脉VSMCs向合成表型转化。

中等强度游泳运动调控PPARγ/NF-κB/ADPN通路对2型糖尿病大鼠肝脏糖脂代谢紊乱的影响

目的:探讨中等强度游泳运动对2型糖尿病大鼠(type 2 diabetes mellitus,T2DM)肝脏糖脂代谢紊乱的影响及可能机制。方法:8周龄雄性SD大鼠,随机数字表法抽取8只作为空白对照组(NC组),普食喂养,其余高脂高糖适应性喂养1周后,腹腔注射链脲佐菌素(30mg/kg)制备T2DM大鼠模型。随机选取16只为2型糖尿病模型组(DC组)、2型糖尿病有氧运动组(DS组),每组8只。有氧运动采取无负重游泳干预,以15min/d的运动时间适应性训练3天后,每周逐渐递增直至60min/d,5天/周,共训练8周。实验期间检测各组大鼠体重、血糖、肝脏指数;ELISA法检测血清胰岛素(insulin)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-6(IL-6)、白介素-1β(IL-1β)、血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)及血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)的含量;检测肝脏组织过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)、细胞核因子-κB(NF-κB)、脂联素(ADPN)的表达变化。结果:8周有氧运动干预后,与DC组相比,DS组大鼠体重显著上升,血糖显著下降(P<0.01),血清insulin和HDL-C水平均显著上升(P<0.01),血清TNF-α、IL-6、IL-1β和TC、TG、LDL-C、ALT、AST含量均显著下降(P<0.05或P<0.01),肝指数、油红O染色阳性面积显著下降(P<0.01),肝糖原染色阳性面积显著上升(P<0.01),肝组织细胞排列整齐,脂肪空泡、脂滴及炎性细胞浸润显著改善,肝脏PPARγ、GLUT4、ADPN的蛋白和m RNA表达水平显著上升(P<0.05或P<0.01),PPARγ、ADPN免疫荧光阳性细胞水平显著增多(P<0.01),NF-κB的m RNA和免疫荧光阳性细胞水平显著降低(P<0.05或P<0.01),ADIPOR2的m RNA水平显著升高(P<0.05),NF-κB、IL-6的蛋白表达水平显著下降(P<0.01)。结论:8周中等强度游泳运动可通过调控T2DM大鼠肝脏的炎症反应,改善糖脂代谢紊乱,其机制可能与PPARγ/NF-κB/ADPN通路有关。

