运动性骨骼肌线粒体生物合成的转录及转录后调节

运动或长期运动可引起线粒体的表型发生改变。运动性骨骼肌线粒体的适应具有高度特异性,取决于训练类型(力量或耐力)以及训练的频率、强度和持续时间。运动诱导线粒体的生物合成是多分子事件相互作用的结果。转录及转录后调节在运动诱导线粒体的生物合成起着重要的作用。运动可促进骨骼肌线粒体的生物合成,减缓由于年龄或不运动引起线粒体功能失调,从而提高工作能力和生活的质量。     

维康颗粒对疲劳型亚健康大鼠线粒体再生功能的影响

目的:观察维康颗粒对疲劳型亚健康大鼠骨骼肌细胞线粒体再生功能的影响。方法:建立疲劳型亚健康大鼠骨骼肌细胞模型;观察骨骼肌细胞线粒体形态学改变;测定丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)含量;实时定量RT-PCR方法测定过氧化物酶体增殖物激活受体辅激活因子1α(PGC-1α)、腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)mRNA的表达水平。结果:比较正常对照组,模型组大鼠骨骼肌细胞线粒体数量减少,呈空泡样变性,嵴消失,内质网及核模扩张,MDA升高及SOD下降(P<0.05),PGC-1α、AMPK mRNA表达水平显著降低(P<0.05),而维康颗粒可逆转线粒体结构损伤,恢复MDA、SOD及PGC-1α、AMPK mRNA表达正常。结论:维康颗粒促进线粒体再生可能是干预疲劳型亚健康的作用机制之一。     

耐力训练中L-精氨酸对肌糖原含量影响的研究

将36只健康雌性6龄大鼠分为6组,通过动物跑台进行大强度耐力训练,从训练第7周开始,配制浓度为1%的L-Arg溶液供TrA组和TrAE组大鼠于运动后饮用,9周实验结果发现,大强度耐力训练能够提高骨骼肌糖原储备及骨骼肌中NO含量。研究发现,长期补充L-Arg可提高骨骼肌中NO含量,增加肌糖原储量,延长运动时间,提高运动耐力。     

长期抗阻运动抑制衰老小鼠骨骼肌降解机制研究

目的:探讨长期抗阻运动调控细胞自噬状态抑制衰老骨骼肌萎缩的分子机制.方法:3月龄ICR雄性小鼠18只,随机分为青年对照组(YC)组、老年对照组(OC)、长期抗阻运动组(LR),每组6只.采用负重爬梯方式进行为期14个月的抗阻运动.选取腓肠肌湿质量比(SI值)间接评估骨骼肌萎缩程度,HE染色观察肌纤维横截面积(CSA), Western blotting检测骨骼肌Beclin1、 Bcl-2、 Atrogin-1和GAPDH蛋白表达水平.结果:(1)与青年对照组相比,老年对照组小鼠腓肠肌纤维排列紊乱,SI值与肌纤维横截面积均显著降低(p0.001;p0.01);然而,长期抗阻运动组小鼠腓肠肌纤维结构清晰,SI值与肌纤维横截面积均显著增加(p0.01).(2)与青年对照组相比,老年对照组小鼠腓肠肌Beclin1、 Bcl-2表达均显著降低(p0.05,p0.01), Atrogin-1表达显著增加(p0.01);相反,与老年对照组相比,长期抗阻运动组小鼠腓肠肌Beclin1、 Bcl-2蛋白表达均显著增加(p0.001), Atrogin-1表达显著降低(p0.001).结论:长期抗阻运动可通过激活细胞自噬活性增加细胞抗凋亡能力,减少蛋白降解,从而抑制衰老和骨骼肌萎缩.     

