核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3炎症小体:运动防治心血管疾病的重要靶点

心血管疾病(cardiovascular diseases,CVD)是我国居民死亡的首要原因,严重影响患者的生存质量。CVD病理机制较为复杂,以慢性低度炎症为主要特征。核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3,NLRP3)炎症小体是调控炎症反应的关键因子,在固有免疫应答中发挥重要作用。其异常活化诱导的过度炎症反应和细胞焦亡与动脉粥样硬化、心肌梗死和糖尿病心肌病等多种CVD发生发展密切相关。近年来研究表明,运动作为一种安全有效的非药物干预手段,可通过抑制NLRP3炎症小体活化来减轻心血管炎症反应和细胞焦亡,从而在CVD防治中发挥积极作用。但当前对于运动介导NLRP3炎症小体防治CVD的理论及机制仍缺乏系统阐释。因此,本文综述了NLRP3炎症小体与CVD的关系,探讨了不同运动类型、强度和持续时间对NLRP3炎症小体活化的影响,并总结分析以NLRP3炎症小体为靶点进行运动干预防治CVD所涉及的相关信号通路,以期为运动防治CVD提供新的思路和参考。

p38促分裂原活化的蛋白激酶信号调控铁死亡参与运动改善2型糖尿病小鼠非酒精性脂肪性肝病

目的从运动调控细胞铁死亡的角度,探究8周跑台运动改善2型糖尿病(diabetes mellitus type 2,T2DM)合并非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)小鼠肝细胞脂肪变性的分子机制。方法选取8只8周龄健康m/m小鼠作为对照组(Con),32只同周龄db/db小鼠被随机分为db/db组、db+Exe组、db+SB203580组及db+Exe+SB203580组,每组8只。db+Exe组、db+Exe+SB203580组进行持续8周的中等强度跑台运动干预(40 min/d,5 d/周),db+SB203580组及db+Exe+SB203580组进行8周的p38促分裂原活化的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)抑制剂SB203580腹腔注射处理(5 mg/kg,5 d/周),实验期间每周定时检测小鼠体重及空腹血糖。8周干预结束后,油红O及苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色法观察小鼠肝脏病理性改变状况,相应的酶联免疫吸附试验(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)试剂盒测定血脂、肝功能、肝脏铁离子及氧化应激水平,定量反转录PCR(quantitative reverse transcriptase-mediated PCR,qRT-PCR)测定脂肪合成及氧化应激相关mRNA转录水平,免疫组织化学染色观察铁死亡相关蛋白质的表达水平,蛋白质印迹(Western blot,WB)法检测肝组织中脂质合成及铁死亡相关蛋白质表达水平。结果8周跑台运动降低了db/db小鼠体重、血糖、肝指数及血脂水平,改善其肝脏脂肪变性,下调肝组织Fe^(2+)、MDA、MCP-1、IL-6、SREBF1、ACC1表达水平,并上调了db/db小鼠肝组织中GSH含量及铁死亡相关蛋白质NRF2、HO-1、SLC7A11、GPX4蛋白表达水平。运动联合p38 MAPK抑制剂干预显著下调db/db小鼠肝组织ACC1、MCP-1、IL-6的mRNA及Fe^(2+)、MDA水平,并上调GSH水平。然而,与跑台运动组相比,运动联合p38 MAPK抑制剂组小鼠肝脏内Fe^(2+)、MDA、MCP-1、SREBF1表达显著上升,GSH及铁死亡相关蛋白质表达水平显著下降。此外,与单纯抑制剂组相比,运动联合抑制剂干预组小鼠肝组织铁蓄积及脂质过氧化现象明显改善。结论8周跑台运动可能是通过p38 MAPK依赖途径抑制肝细胞铁死亡,缓解肝细胞脂质过氧化及肝脏脂肪变性,从而改善T2DM小鼠的NAFLD。