中等强度有氧运动调节PPARγ/PI3K/AKT通路改善2型糖尿病大鼠肝脏糖、脂代谢紊乱及炎症

目的:探讨中等强度跑台运动对2型糖尿病(T2DM)大鼠肝脏糖、脂代谢紊乱和炎症的调节效果及作用机制。方法:将31只SPF级雄性SD大鼠随机选取8只作为正常对照组(NC组),剩余大鼠经链脲佐菌素(STZ)进行造模,将造模成功的大鼠随机分为2型糖尿病模型组(DC组)、有氧运动干预组(DE组),每组8只。NC组和DC组大鼠正常饲养,DE组大鼠采用水平动物跑台进行运动,训练强度为15.2 m/min,持续运动60 min/d,5 d/w,共干预8周。实验期间检测各组大鼠体重、血糖、摄食量和饮水量。干预结束后,取材肝脏计算大鼠肝脏指数;采用ELISA法检测血清胰岛素、血脂四项水平;通过苏木素-伊红(HE)染色、油红O染色和PAS染色观察肝脏组织形态学和脂肪变性病理变化;采用RT-qPCR检测各组大鼠肝脏肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-6(IL-6)、白介素-1β(IL-1β)mRNA表达水平;运用Western Blot方法检测肝脏过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)、磷酸化磷酯酰肌醇3激酶(P-PI3K)、磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)、磷酸化蛋白激酶B(P-AKT)、蛋白激酶B(AKT)、核转录因子-κB(NF-κB)蛋白的表达。结果:(1)运动干预8周后,与NC组相比,DC组大鼠体重显著降低(P<0.01),血糖、饮水量、摄食量、肝脏指数均显著升高(P<0.01);DE组大鼠体重显著高于DC组(P<0.05),血糖、饮水量、摄食量、肝脏指数均显著低于DC组(P<0.05,P<0.05,P<0.01,P<0.05)。(2)与NC组相比,DC组大鼠血清胰岛素(insulin)水平、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)水平均显著降低(P<0.01,P<0.05),血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平均显著升高(P<0.01);DE组大鼠血清Insulin水平、HDL-C水平均显著高于DC组(P<0.05),TC、TG、LDL-C水平均显著低于DC组(P<0.05,P<0.01,P<0.05)。(3)与NC组相比,DC组大鼠肝脏组织HE染色结果显示肝脏组织中肝细胞排列紊乱,出现脂肪变性和炎性细胞浸润,油红O染色结果显示阳性区域面积显著增加(P<0.01),PAS染色结果显示,肝糖原染色阳性区域面积显著降低(P<0.01);与DC组相比,DE组大鼠HE染色结果显示肝细胞排列相对整齐,肝细胞内脂肪空泡和脂滴明显减少,油红O染色结果显示阳性区域面积显著减少(P<0.01),PAS染色结果显示肝糖原染色阳性区域面积显著增加(P<0.01)。(4)RT-qPCR结果显示,与NC组相比,DC组大鼠TNF-α、IL-6、IL-1βmRNA表达水平均显著升高(P<0.01);DE组大鼠TNF-α、IL-6、IL-1βm RNA表达水平均显著低于DC组(P<0.05,P<0.01,P<0.01)。(5)Western Blot结果显示,与NC组相比,DC组大鼠PPARγ、P-PI3K/PI3K、P-AKT/AKT蛋白表达均显著降低(P<0.05,P<0.01,P<0.01),NF-κB蛋白表达显著升高(P<0.05);DE组PPARγ、P-PI3K/PI3K、P-AKT/AKT蛋白表达均显著高于DC组(P<0.05,P<0.05,P<0.01),NF-κB蛋白表达显著低于DC组(P<0.05)。结论:8周中等强度跑台运动可改善T2DM大鼠的糖、脂代谢紊乱和炎症反应,其作用机制可能与PPARγ/PI3K/AKT信号通路的激活有关。

有氧运动调节糖尿病小鼠海马组织miR-126表达改善认知障碍的机制

为明确有氧运动改善糖尿病小鼠认知功能的作用机制,研究了有氧运动对糖尿病小鼠学习记忆能力,海马组织的形态学、炎症反应、细胞凋亡及miR-126相关通路的影响。将12只15周龄糖尿病雄性小鼠随机分为空白对照组(DC组,6只)、有氧运动组(DE组,6只),同周龄正常小鼠为正常对照组(MC组,6只)。DE组进行8周跑台运动干预,DC组和MC组不做干预。8周运动后,进行水迷宫定向导航和空间探索实验评估其学习记忆能力。结果表明:与DC组相比,有氧运动8周后DE组血糖、血清胰岛素水平显著降低(P<0.05);水迷宫定向导航结果显示DE组逃避潜伏期显著降低(P<0.05),游泳速度、目标象限时间百分比均显著增高(P<0.01)。较之DC组,HE染色后可见DE组锥体细胞排列整齐、紧密,细胞层数较多,细胞核大小匀称;免疫荧光染色显示DE组海马DG区、CA1区、CA3区神经元数量显著增加(P<0.05)且胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)中胶质细胞活化面积显著下降(P<0.01)。进一步分析发现小鼠第4天逃避潜伏期、目标象限时间百分比、游泳速度和miR-126表达具有显著性相关(P<0.01)。与DC组比较,DE组海马组织的磷酸化Tau蛋白(phosphory protein tau,p-tau)、β-淀粉样蛋白(amyloidβ-protein,Aβ)、Bax和Caspase-3表达显著降低(P<0.05),Bcl-2显著升高(P<0.05),miR-126下游的HMGB1蛋白以及炎症相关蛋白:细胞外调节蛋白激酶1/2(extracellular regulated protein kinases1/2,ERK1/2)、糖基化终产物受体(receptor for advanced glycation end products,RAGE)、基因高迁移率族蛋白B1(high mobility group protein,HMGB1)、核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)显著降低(P<0.05)。研究结果说明8周有氧运动改善糖尿病小鼠认知功能,降低海马组织的细胞凋亡和炎症反应,其机制可能与增加海马组织miR-126含量、抑制HMGB1和NF-κB蛋白表达有关。