TGF-β通过调控线粒体功能影响肺癌细胞的侵袭和迁移

目的:探讨转化生长因子-β(TGF-β)在诱导肺癌细胞上皮-间质转化(EMT)的模型中对线粒体的影响与机制，以及线粒体功能受损对EMT的作用。方法:在TGF-β诱导肺癌A549细胞EMT的模型中，利用流式检测线粒体膜电位及活性氧(ROS)水平，通过RT-PCR检测线粒体相关基因的表达；通过转化生长因子-β受体(TGF-βR)抑制剂和构建Smad2敲除的A549细胞，结合流式和RT-PCR手段验证TGF-β对线粒体调控的通路；利用RT-PCR和报告基因实验分析TGF-β对线粒体调控因子过氧化物酶体增殖物激活受体共激活因子-1α(PGC-1α)的影响；通过构建A549-tet-PGC-1α细胞检测PGC-1α诱导过表达对线粒体基因表达的影响；构建PGC-1α诱导敲低的A549细胞株，结合Western blot、RT-PCR、损伤修复和细胞迁移等实验分析PGC-1α敲低对细胞EMT的影响。结果:TGF-β显著促进线粒体膜电位(P<0.05)和ROS(P<0.001)水平，并抑制线粒体相关基因的表达(P<0.001),而TGF-βR抑制剂及Smad2敲低可抑制TGF-β引起...     

PGC-1β拮抗LPS诱导的肝脏Hepcidin表达升高及铁过度堆积

探讨PGC-1β在调节肝脏Hepcidin表达及铁代谢稳态中的作用.在脂多糖(Lipopolysaccharides,LPS)处理的小鼠肝脏和原代肝细胞中,通过RT-q PCR和Western Blot实验检测PGC-1β及Hepcidin的表达.使用腺病毒介导的过表达和干扰手段,研究PGC-1β对本底及LPS刺激下Hepcidin表达的影响.最后,通过普鲁士蓝染色法探究PGC-1β对LPS刺激后肝脏铁离子堆积的影响.结果表明:(1)LPS在体内和体外水平,均可显著抑制PGC-1β的表达,而增加Hepcidin的表达;(2)过表达PGC-1β能抑制LPS诱导的Hepcidin表达及胞内铁堆积.综上,PGC-1β可以拮抗LPS诱导的Hepcidin表达升高及铁的过度堆积.     

低氧训练对大鼠骨骼肌HIF 1α基因表达的影响

探讨不同低氧训练模式对机体骨骼肌HIF 1α mRNA水平和蛋白水平表达的影响。6周龄SD雄性大鼠120只,经3周适应性训练和力竭实验筛选出90只,随机分成9组：常氧安静对照组、持续低氧安静组、间歇低氧安静组、低住低练耐力组、高住高练耐力组、高住低练耐力组、低住高练耐力组、高住高练后复氧训练组和高住低练后复氧训练组。采用常压低氧仓在13.6%的氧体积分数下（相当于海拔3?500?m的氧体积分数）进行低氧训练,根据血乳酸-速度曲线确定大鼠常氧训练的强度为35?m/min,低氧训练的强度为30?m/min。低氧训练持续时间为6周,每周训练5?d。其中,在第4周末进行运动能力测试,第5周末进行力竭测试,在第6周末的最后一次运动后休息48?h后处死,取材。采用实时荧光定量PCR、免疫组化、Western blot等技术测试大鼠骨骼肌HIF 1α mRNA水平和蛋白水平表达水平的变化,以进一步探讨低氧训练对骨骼肌HIF 1α表达的适应机制。结果显示,与低住低练组相比,高住高练组和高住低练骨骼肌HIF 1αmRNA表达有显著性升高(P＜0.05);和常氧安静对照组相比,高住高练骨骼肌HIF 1αmRNA表达升高105%,有非常显著性差异(P＜0.01);高住高练后复氧训练1周,大鼠骨骼肌HIF 1αmRNA表达有非常显著性降低(P＜0.01),回到常氧安静对照组水平; 高住低练后复氧训练1周,大鼠骨骼肌HIF 1αmRNA表达有显著性降低(P＜0.05),回到常氧安静对照组水平。可得结论：高住高练、高住低练和持续低氧安静组骨骼肌HIF 1α表达都明显增强,而低住低练和低住高练变化不大,复氧训练后回到常氧安静水平。HIF 1α表达与低氧的程度和时间有明显的依存关系。     

黄柳菇多糖干预对运动大鼠自由基代谢水平的影响及对骨骼肌保护作用分析

通过建立6周大强度运动大鼠模型,测试运动后即刻血液与骨骼肌组织中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、丙二醛(MDA)、总抗氧化能力(T-AOC)、一氧化氮合酶(NOS)和肌酸激酶(CK)等指标,观察黄柳菇多糖干预对运动大鼠自由基代谢水平的影响及对骨骼肌组织的保护作用;结果表明,与安静组相比,运动训练组大鼠各项抗氧化酶活性明显下降,MDA含量显著增加;训练服药组相对于大强度耐力训练组大鼠的各项抗氧化酶活性有良好改善,MDA含量变化显著降低,显示骨骼肌组织损伤有良好改善;因此黄柳菇多糖可以改善大强度耐力训练大鼠的氧化应激水平,使组织中抗氧化酶活性增强,有利于保护骨骼肌组织结构和功能的完整性,可作为天然抗氧化剂和微生态制剂进一步研究和开发.     

