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。     

游离脂肪酸可抑制大鼠骨骼肌对葡萄糖的摄取和利用

目的：观察游离脂肪酸对大鼠骨骼肌葡萄糖转运蛋白4（GLUT4）基因及蛋白表达的影响。方法：分离、培养新生Sprague-Dawley大鼠骨骼肌细胞,分别与软脂酸（0．25mmol/L)或油酸（0．125mmol/L)孵育12、24、36h,提取蛋白后用Western印迹法检测葡萄糖转运蛋白4（GTUT4）的蛋白水平;用斑点和印迹杂交法检测骨骼肌细胞内GLUT4 RNA含量的变化。结果：经软脂酸和油酸孵育12、24、36h后骨骼肌细胞GLUT4的蛋白和RNA水平均显著降低（P＜0．05）。结论：游离脂肪酸可抑制葡萄糖转运蛋白4的基因及蛋白表达。     

运动与GLUT4

糖作为三大热源物质之一 ,在体内的代谢情况对机体的机能起着很重要的作用。骨骼肌是机体最主要利用葡萄糖的组织 ,葡萄糖跨膜转运是骨骼肌利用葡萄糖的首要步骤 ,骨骼肌摄取葡萄糖是一种耗能的主动吸收 ,葡萄糖进入肌细胞内需通过细胞膜上的葡萄糖载体的促进扩散 ,ＧＬＵＴ4在转运过程中有很重要的作用。目前许多糖尿病患者体内葡萄糖吸收出现问题 ,主要原因之一是ＧＬＵＴ4出现问题。但运动可改善糖尿病病情 ,因而 ,ＧＬＵＴ4与运动关系密切 ,它对机体糖的代谢有直接的影响 ,本文就运动与ＧＬＵＴ4的关系进行综述 ,以便进一步为体育科研工…     

心肌细胞葡萄糖转运蛋白4的转运调控及与心肌活力关系的研究进展

葡萄糖是心肌能量代谢的主要底物之一,在心肌缺血时是心肌的主要能量来源。葡萄糖通过细胞膜进入细胞内是心肌细胞葡萄糖代谢的第一步,也是心肌细胞利用葡萄糖的主要限速步骤。葡萄糖是依靠细胞膜上的葡萄糖转运蛋白（GLUTs）而进入细胞内的,GLUT4是心肌细胞主要的葡萄糖转运载体。GLUT4的质和量对心肌葡萄糖的跨膜转运起着决定性作用。因此,明确心肌葡萄糖转运及心肌细胞GLUT4的基因表达调控机制、转位调控机制、内在活性调控机制,对临床诊断心肌能量代谢性疾病具有重要意义。该文对近年来有关心肌葡萄糖转运及GLUT4调控方面的研究进行综述。     

运动训练和补充肌酸增强大鼠骨骼肌葡萄糖转运能力

目的 :探讨运动训练和营养补剂对骨骼肌糖代谢能力的影响。方法 :以成年雄性SD大鼠为研究对象 ,采用正交设计法安排实验 ,研究耐力游泳训练、间歇高强度训练、肌酸、谷氨酰胺四因素对大鼠安静状态下或耗竭运动后恢复期骨骼肌葡萄糖转运能力的影响 ,实验为期 2周。结果 :糖原耗竭运动后 1小时 ,间歇高强度训练大鼠骨骼肌葡萄糖转运显著增高 (P <0 0 5 ) ;耗竭运动后6～ 2 4小时 ,耐力训练大鼠骨骼肌葡萄糖转运呈持续增强的趋势 ;补充肌酸或谷氨酰胺对耗竭运动后恢复期大鼠骨骼肌葡萄糖转运未见明显影响 ,但耐力训练或补肌酸均能使安静状态下胰岛素刺激的葡萄糖转运显著增强 (P <0 0 5 )。结论 :( 1)耐力训练和间歇高强度训练均能增强大鼠骨骼肌葡萄糖转运能力。 ( 2 )补充肌酸或谷氨酰胺对大鼠骨骼肌葡萄糖转运无影响。 ( 3)耐力训练和补肌酸可增强胰岛素敏感性 ,使胰岛素刺激的肌肉葡萄糖转运增加     

