PGC-1α在运动诱导骨骼肌线粒体生物合成中的调控作用

<正>骨骼肌组织具有高度的可塑性,耐力运动与训练可以诱导提高骨骼肌细胞的呼吸能力以及抗疲劳能力,这种适应性改变包括线粒体蛋白质和自身组分(各种代谢酶以及线粒体DNA)的增加,其结果导致骨骼肌线粒体的数量和质量的增加,这种现象被称为线粒体生物合成[1]。     

血清CK活性变化与运动导致的骨骼肌损伤

磷酸肌酸激酶(CK)是骨骼肌中的一种重要的代谢酶.在临床上,血液CK活性已成为诊断某些骨骼肌疾病的有力指标[1,2].近年来,随着CK指标在运动训练实践中的应用,运动后血清CK活性水平变化与骨骼肌损伤以及运动员对运动负荷的适应情况之间的关系受到教练员、运动员和研究人员的广泛关注.本文就血清CK活性水平变化与运动导致的骨骼肌损伤之间的可能关系进行综述,作为今后进一步研究的基础.     

运动介导CRTC2调节骨骼肌代谢研究进展

<正>研究发现,单次高强度运动下中枢神经系统通过释放儿茶酚胺激活蛋白激酶A(Protein kinase A,PKA)诱导机体产生能量分解代谢反应[1-3]。然而,长期运动训练后骨骼肌细胞能量储存反而逆行增加。与之相似的是,给予小鼠骨骼肌长期注射拟交感神经药(β-受体激动剂,模拟机体长期运动效应)也发现小鼠骨骼肌合成代谢增加。因此,推测长期高强度运动过程中血液肾上腺素水平的升高(β-受体激动剂)可能通过活化环     

骨骼肌葡萄糖转运蛋白4及运动/训练对它的影响

骨骼肌作为调节机体糖代谢的重要外周组织,在基础状态和胰岛素刺激情况下,对糖的摄取利用量分别约占全身组织的20%和75%～95%[1].在生理状态下,葡萄糖由骨骼肌细胞外向细胞内的转运过程是糖利用的主要限速步骤[2].胰岛素和肌肉收缩是生理状态下调节骨骼肌细胞糖转运的主要因素,而它们的调节作用与骨骼肌细胞的葡萄糖转运蛋白4(Glucose transporter 4,GLUT4)密切相关[3,4].     

TBC1D1/4在有氧运动促进骨骼肌细胞葡萄糖转运中的作用

TBC1D1(Tre-2/BUB2/cdc1 domain family 1)和TBC1D4(又名Akt Substrate of 160 k Da,AS160)均为骨骼肌细胞内的GTP酶激活蛋白(Rab-GTPase activating proteins,Rab-GAP),参与骨骼肌细胞葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)在细胞内的转位过程,调节骨骼肌细胞葡萄糖转运。最新研究表明,TBC1D1和TBC1D4在有氧运动促进骨骼肌细胞葡萄糖转运过程中发挥重要作用,骨骼肌细胞胰岛素信号通路活性下降引起GLUT4转位异常、导致骨骼肌细胞葡萄糖转运能力下降。有氧运动能够显著改善机体能量代谢水平,已被广泛应用于临床肥胖、胰岛素抵抗、2型糖尿病等代谢性疾病的治疗。本文综述TBC1D1和TBC1D4在有氧运动促进骨骼肌细胞葡萄糖转运中的作用,以期为运动防治代谢性疾病的机制研究提供理论依据。     

泛素-蛋白酶体在运动调节骨骼肌代谢中的作用研究进展北大核心CSCD

泛素-蛋白酶体系统(ubiquitin-proteasome system,UPS)降解蛋白质的过程是维持细胞稳态的重要调节机制之一。在骨骼肌萎缩过程中,UPS的两种骨骼肌特异性E3连接酶(MAFbx,MuRF1)表达增加,有效增加细胞蛋白质降解。提示UPS在维持骨骼肌细胞正常代谢过程中发挥重要作用。有氧运动可有效增加机体代谢、改善机体能量代谢异常。研究发现,UPS在有氧运动调节骨骼肌糖、脂代谢过程中也发挥关键作用。本文综述了UPS在运动调节骨骼肌细胞代谢过程中的作用及其潜在调控机制,以期为进一步探明UPS与运动的关系提供新思路。     