低氧训练诱导骨骼肌细胞球蛋白、脑红蛋白和缺氧诱导因子-1α表达

选用健康雄性SD大鼠,应用实时荧光定量PCR法,观察不同训练条件下大鼠骨骼肌缺氧诱导因子-lα(HIF-1α)、细胞球蛋白、脑红蛋白基因表达变化.结果表明:低氧训练可增加骨骼肌HIF-lα和细胞球蛋白、脑红蛋白mRNA含量,骨骼肌组织HIF-lα表达的增加对细胞球蛋白基因表达具有促进作用.     

钙调神经磷酸酶在运动中的作用及调节

运动训练能促使骨骼肌在形态与结构上发生适应性的改变,如肌纤维类型转化、肌纤维选择性肥大等。钙调神经磷酸酶(CaN)是钙离子的下游因子,对细胞内因钙离子升高引起的心肌肥大起着重要作用。CaN的活性与肌纤维类型的表达和肌纤维选择性肥大有着非常紧密的联系。对CaN在运动过程中对心肌和骨骼肌的作用及调节进行综述。     

川芎嗪对缺氧缺糖损伤大脑皮层神经元的保护作用及初步机制研究

目的:研究川芎嗪(TMP)对缺氧缺糖(OGD)损伤大脑皮层神经元的保护作用,探讨TMP神经保护作用的可能机制.方法:建立体外原代大脑皮层神经元OGD模型,利用MTT法和LDH试剂盒分别检测细胞存活率及细胞毒性;Hoechst染色法检测细胞凋亡;流式细胞仪检测细胞内ROS的含量;实时-PCR检测细胞内线粒体生物合成相关mRAN(PGC-1α,TFAM)的表达量.结果:经OGD损伤4 h后,细胞活力明显下降,细胞释放的LDH含量升高;细胞凋亡形态学特征明显,细胞凋亡率增加;细胞内ROS含量增加,同时PGC-1α和TFAM mRNA的表达量明显减少.TMP预保护后,可以明显提高OGD损伤后细胞的存活率,降低LDH的释放,改善细胞核形态变化,并且减少细胞凋亡率,抑制细胞内ROS的产生,提高PGC-1α和TFAM的表达.结论:TMP对OGD损伤的神经元具有神经保护作用,其机制可能与抗氧化,抗凋亡和增加线粒体生物合成相关因子(PGC-1α,TFAM)的表达有关.     

预耐力训练预防急性酒精性肝损伤——肝脏抗氧化能力与线粒体解偶联关系的研究

为了研究预耐力训练对急性酒精性肝损伤肝脏抗氧化能力与解偶联关系的影响,以SD大鼠建立急性酒精性肝损伤模型,以12周无负重游泳为运动手段,测定肝脏线粒体锰过氧化物歧化酶(Manganese superoxide dismutase,MnSOD)活性及线粒体三磷酸腺苷(Adenosine Triphosphate,ATP)合成活力,肝脏线粒体磷氧比(Phosphorus oxygen ratio,P/O)的变化和肝脏组织MnSOD、解偶联蛋白2(Uncoupling protein 2,UCP2)和肝细胞癌下调的线粒体转运蛋白(HCCdown-regulated mitochondrial carrier protein,HDMCP)mRNA表达.结果发现:未训练大鼠急性酒精摄入导致肝脏MnSOD酶活性、MnSOD、UCP2和HDMCP mRNA表达著升高,而ATP合成活力和P/O显著降低;预耐力训练后再给予急性酒精摄入使肝脏UCP2和HDMCPmRNA表达均显著低于直接急性酒精摄入大鼠,而肝脏线粒体P/O和MnSODmRNA表达均显著高于直接酒精摄入大鼠.结论:耐力训练可以有效提高肝脏抗氧化能力,降低解偶联蛋白表达,从而提高肝脏线粒体能量合成能力,达到预防急性酒精性肝损伤的目的.     