Sestrin3在有氧运动促进骨骼肌葡萄糖转运中的作用研究进展

运动作为临床防治胰岛素抵抗(insulin resistance, IR)、2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)等代谢性疾病的有效手段已被广泛接受。然而,运动促进骨骼肌葡萄糖摄取的作用机制尚未完全明确。Sestrin3作为一种应激诱导蛋白,在运动骨骼肌组织中高表达,并且参与骨骼肌细胞葡萄糖摄取过程。本文通过总结近些年来国内外有关Sestrin3在运动促进骨骼肌葡萄糖转运中作用的研究进展,分析其可能的作用机制,以期为揭示运动防治代谢性疾病的机制提供参考。     

骨骼肌丝裂原活化蛋白激酶信号级联与运动

运动是一个非常重要的刺激因素,可对骨骼肌中的多种代谢和转录过程起调节作用.MAPK信号级联中有多种独立的信号途径参与了骨骼肌运动性适应的细胞调控过程,对骨骼肌中葡萄糖转运,胰岛素信号转导,钾离子转运,工作肌的可塑性等产生影响.     

不同浓度肌酸对骨骼肌收缩能力和葡萄糖跨膜转运速率的影响

目的 :研究不同浓度特别是高浓度肌酸在离体条件下对骨骼肌收缩能力以及对葡萄糖跨膜转运进入骨骼肌细胞速率的影响。方法 :对在不同肌酸浓度孵育液中的大鼠比目鱼肌进行最大强直等长收缩刺激 ,分析收缩力输出量时间变化曲线和收缩力总量 ,并用同位素双标法测定肌肉收缩后葡萄糖跨膜转运速率。结果 :大剂量肌酸浓度条件下骨骼肌收缩力明显下降 (P <0 0 5 ) ,并存在剂量———反应的负相关关系 (P <0 0 5 )。当肌酸浓度在正常范围内时 ,骨骼肌收缩力保持在较高水平。在各种肌酸浓度下葡萄糖转运速率改变不明显 (P >0 0 5 )。结论 :离体条件下高浓度肌酸对骨骼肌收缩能力造成不利影响 ,提示运动员应适量补充肌酸 ,不可大量或超量使用 ,以免对运动能力造成负面影响。骨骼肌收缩后葡萄糖跨膜转运的速率不受肌酸的影响     

颅脑创伤应激对外周组织胰岛素敏感性的影响

各种类型创伤、手术应激中均普遍存在外周组织（骨骼肌和皮下脂肪组织）一过性的胰岛素敏感性下降现象。已有研究提示该现象与外周组织葡萄糖转运蛋白4（glucose transporter-4，GLUT4）介导的糖转运体系效能下降有关。但目前研究仅涉及GLUT4的转位功能障碍方面，在GLUT4的基因表达层面所知甚少。笔者通过RT—PCR法测定颅脑损伤大鼠骨骼肌和皮下脂肪组织GLUT4 mRNA的表达来探讨颅脑创伤应激对胰岛素敏感性的影响及其内在机制。     

缺氧和肾上腺素对骨骼肌葡萄糖转运的影响

目的:研究缺氧和肾上腺素对胰岛素和收缩诱导的骨骼肌葡萄糖转运速率的影响和作用机理。方法:利用同位素双标法,测定缺氧和肾上腺素存在条件下,胰岛素或肌肉收缩引起大鼠离体比目鱼肌2 -脱氧葡萄糖(2 -DG)和3-甲基葡萄糖(3-MG)转运的速率。结果及结论:(1)在缺氧和胰岛素联合刺激下,肌肉2 -DG转运速率部分叠加,而3-MG则没有,表明葡萄糖转运速率增加是磷酸化加速而非跨膜转运加快所致。(2 )缺氧和收缩双重刺激导致比目鱼肌葡萄糖转运速率出现部分叠加作用,提示收缩和缺氧调节葡萄糖转运的机制可能因肌纤维不同而有所不同。(3)药理性大剂量肾上腺素引起静态肌肉葡萄糖转运速率下降,可能与骨骼肌血管壁α-肾上腺素能受体和β-肾上腺素能受体同时兴奋有关。(4)大剂量肾上腺素可抑制胰岛素或收缩诱导的2-DG和3-MG转运,表明当胰岛素或收缩存在时,肾上腺素可在跨膜和磷酸化两个位点影响葡萄糖的转运摄取。     