低氧训练对大鼠肝脏转铁蛋白受体2及骨骼肌可溶性铁调素铁调节蛋白mRNA表达的影响

目的:研究低氧、低氧运动对大鼠血红蛋白以及血清、骨髓、肝脏总铁含量的影响,进一步探讨机体铁代谢上游调节因子肝脏转铁蛋白受体2(TfR2)和骨骼肌可溶性铁调素调节蛋白(s-HJV)的调节作用。方法:雄性SD大鼠32只,随机分为常氧安静组(NC)、常氧运动组(NE)、低氧安静组(HC)和低氧训练组(HE)。NC组在标准环境下安静饲养;NE组进行跑台训练:速度21～25 m/min,每周增1 m/min,坡度为0,1 h/天,6天/周;HC组进行低氧暴露:13.6%氧,8 h/天,6天/周;HE组同NE组同时进行跑台训练后再与HC组同时进行低氧暴露。应用血细胞自动分析仪检测大鼠血红蛋白浓度,分光光度计法检测大鼠血清铁,原子吸收法检测大鼠骨髓、肝脏总铁含量,RT-PCR检测大鼠肝脏s-HJV mRNA的表达,Western blot检测骨骼肌TfR2的表达。结果:(1)与NC组相比,NE、HE、HC组大鼠血红蛋白和血清铁浓度明显升高,而HE组明显高于其他三组(P<0.01);(2)与NC组比,HC组骨髓总铁含量明显升高(P<0.05),HE组明显高于其他三组(P<0.05,P<0.01);与NC组相比,NE组肝脏总铁含量明显升高(P<0.05),而HE组明显低于其他三组(P<0.05);(3)与NC和NE比,HC组和HE组骨骼肌s-HJV mRNA明显升高(P<0.05)。(4)与NC组比,NE、HC和HE组肝脏TfR2明显降低,而HE明显低于其他三组(P<0.05)。结论:适度运动和单纯低氧刺激均使大鼠机体铁代谢能力提高,而低氧训练更有利于机体铁动员,增加肝脏和骨髓铁的利用,血清铁浓度明显升高,用于红细胞生成增加,其中大鼠机体铁代谢上游调节因子肝脏TfR2和骨骼肌s-HJV mRNA表达的适应性变化是引起大鼠机体铁代谢发生变化的重要调节因素之一。     

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。     

Tribbles同源蛋白3与巨噬细胞极化和胰岛素抵抗的关系及运动对其调控作用的研究进展

巨噬细胞极化和骨骼肌质量下降在胰岛素抵抗发生发展中的作用广受关注,而运动训练通过影响骨骼肌炎症水平和骨骼肌肌纤维重塑改善机体胰岛素抵抗。Tribbles同源蛋白3(TRIB3)与炎症、胰岛素抵抗及运动训练关系密切,且各种研究结果不一,存在争议。本文就TRIB3与巨噬细胞极化和胰岛素抵抗的关系及TRIB3在运动训练中的适应性变化研究现状进行综述,以期为糖尿病等慢性代谢综合征的预防和治疗提供新思路。     