三种运动疗法对非透析慢性肾病干预效果的网状Meta分析

目的系统评价有氧运动、抗阻运动、有氧结合抗阻运动对非透析慢性肾病患者的干预效果。方法计算机检索PubMed、The Cochrane Library、EMbase、EBSCO、Web of Science、VIP、WanFang Data和CNKI数据库,搜集三种运动疗法治疗非透析慢性肾病患者的随机对照试验(RCT),检索时限从2012年1月20日至2022年1月20日。由2名研究者独立筛选文献、提取资料并评价纳入研究的偏倚风险后,采用Rev Man 5.4软件和R软件进行网状Meta分析。结果共纳入22个RCT,包括1633例患者。网状Meta分析结果显示:与对照组相比,有氧运动、抗阻运动均可降低静息收缩压;有氧运动、抗阻运动可降低静息舒张压;有氧运动可降低总胆固醇,提高最大摄氧量;有氧结合抗阻运动可延长六分钟步行试验距离;有氧运动、抗阻运动、有氧结合抗阻运动均可改善预估肾小球滤过率。最佳概率排序结果显示:有氧运动改善最大摄氧量、高密度脂蛋白,降低C反应蛋白、低密度脂蛋白、总胆固醇水平效果最显著;抗阻运动降低收缩压、舒张压、预估肾小球滤过率效果最显著;有氧结合抗阻运动降低身体质量指数、甘油三酯、延长六分钟步行试验距离的效果最显著。结论当前证据表明,针对非透析慢性肾病患者,有氧运动对于降低总胆固醇、提高最大摄氧量,抗阻运动能降低血压和预估肾小球滤过率,有氧结合抗阻运动对于提高步行能力可能是最佳的运动方式。

运动对血管钙化的调控及其分子机制的研究进展

血管钙化是多种心血管疾病的诱因,也是动脉粥样硬化、高血压、糖尿病等慢性疾病的常见病理表现。血管钙化的形成是涉及众多细胞参与的复杂调控,平滑肌细胞由收缩表型向成骨表型转换、内皮细胞间充质化、干/祖细胞的调控及向成骨细胞分化促进了血管钙化的发生和发展。运动可抑制平滑肌细胞向成骨表型转换、改善血管内皮功能、介导多种微小RNA的表达从而有效抑制血管钙化。有氧耐力、高强度间歇、拉伸等运动可增加血管顺应性、降低脉搏波速度、稳定钙化斑块,产生预防和治疗血管钙化的良好效果。世界上很多医学及运动组织都倡议通过建立运动处方来防治心血管疾病,而通过运动处方进行科学运动来预防和治疗血管钙化的实践尚未普及。研究通过综述血管钙化的产生过程和运动对血管钙化的调控以及相关分子机制,凝练出预防和辅助治疗血管钙化的大众化运动方案,旨在为通过运动的非医疗手段预防和治疗血管钙化提供参考。