跑台运动通过p38 MAPK信号通路调控泛凋亡改善糖尿病小鼠认知功能障碍

认知功能障碍是2型糖尿病的严重并发症之一,运动干预改善糖尿病认知具有一定的疗效,但具体作用机制尚不清楚。本研究旨在探究跑台运动干预改善2型糖尿病小鼠认知功能障碍的作用及分子机制。取雄性8周龄m/m小鼠10只作为对照组,db/db小鼠40只随机分为4组,每组10只,分别为db/db组(模型组)、db+Exe组(运动组)、db+Exe+SB203580组(运动联合p38 MAPK抑制剂组)、db+SB203580组(p38 MAPK抑制剂组)。db+Exe组和db+Exe+SB203580组进行运动干预(40 min/次,5次/周,共8周);db+Exe+SB203580组和db+SB203580组在运动干预前2 h腹腔注射SB203580,(5 mg/kg,5次/周,共8周)。体重及空腹血糖测量结果显示,8周跑台运动干预可降低糖尿病小鼠体重及空腹血糖(P<0.01);水迷宫结果显示,跑台运动改善了糖尿病小鼠的认知功能障碍(P<0.05);免疫荧光染色结果显示,跑台运动降低了海马组织NLRP3的荧光强度,其中CA1区和CA3区具有显著性差异(P<0.05);跑台运动降低了海马组织PI的荧光强度,其中DG区具有显著性差异(P<0.01)。qRT-PCR结果显示,跑台运动降低了小鼠海马组织中IL-1β和IL-18 mRNA的表达,其中IL-1βmRNA的表达具有显著性差异(P<0.05);Western印迹结果显示,跑台运动减少了海马组织中凋亡相关蛋白质胱天蛋白酶3、胱天蛋白酶9和Bax的表达(P<0.01);降低了TXNIP(P<0.01)和焦亡相关蛋白质NLRP3、GSDMD-N、IL-1β、IL-18、切割胱天蛋白酶1和胱天蛋白酶1的表达(P<0.05);减少了坏死性凋亡相关蛋白质p-RIPK1、RIPK1、p-RIPK3、RIPK3的表达(P<0.05)。加入p38抑制剂后,跑台运动联合p38抑制剂干预更进一步地抑制了胱天蛋白酶3、TXNIP、GSDMD-N、IL-18的表达(P<0.05),胱天蛋白酶9、Bax、NLRP3、IL-1β、切割胱天蛋白酶1、胱天蛋白酶1的表达水平也呈现下降趋势;RIPK1、p-RIPK3的表达显著增加(P<0.05),p-p38、p-RIPK1、RIPK3的蛋白质表达水平呈上升趋势。综上所述,跑台运动干预可有效改善2型糖尿病小鼠的认知功能障碍,其作用机制部分是通过p38 MAPK信号通路调控细胞泛凋亡。

科学运动与合理营养:老年人健康的双重保障

随着年龄增长,老年人面临一系列健康挑战,如肌肉减少、骨密度降低、认知功能退化和心血管功能减弱。为了应对这些与衰老相关的生理变化,健康的生活方式尤为重要。研究表明,科学运动和合理营养补充是老年人保持健康的关键,不仅可以延缓衰老,还有利于慢性疾病的预防与康复。

健康运动,从营养出发

健身人群中盛行着这样一句话:“三分练,七分吃”,这句话简洁明了地传达了一个深刻的道理一-在健身过程中,合理饮食的重要性远远超出人们对于锻炼本身的认识。健身不仅是一种运动,更是一种生活方式,饮食作为其中的重要组成部分,起着至关重要的作用。