递增负荷低氧训练对大鼠股外肌eNOS、HO-1、VEGF mRNA表达的影响

目的:探讨递增负荷低氧训练对调节大鼠骨骼肌血管生长和舒张相关基因(eNOS、HO-1、VEGF)的影响。方法:80只雄性SD大鼠适应性训练后分为常氧安静组,常氧训练组,常氧递增训练Ⅰ、Ⅱ组,低氧安静组,低氧训练组,低氧递增训练Ⅰ、Ⅱ组,共8组;所有训练组进行4周水平跑台训练,常氧训练组(35m/min)和低氧训练组(30m/min)采用恒定负荷,1h/d,5d/w,持续4周;4个递增训练组采用递增负荷,1h/d,5d/w,持续4周。低氧组每天在低氧环境(氧浓度13.6%,模拟海拔约3500米)中生活。采用荧光定量PCR测定股外肌eNOS、HO-1、VEGF mRNA表达。结果:(1)低氧训练组骨骼肌eNOS mRNA表达较常氧安静、常氧训练和低氧安静组显著下降(P<0.05),常氧递增训练Ⅱ组较常氧训练组显著上升(P<0.01),低氧递增训练Ⅱ组较低氧训练、低氧递增训练Ⅰ组均显著下降(P<0.05)。(2)常氧训练、低氧训练组骨骼肌HO-1 mRNA表达较常氧安静和低氧安静组均显著下降(P<0.05),常氧递增训练I组较常氧训练组显著上升(P<0.05),低氧递增训练Ⅱ组较低氧训练和低氧递增训练Ⅰ组显著性下降。(3)常氧训练、低氧训练组骨骼肌VEGF mRNA表达较常氧安静组显著上升(P<0.01),低氧递增训练Ⅱ组较常氧递增训练Ⅱ、低氧训练、低氧递增训练Ⅰ组均显著降低。结论:(1)低氧环境长期训练抑制股外肌eNOS mRNA表达;一定强度常氧递增训练促进其表达,低氧递增负荷训练则抑制其表达。(2)4周常氧和低氧训练均抑制股外肌HO-1 mRNA表达;低氧和常氧递增负荷对HO-1的影响与对eNOS一致。(3)常氧训练和低氧训练可促进股外肌VEGF mRNA表达,低氧环境下增加训练负荷抑制其表达。     

骨骼肌中miRNAs与运动相关研究进展

<正>骨骼肌是人体内最大的组织,不同的运动方式会促使骨骼肌发生相应的适应性变化。近些年来不断有研究表明mi RNAs可能参与调节骨骼肌对运动介导的适应性变化过程。本文就骨骼肌中mi RNAs与运动相关研究成果进行综述。1 mi RNAs简介mi RNAs是一类大约22 nt能够在后转录过程调节其靶基因表达的保守的非编码RNAs分子。1993年,Lee等发现了第一个非编码的小RNA分子lin-4[1]。7年之后,     

Bcl-2家族对骨骼肌细胞运动适应性的调控机制研究进展

运动性骨骼肌细胞自噬、凋亡能将氧化应激产生的活性氧(ROS)、受损细胞器、错误折叠蛋白质以及损伤严重的细胞组织等转运到溶酶体中消化降解,以维持肌细胞正常能量代谢、控制炎性损伤,进而提高骨骼肌细胞运动适应性。B淋巴细胞瘤-2基因(Bcl-2)家族是控制细胞凋亡的主要调节蛋白,也可定位在内质网上靶向调控细胞自噬。近些年,多项研究显示Bcl-2家族协同胞内Ca2+信号、氨基末端激酶(c-jun N-terminal kinase,JNK)磷酸化通路、P53基因以及泛素蛋白Atg12等串流在自噬和凋亡之间。本文在总结Bcl-2家族调控骨骼肌运动适应性基础上,重点论述它们对运动性骨骼肌自噬、凋亡的定位和串流调控机制,以期为运动性骨骼肌相关代谢疾病、运动损伤等提供新思路。     