放射性核素标记脱氧葡萄糖类似物的研究进展

代谢显像是将放射性核素标记的化合物引入机体内（其被细胞摄取后，模拟体内各种营养物质代谢），再通过体外显像反映机体组织器官功能状态以及分子水平的代谢变化。恶性肿瘤组织对葡萄糖的需求量远高于正常细胞，细胞膜上表达大量的葡萄糖转运蛋白（Glut），特别是Glutl-4。D-葡萄糖类似物结构（图1）与D-葡萄糖类似，也可被Glutl～4转运，被代谢旺盛的细胞大量摄取。其被放射性核素标记后，通过PET、SPECT或1相机进行体外探测，用于肿瘤诊断、分期、治疗及疗效评价。     

胰岛素强化治疗对腹腔严重感染应激性高血糖的疗效及机制研究

目的探讨胰岛素强化治疗对于脓毒症白兔应激性高血糖的疗效及其机制。方法采用家兔盲肠结扎穿孔（CLP）脓毒症模型,60只家兔随机分为对照组（12只）,CLP组（24只）,胰岛素强化治疗组（24只）。应用利舒坦血糖仪快速测定各组不同时间点血糖的变化,采用逆转录聚合酶链反应方法检测骨骼肌中葡萄糖转运蛋白4（GluT4）mRNA水平,采用Westem blot方法测定骨骼肌细胞膜GluT4含量。结果血糖于伤后2h明显增高,12h达高峰;骨骼肌GluT4 mRNA表达及GluT4蛋白含量于伤后2h明显减少。采用胰岛素强化治疗后,可将血糖维持在正常范围内,并明显抑制骨骼肌中GluT4 mRNA的表达及蛋白含量的减少。结论脓毒症可引起家兔应激性高血糖,而胰岛素强化治疗可通过抑制骨骼肌的GluT4表达降低来治疗应激性高血糖,降低死亡率。     

钠依赖二羧酸转运蛋白3和葡萄糖对肾小管上皮细胞琥珀酸转运的影响

目的　探讨钠离子依赖的二羧酸转运蛋白 3(NaDC3)对细胞能量代谢的作用以及NaDC3不同表达和不同葡萄糖浓度对肾小管上皮细胞琥珀酸转运的影响。方法　应用Westernblot明确正义转染、反义转染、空质粒转染 (pcDNA3)及未转染的人近曲肾小管上皮细胞 (HKC)中细胞hNaDC3蛋白表达的差异 ,用毛细管电泳技术测定不同时间点或同一时间不同葡萄糖浓度时细胞摄取缓冲液中琥珀酸的量。结果　正义转染细胞hNaDC3蛋白表达增强 ,约是未转染HKC细胞的 1 5倍 ,缓冲液中琥珀酸含量下降较快 ,琥珀酸摄取增快。反义转染细胞hNaDC3蛋白表达下降 ,约是未转染HKC细胞的 2 / 3,但两者缓冲液中琥珀酸含量下降差异无统计学意义 (P >0 0 5 )。空质粒转染对hNaDC3蛋白表达和琥珀酸摄取无明显影响。随葡萄糖浓度增加 ,缓冲液中琥珀酸含量下降增快。结论　hNaDC3蛋白过表达可加速三羧酸循环中间代谢产物的转运 ,葡萄糖对hNaDC3底物的转运有促进作用     