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。

在不同形式的运动中,自噬可改善2型糖尿病小鼠认知功能障碍

2型糖尿病(T2DM)是一种代谢性疾病,易造成认知功能障碍。T2DM小鼠脑内自噬水平与认知功能下降有关。运动可以改善T2DM认知水平,但具体机制仍不清楚。本研究旨在探讨自噬在不同形式的运动干预改善T2DM小鼠认知功能障碍中的作用及分子机制。取雄性4周龄C57BL/6小鼠随机分成:对照组(C)、T2DM模型组(DM)、T2DM运动组和T2DM自噬抑制剂组。T2DM小鼠通过高脂饲养联合腹腔注射STZ造模。运动组采取跑台(T)、爬梯(R)、跑台联合爬梯(M);抑制剂组采用腹腔注射氯喹(CQ)(10 mg/kg),分为T2DM单纯抑制剂组(DM+CQ)、T2DM+CQ+跑台干预组(DM+T+CQ)。免疫荧光染色显示,3种运动干预均可降低T2DM小鼠海马组织Iba-1阳性细胞数量及荧光强度(P<0.05),降低小胶质细胞NLRP3荧光强度(P<0.05)。Western印迹结果显示,3种运动干预均可降低T2DM小鼠海马iNOS、GFAP、Iba-1蛋白质表达,增加Arg-1蛋白质表达,其中M组均有显著性差异(P<0.05);3种运动干预均可降低T2DM小鼠海马NLRP3复合物蛋白质表达,其中M组均有显著性差异(P<0.05),T组除NLRP3蛋白外均有显著性差异(P<0.05);3种运动干预均可降低T2DM小鼠海马Bax、p62蛋白质表达,增加Bcl-2、LC3蛋白质表达,其中M组与T组均有显著性差异(P<0.05)。加入氯喹的水迷宫结果显示,抑制自噬加重T2DM小鼠认知障碍(P<0.05),降低运动对T2DM小鼠认知的保护作用;免疫荧光染色及Western印迹显示,DM+T+CQ组较T组存在自噬功能障碍。Western印迹结果显示,与DM组相比,DM+CQ组iNOS、GFAP、NLRP3、切割胱天蛋白酶1(cleaved caspase-1)蛋白质表达增加,Iba-1、胱天蛋白酶1、Bax蛋白质显著增加(P<0.05);与T组相比,DM+T+CQ组NLRP3、切割胱天蛋白酶1、Bax蛋白质显著增加(P<0.05),Bcl-2蛋白显著减少(P<0.05)。综上所述,不同形式的运动干预均能改善T2DM小鼠神经炎症及神经细胞凋亡,综合比较,有氧运动和有氧联合抗阻运动干预效果较好,其机制可能是运动激活神经元自噬、降低神经炎症与胶质细胞活化、抑制神经元凋亡。

过度训练导致机体健康损害的关键内在机制探讨

过度训练是训练负荷与身体机能不匹配且恢复期安排不合理,引起疲劳连续过度积累且超过机体所能承受的“度”,进而诱发的一系列功能紊乱或病理状态,是训练与恢复、运动与运动能力、应激与应激耐受性之间的一种失衡状态。过度训练可引起运动表现下降、食欲减退、体重降低、肌肉疲劳损伤与功能障碍、肌肉萎缩、肌糖原耗竭、肝脏/心肌脂肪沉积、葡萄糖耐受力下降、心脏病理性肥大、运动性心律失常、心肌纤维化和认知功能减退等多种显性改变或病理重塑,但其内在机制却不甚明晰。近年来,细胞分子信号调控理论的逐渐丰富与完善,为研究过度训练导致健康损害的内在机制提供了新的解释范式。本文在传统解释机制基础上,基于细胞分子信号调控理论,从氧化应激、线粒体质量控制、炎症反应、内质网应激和细胞凋亡等视角,对过度训练导致机体健康受损的内在机理进行深入解析,以期为运动员及运动参与者进行科学运动训练、提高训练效果、延长运动寿命、保持身心健康提供重要参考依据。

间歇性禁食对运动表现的影响及机制

间歇性禁食作为一种禁食和进食交替进行的膳食营养方案,主要包括隔日禁食、限时禁食、周期性禁食和斋月禁食等。其对肥胖、糖尿病和心血管疾病等代谢疾病的积极疗效已被证实,但对运动表现的影响却知之甚少。该文综述了间歇性禁食对无氧运动、有氧耐力运动、力量变化的影响及机制,可为运动员、运动爱好者及慢性病患者优化膳食、合理选择间歇性禁食方案及科学运动提供理论依据。