Rheb在诱导和改善胰岛素抵抗中的作用

Rheb是Ras超家族中GTP结合蛋白,具有调节多种生理学功能的作用。为进一步弄清楚Rheb在胰岛素抵抗发生中的作用及在胰岛素抵抗改善过程中的作用,通过先建立胰岛素抵抗小鼠为模型,再通过有氧运动改善胰岛素抵抗状况的方法,研究并检测前后两阶段小鼠组织的Rheb、mTOR和PGC-1α表达情况。结果表明在小鼠诱导胰岛素抵抗发生阶段Rheb和mTOR的表达是同步升高的,PGC-1α表达是降低的;然后经有氧运动改善其胰岛素抵抗的阶段时Rheb与mTOR是同步降低的,而PGC-1α表达是升高的。可见Rheb是通过mTOR通路在高脂饮食诱导胰岛素抵抗中也发挥着重要作用,同时其表达下降后也可有效调控机体代谢状况,改善胰岛素抵抗。     

外源性补充左旋肉碱及不同强度运动对骨骼肌线粒体功能的影响

采用文献资料法,对外源性补充左旋肉碱对骨骼肌线粒体功能的影响进行综述。结果表明,线粒体是影响能量代谢的核心要素,并间接影响人体的运动能力,中低强度的有氧运动可改善线粒体的功能,但长时间大强度的有氧运动也会使骨骼肌内自由基增多,及时合理的补充肉碱可促进骨骼肌线粒体的酶活性,消除自由基抗疲劳,提高运动能力,以此,为运动员科学训练提供理论依据。     

耐力跑训练对人体肌纤维横断面积的影响

采用肌肉活检技术,运用现代组织化学方法,结合扫描显微分光光度计定量的方法,对 6名普通受试者进行8周耐力跑训练.对训练前后右腿股外肌样本进行了分析对比,结果发现,经过8周的耐力跑训练,慢肌(ST)纤维面积训练后较训练前平均增加35%(P <0.05);快肌(FT)纤维面积平均增加18%(P>0.05).由此我们得出结论:8周耐力跑训练对人体股外肌纤维的影响主要表现在使慢肌纤维横断面积增大,对快肌纤维横断面积影响较小.     

微量元素含量与运动耐力的实验研究

观察大鼠跑台奔跑后体内锌铜对运动耐力的影响，结果显示锌含量在运动组和运动补锌组骨骼肌、血清两组间有明显差异，耐力也有较大差别，适量补锌可增强肌肉的耐力，提高运动能力．而铜含量在运动组和运动补锌组骨骼肌、血清两组间则无明显改变．     

补充L-肉碱对运动大鼠骨骼肌能量生成变化的影响

目的:本研究通过对SD大鼠外源性补充左旋肉碱(L-肉碱)并结合长期游泳训练,观察大鼠骨骼肌肉碱含量、骨骼肌线粒体肉碱脂酰转移酶-I、H+K+-ATP酶活性的变化,分析运动及补充L-肉碱对机体骨骼肌能量消耗与生成变化的影响,为进一步探讨外源性L-肉碱对机体能量代谢影响的作用机制及其应用提供实验依据。方法:健康雄性同龄纯种SD大鼠32只,所有大鼠在适应性饲养一周后,随机分成安静对照组(A组)、单纯运动组(E组),单纯补充L-肉碱组(L组),运动结合补充L-肉碱组(LE),分笼喂养,每组8只。安静对照组和单纯补充L-肉碱组不进行任何运动,单纯运动组和运动结合补充L-肉碱组进行游泳训练,训练时间共持续6周。补充L-肉碱组和训练结合补充L-肉碱组每周训练三次,并于每次游泳训练前1小时补充L-肉碱,安静对照组及单纯训练组自由进食,经6周实验后各组大鼠取出骨骼肌样本分别采用紫外分光光度计,ELISA测定并分析各组大鼠骨骼肌组织线粒体H+K+-ATP酶、CPT-I酶活性变化。结果:与安静对照组相比,单纯运动组大鼠骨骼肌线粒体H+K+-ATP酶、CPT-I酶活性差异无统计学意义(P>0.05);单纯补充L-肉碱组大鼠H+K+-ATP酶、CPT-I酶活性升高,但差异无统计学意义(P>0.05);运动结合补充L-肉碱组大鼠H+K+-ATP酶、CPT-I酶活性的升高具有统计学意义(P<0.05)。与单纯运动组相比,运动结合补充L-肉碱大鼠H+K+-ATP酶、CPT-I酶活性显著升高,并具有统计学意义(P<0.01)。结论:(1)在安静及单纯补充L-肉碱条件下,大鼠运动结合补充L-肉碱后骨骼肌中肉碱含量显著增高,有利于脂酰CoA进入线粒体的速度增加,脂肪酸氧化速度因此加快,ATP能量的生成可较大程度提高。(2)与安静状态下大鼠相比,运动并结合补充L-肉碱后骨骼肌线粒体中H+K+-ATP酶的活性显著升高,且比单纯运动后升高更为显著,提示运动结合补充L-肉碱对骨骼肌线粒体H+K+-ATP酶活性产生的增高效应会进一步促进骨骼肌线粒体的能量代谢。     