微小RNA-145/TGF-β参与游泳运动对2型糖尿病大鼠血管钙化的调控

本文旨在探索游泳运动对2型糖尿病大鼠血管钙化的作用及相关分子机制。将雄性Sprague Dawley(SD)大鼠随机分为正常对照组(NC组)、糖尿病对照组(DC组)和糖尿病运动组(DE组)。DC组和DE组腹腔注射链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)联合喂养高脂饲料进行2型糖尿病造模。NC、DC组不进行运动,DE组进行8周游泳运动。用ELISA法检测大鼠血清糖化血红蛋白A1c(glycated hemoglobin A1c,HbA1c)水平;取大鼠主动脉,用试剂盒检测血管钙含量和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性,用Von Kossa染色检测钙盐沉积,用qRT-PCR检测主动脉微小RNA-145(microRNA-145,miR-145)表达,用Western blot检测平滑肌收缩标志分子、钙化标志分子及相关蛋白的表达。结果显示,相比NC组,DC组血糖、血清HbA1c水平、血管钙含量和ALP活性显著升高,平滑肌收缩标志分子平滑肌蛋白22α(smooth muscle protein 22α,SM22α)、α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)蛋白表达水平显著下调,钙化标志分子骨桥蛋白(osteopontin,OPN)蛋白表达水平显著上调;相较于DC组,DE组血清HbA1c水平、血管钙含量和ALP活性显著降低,SM22α、α-SMA蛋白表达水平显著上调,OPN蛋白表达水平显著下调。相比NC组,DC组miR-145-5p表达水平显著下调,转化生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)、SMAD2、ERK1/2和p-ERK1/2蛋白表达水平显著上调;相比DC组,DE组miR-145-5p表达水平显著上调,TGF-β、ERK1/2和p-ERK1/2蛋白表达水平显著下调。上述结果提示,miR-145/TGF-β参与8周游泳运动对2型糖尿病状态下糖代谢紊乱、血管平滑肌细胞表型转换和血管钙化的改善作用。

有氧运动通过Sirt1抑制NF-κB信号调控2型糖尿病血管平滑肌稳态

目的:观察有氧运动对糖尿病诱发血管平滑肌稳态失衡的调控作用,探讨其潜在的分子机制。方法:建立2型糖尿病大鼠模型,随机分为糖尿病组(DM)和糖尿病运动组(EX),同龄正常大鼠作为正常对照组(CO),每组10只。CO、DM组不运动,EX组进行8周中等强度的跑台运动。免疫组化、Masson染色、免疫荧光、Elisa以及Western blot等方法分别用来检测大鼠血管OPN的表达、胶原纤维的沉积、Ki67的表达,血清炎症因子以及血管中AGE、Sirt1、IκBα、NF-κB蛋白的表达。结果:血管OPN的阳性表达、胶原纤维的沉积DM组显著高于CO组(P<0.001),EX组显著高于CO组(P<0.05或P<0.01),显著低于DM组(P<0.05);血管Ki67的表达DM组和EX组均显著高于CO组(P<0.01或P<0.05);血清促炎因子IL-6、TNF-α、IL-1β的水平DM组显著高于CO组(P<0.01或P<0.05),IL-6、TNF-α的水平EX组显著低于DM组(P<0.05),抑炎因子IL-10的水平3组之间没有显著差异;血管AGE、NF-κB的表达DM组和EX组均显著高于CO组(P<0.001或P<0.05),EX组显著低于DM组(P<0.05);血管Sirt1、IκBα的表达DM组显著低于CO组(P<0.01),EX组显著高于DM组(P<0.05或P<0.01)。结论:糖尿病环境诱发了血管平滑肌稳态失衡,有氧运动通过激活Sirt1抑制NF-κB信号,调控了糖尿病血管平滑肌稳态,抑制了血管平滑肌细胞向合成表型的转变,降低炎症和血管胶原的沉积,发挥了对糖尿病血管的保护效应。

CTRPs在心脏重构中的作用及其运动调控的分子机制

心血管疾病已成为威胁人类生命的主要疾病,其诱发的病理性心脏重构是导致心功能逐步恶化的关键因素。而补体C1q/肿瘤坏死因子相关蛋白(CTRPs)对心脏重构具有一定的调节作用,且适宜运动可有效促进相关CTRPs分泌,减少病理性心脏重构。但目前的研究仅将运动作为一种积极的干预方式,有关通过运动调控CTRPs变化进而改善心脏功能的研究较少。未来,可进一步发掘CTRPs在心脏重构中的作用及运动调控的分子机制,以为运动调控CTRPs的动物和人体研究提供理论依据,并为改善病理性心脏重构制订恰当的运动方案提供指导性建议。