运动对衰老骨骼肌卫星细胞成肌分化中线粒体活性氧生成的影响及调控机制

目的:观察耐力运动训练对衰老骨骼肌卫星细胞成肌分化中线粒体活性氧(ROS)生成的影响,并探讨过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1(PGC-1α)对ROS生成调控的潜在机制。方法:C57BL/6小鼠分为青年对照组(YN组,2月龄,12只)、老年对照组(ON组,12月龄,12只)和老年运动训练组(OT组,12月龄,12只),其中OT组进行中等强度跑台训练(0°,17 m/min,25 min/天,5天/周)。12周后,HE染色鉴定骨骼肌萎缩程度。两步酶消化法分离骨骼肌卫星细胞,原代培养并体外诱导成肌分化24 h。倒置显微镜观察卫星细胞成肌分化程度,测定线粒体呼吸功能、细胞ROS水平、线粒体ROS生成速率、肌球蛋白重链(MyHC)各亚基mRNA表达,及MyHC、PGC-1α、Tfam、COXⅣ、MnSOD蛋白表达量。结果:与YN组比较,ON组肌纤维横截面积、肌管形成数量、My-HC蛋白表达、MyHCⅠ、MyHCⅡa、MyHCⅡx mRNA表达、态3呼吸速率(ST3)、呼吸控制比(RCR)和PGC-1α、Tfam、COXⅣ、MnSOD蛋白表达均显著降低(P<0.05～0.01),ON组态4呼吸速率(ST4)、细胞ROS水平、线粒体ROS生成速率及MyHCⅡb mRNA表达显著升高(P<0.05～0.01)。与ON组比较,OT组湿重/体重比值、肌纤维横截面积、肌管形成数量、MyHC蛋白表达、MyHCⅠ、MyHCⅡa、My-HCⅡx mRNA表达、ST3、RCR和PGC-1α、Tfam、COXⅣ、MnSOD蛋白表达均显著升高(P<0.05～0.01),OT组细胞ROS水平、线粒体ROS生成速率及MyHCⅡb mRNA表达显著降低(P<0.05～0.01)。结论:耐力运动训练提高衰老骨骼肌卫星细胞成肌分化中PGC-1α表达,继而通过上调Tfam和MnSOD提高线粒体能量代谢,减少线粒体ROS产生,以促进成肌分化。     

运动训练对大鼠骨骼肌和肝脏金属硫蛋白诱导和金属离子代谢的影响

观察了耐力游泳训练对大鼠骨骼肌和肝脏金属硫蛋白(Metallothionein,MT)诱导性的影响,以及训练大鼠力竭性游泳后,MT和锌、铜、铁、锰、钙、镁等金属离子含量的动态变化,探讨了它们之间的关系。结果显示耐力性游泳训练可使大鼠骨骼肌和肝脏MT的基础水平升高。训练大鼠力竭性游泳后,骨骼肌和肝脏中诱导合成的MT的峰值提前出现,表明运动训练可加快MT的诱导合成。MT较高的基础水平和快速的诱导合成,可能是训练促进运动恢复的生理机制之一。训练大鼠力竭性游泳后,骨骼肌锌、铜、锰和肝脏锌、铜、锰、铁的变化趋势与MT的变化趋势较为一致,表明MT可能参与了这些金属离子的代谢。MT可能通过调节金属离子代谢,在机体的运动恢复中发挥重要作用。     

细胞色素P-450与电离辐射的关系

电离辐射可以改变细胞色素P-450(主要有CYP1B1、CYP1A1、CYP4A11、CYP2E1等)的活性和(或)mRNA、蛋白含量,从而影响药物代谢和有毒化学物的生物转化过程及其生物学作用。细胞色素P-450参与了生物还原活性物TMQ、AQ4N在机体内的还原。动物实验和已有的临床研究表明,调节P-450可以提高生物还原活性物的辐射增敏作用和抗肿瘤作用。     

蛋白质乙酰化修饰在运动改善胰岛素抵抗中的作用研究进展

规律运动能够调节能量代谢,提高组织器官对胰岛素的敏感性,可用于预防和治疗胰岛素抵抗(IR)和2型糖尿病.乙酰化是一种常见的蛋白质翻译后修饰(PTM),许多代谢性疾病均与机体细胞内蛋白乙酰化水平异常有关.在运动作用下,细胞内蛋白乙酰化水平发生改变,从而影响机体葡萄糖代谢稳态、线粒体功能以及胰岛素信号通路等,最终改善机体I...     

运动诱导骨骼肌葡萄糖摄取的细胞内机制

运动时,钙离子(由PKC介导)的前馈调节和细胞内代谢变化的反馈调节(由AMPK介导)是骨骼肌葡萄糖摄取的细胞内机制,一氧化氮、糖原和缺氧可能也参与其中.在恢复期,胰岛素敏感性提高似乎与胰岛素信号增强无关,而依赖于糖原水平.肌糖原含量是骨骼肌葡萄糖摄取的重要调节因素,它既能影响胰岛素信号瀑布,也能影响收缩介导的或AICAR诱导的AMPK活化,还影响糖原合成酶的亚细胞定位和活性.骨骼肌葡萄糖代谢的运动适应与MAPK信号瀑布有关.     