NO_2吸入暴露对大鼠心肌线粒体融合蛋白Mfn1和Mfn2表达的影响

建立Wistar大鼠NO2动式吸入染毒模型,考察了不同浓度NO2慢性和急性暴露条件下大鼠心肌细胞线粒体融合蛋白1(Mfn1,mitofusin 1)和线粒体融合蛋白2(Mfn2,mitofusin 2)蛋白表达的变化。结果表明,长期低浓度NO2暴露致使Mfn1和Mfn2蛋白表达水平显著抑制,提示大鼠心肌细胞线粒体融合能力明显下降,且线粒体受到一定程度损伤;而急性高浓度NO2暴露却导致Mfn1和Mfn2蛋白表达水平浓度依赖性上调,提示由于功能代偿作用,大鼠心肌细胞线粒体融合功能得以增强以适应环境刺激。     

热敏灸对运动大鼠运动能力和心肌、骨骼肌细胞线粒体过氧化损伤的影响

目的研究热敏灸对运动大鼠运动能力和心肌、骨骼肌细胞线粒体过氧化损伤的影响。方法将40只大鼠随机分为正常对照组、单纯运动组、运动+普通悬灸组和运动+热敏灸组,采用14 d递增大强度跑台运动训练和生物化学的方法,观察热敏灸对运动大鼠运动能力和心肌、骨骼肌细胞线粒体过氧化损伤的影响。结果运动+热敏灸组大鼠疲劳相关症状显著改善,跑台力竭时间显著高于运动+普通悬灸组和单纯运动组。运动+热敏灸组大鼠心肌、骨骼肌细胞线粒体SOD酶活性高于单纯运动组、运动+普通悬灸组,心肌细胞线粒体SOD酶活性低于正常对照组,但骨骼肌细胞线粒体SOD酶活性与正常对照组比较,差异无显著性;MDA含量低于单纯运动组和运动+普通悬灸组,但高于正常对照组。结论热敏灸足三里穴具有明显的抗运动性疲劳作用,机理与热敏灸降低过度运动大鼠心肌和骨骼肌细胞线粒体过氧化损伤有关。     

跑台训练和力竭运动对Ca2+-ATP酶活性的影响——以大鼠骨骼肌不同肌纤维线粒体为例

30只雄性Wistar大鼠按体重随机分为安静组、力竭运动组、训练加力竭运动组.前组在安静时，后两组跑台力竭运动后，即刻取股四头肌测定红、白肌肌纤维线粒体Ca²⁺-ATP酶活性.结果表明：(1)安静时白肌肌纤维线粒体Ca²⁺-ATP酶活性较红肌的高；(2)力竭运动使白肌肌纤维线粒体Ca²⁺-ATP酶活性降低，红肌的则升高；(3)5周的递增负荷训练对白肌肌纤维线粒体Ca²⁺-ATP酶活性的影响较大，而对红肌的几乎没什么影响.此结果提示了递增负荷训练中可能慢运动单位较少参与运动，所以该训练方式可能只对白肌起到积极的锻炼作用.