Sirt1在衰老性肌萎缩中的作用

骨骼肌是人体中最大的分泌器官,也是主要的钙、磷存储仓,占人体质量的40%~50%,其分泌的肌因子不仅维持自身功能,还与其他组织器官存在广泛的交互作用,对人体健康至关重要(1)。衰老性肌萎缩是一种以肌肉质量下降和功能衰退为主要特征的增龄性疾病。根据欧洲衰老性肌萎缩症工作组的定义,社区老年人中患肌肉衰减症的比例为1%~29%,长期接受护理的人群则高达14%~33%(2)。衰老性肌萎缩症不仅严重影响患者的生活质量,还给社会带来了巨大的经济负担(3)。因此,明确衰老性肌萎缩症的病理机制具有重要价值。研究显示,衰老性肌萎缩症与卫星细胞、线粒体和神经肌肉接头(NMJ)的功能紊乱及微小核糖核酸(miRNAs)的表达异常有关,并且伴随着自噬功能下降(4~7)。随着研究的深入,人们发现沉默信息调节因子(Sirt)1在骨骼肌生理病理过程中具有重要作用(8)。本文将从卫星细胞、线粒体、NMJ、自噬及miRNAs方面探讨Sirt1调控衰老性肌萎缩的作用机制,并探讨有效的预防和治疗方式。

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。

上肢康复机器人对脑卒中后肩痛患者的疗效观察

目的:观察上肢康复机器人训练对脑卒中后肩痛(HSP)患者的疼痛、上肢运动功能及肩关节本体感觉的影响。方法:采用随机数字表法将43例HSP患者随机分为对照组(21例)和机器人训练组(22例),对照组仅接受常规康复训练,机器人训练组在对照组的基础上辅以上肢康复机器人训练,均训练4周。于治疗前后进行视觉模拟评分法(VAS)评分、Fugl-Meyer上肢运动功能(FMA-UE)评分及肩关节本体感觉评定(肩关节前屈45°、90°时的角度差绝对值)。结果:2组完成本研究者均为20例。治疗前2组各项指标均差异无统计学意义(P>0.05)。治疗后2组VAS评分均显著降低(P<0.05),且机器人训练组VAS评分显著低于对照组(P<0.05);2组FMA-UE评分均显著提高(P<0.05),且机器人训练组FMA-UE评分显著高于对照组(P<0.05);2组肩关节前屈45°、90°时的角度差绝对值均显著减小(P<0.05),且机器人训练组肩关节前屈45°、90°时的角度差绝对值显著小于对照组(P<0.05)。结论:与常规康复训练比较,常规康复训练辅以上肢康复机器人训练更有助于改善HSP患者的疼痛、上肢运动功能及肩关节本体感觉。

白藜芦醇对阿尔茨海默病调控的研究进展

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种常见的衰老所致的神经退行性疾病,AD的发生主要表现为个体进行性记忆与认知功能下降,以及无法自主行动甚至死亡的发生。其病理特征主要为β-淀粉样蛋白、神经纤维缠结、神经元炎症、细胞自噬功能受损、线粒体功能障碍、突触可塑性和功能下降等。目前AD的药物治疗策略主要包括乙酰胆碱酯酶抑制剂、N-甲基-D-天冬氨酸受体拮抗剂等,而药物性治疗大多数只能改善症状,并不能实质性延缓AD的发展。随着对天然产物的深入研究,白藜芦醇(resveratrol,RSV)作为沉默信息调节因子2相关酶1(silent mating type information regulation 2 homolog-1,Sirt1)激活剂,主要通过调节Sirt1相关信号通路提高神经细胞自噬水平、改善线粒体质量、抑制神经性炎症,在AD防治中显示出潜在的治疗价值。因此,本文对RSV在AD的预防与治疗中的作用与机制相关研究进行系统性梳理与总结,可为后续RSV对AD的精准靶向预防与治疗或其他药物开发提供参考。

美国老年慢性病防治的社区健康管理经验及启示

美国在老年慢性病社区健康管理方面进行了长期实践探索,主要有自然形成退休社区、综合性老人健康护理计划、体验团队3种模式,为我国提供了有益的经验启示:扩大患者服务范围,分类推进病情管理计划;加快医疗体系改革,深入对接社区健康服务;贯通服务应用机制,持续优化健康管理链;汇聚优质平台资源,集中建设慢性病服务窗口。