细胞色素P—450与电离辐射的关系

电离辐射可以改变细胞色素P-450(主要有CYP1Bl、CYPlAl、CYP4All、CYP2E1等)的活性和(或)mRNA、蛋白含量，从而影响药物代谢和有毒化学物的生物转化过程及其生物学作用。细胞色素P—450参与了生物还原活性物TMQ、AQ4N在机体内的还原。动物实验和已有的临床研究表明，调节P-450可以提高生物还原活性物的辐射增敏作用和抗肿瘤作用。     

长时间大强度运动对大鼠骨骼肌BMP6 mRNA表达及铁贮存的影响

目的:研究长时间大强度运动对骨骼肌BMP6表达的影响,进一步阐明运动性低血色素的发生机制。方法:12只雄性Wistar大鼠体重(250±10)g,随机分为对照组和运动组,其中,对照组不运动,常规饲养;运动组进行4周、6 d/w、坡度为0、速度为30 m/min的递增负荷跑台训练。前2周每天训练1次,时间从1 min开始,后2周每天训练2次,每次递增2 min,最后1次训练时间达到71min。4周末取材。血细胞自动分析仪测定大鼠血红蛋白(Hb)等血常规;RT-PCR检测大鼠骨骼肌BMP6 mRNA和肝脏Hepcidin mRNA表达;原子分光光度计法测血清铁和骨髓铁含量。结果:(1)运动组Hb低于对照组(P<0.05);(2)运动组骨骼肌BMP6 mRNA表达高于对照组(P<0.05);两组肝Hepcidin mRNA表达无明显差异;(3)运动组骨髓铁贮存和血清铁均低于对照组(P<0.05,P<0.01)。结论:长时间大强度运动可引起大鼠骨骼肌BMP6表达增强,机体贮存铁和运载铁能力均降低,导致Hb合成减少,这可能是引发运动性低血色素的重要原因之一。     

4周有氧运动对Apelin基因敲除鼠糖耐量和骨骼肌糖代谢相关基因表达的影响

目的:探讨有氧运动训练对Apelin基因敲除鼠葡萄糖耐量和骨骼肌糖代谢相关基因表达变化的影响。方法:8周龄野生C57BL/6J小鼠和Apelin敲除小鼠各40只,两种鼠进一步分为安静组和运动组,每组20只,共4组,分别为:野生安静组、野生运动组、敲除安静组、敲除运动组。运动组进行前两周跑速为15 m/min、后两周跑速为20 m/min、坡度为5°的跑台运动,每周运动6天,每天运动1小时。运动组最后一次运动休息48 h后,4组中每组10只进行糖耐量实验(GTT);每组剩余的10只,进行骨骼肌指标的测定。RT-PCR测量骨骼肌Apelin及糖代谢相关基因Glut4、Gbe1、Phka1、Hk2和Pfkm mRNA表达量;Western blot法测定骨骼肌Apelin和Glut4蛋白含量。结果:(1)敲除安静组与野生安静组相比,GTT曲线下面积(AUC)显著增加(P<0.01),骨骼肌内Glut4,Gbe1,Phka1,Hk2和Pfkm mRNA和Glut4蛋白表达都显著性降低(P<0.05)。(2)敲除运动组和野生运动组相比,骨骼肌内Glut4,Gbe1,Hk2和Pfkm mRNA和Glut4蛋白的表达显著性降低(P<0.05)。敲除运动组和敲除安静组相比,小鼠GTT显著性改善,骨骼肌内Glut4,Gbe1,Phka1和Hk2 mRNA表达显著性增加(P<0.05)。(3)野生运动组和野生安静组相比,小鼠糖耐量和骨骼肌内Apelin mRNA和蛋白以及糖代谢相关基因表达没有变化。结论:(1)Apelin KO鼠的糖耐量受损,骨骼肌葡萄糖代谢相关基因的表达降低;(2)4周有氧运动可改善Apelin敲除鼠的糖耐量降低,对骨骼肌糖代谢相关基因表达有一定的积极促进作用。