肿瘤葡萄糖转运蛋白与脱氧葡萄糖显像剂摄取研究

2-18F-2-脱氧-D-葡萄糖(18F-FDG)自被开发以来在肿瘤诊断、分期、疗效评价、预后判断等方面的应用越来越广泛,90%的肿瘤宜行PET显像,显像剂是18F-FDG。18F-FDG能够反映细胞葡萄糖摄取、代谢和磷酸化等生物特性,是机体糖代谢方面微观表现的“镜子”。本文结合葡萄糖转运蛋白(glucose trans-port protein,Glut)分类,介绍Glut与肿瘤及相关肿瘤显像剂的研究进展。1葡萄糖转运入胞的主要方式和Glut机体对葡萄糖吸收,利用,转化动态平衡的维持是通过各器官的组织细胞摄取葡萄糖及相应的调控机制来完成的。首要的调控机制就是葡萄糖转运蛋白…     

液基细胞制片免疫组化染色在胸腹腔积液诊断中的应用

目的探讨免疫组化技术在细胞学上的应用价值。方法苏木素和伊红染色发现可疑恶性瘤细胞样本104例,样本保存液用液基细胞学沉降式制片进行葡萄糖转运蛋白、钙结合蛋白、细胞表面糖蛋白、上皮抗原免疫组化染色。结果104例可疑肿瘤胸腹腔积液通过免疫标记后均可明确区分癌、间皮瘤或反应性间皮细胞增生。结论性质不明的胸腹腔积液通过细胞免疫组化染色,葡萄糖转运蛋白、钙结合蛋白、细胞表面糖蛋白、上皮抗原联合应用可明确区分积液性质。     

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。     

运动促进大鼠骨骼肌细胞葡萄糖运载体4的转位

目的 :研究运动对SD大鼠骨骼肌细胞葡萄糖运载体 4 (GLUT4 )转位机制的影响。方法 :将SD大鼠随机分为 2组 :对照组和运动组。运动组大鼠进行 6周游泳训练。以Western印迹法对 2组大鼠骨骼肌细胞内膜和外膜的GLUT4含量进行检测 ,同时实验前后检测大鼠血清胰岛素和血糖浓度。结果 :运动组大鼠经过 6周游泳训练 ,与对照组大鼠相比 ,骨骼肌细胞内膜GLUT4含量增加 16 0 % (P <0 0 1) ,细胞外膜GLUT4含量增加 71 9% (P <0 0 1)。结论 :运动可促进骨骼肌细胞内膜GLUT4向细胞外膜转位 ,从而提高肌细胞对葡萄糖的摄取和利用。     

高表达热休克蛋白70对骨骼肌细胞葡萄糖有氧氧化的影响

目的:探讨高表达热休克蛋白70(heat shock protein 70,Hsp70)对骨骼肌细胞(C2C12)葡萄糖有氧氧化的影响。方法:通过构建重组p TRE2hyg-Hsp70质粒,稳定转染C2C12骨骼肌细胞系,建立Hsp70高表达的C2C12细胞系。另设未转染组为对照组。在转染前及转染后细胞培养的不同时间点(0天、3天、7天),采用生化仪检测培养液中葡萄糖和乳酸含量,用比色法测定柠檬酸合成酶(CS)、α-酮戊二酮脱氢酶(KGDH)、NADH-泛醌还原酶(complex I,CI)、泛醌-细胞色素C还原酶(complex III,CIII)等葡萄糖有氧氧化关键酶的活性,并测定细胞内ATP水平。结果:与对照组相比,高表达Hsp70的C2C12细胞在培养的3天、7天,培养液葡萄糖的消耗和乳酸的产生明显升高,细胞有氧氧化酶CS、KGDH、CI和CIII的活性显著下降(P<0.05),而细胞内ATP含量显著提高(P<0.05)。结论:高表达Hsp70的C2C12细胞有氧氧化相关酶的活性下降,抑制了葡萄糖的有氧氧化,提示Hsp70在骨骼肌细胞能量代谢中起重要调节作用。     

解偶联蛋白3与运动适应

运动训练可以引起骨骼肌的一系列适应性改变,从而提高骨骼肌的代谢效率[1].机体对运动训练的细胞水平的调节,其分子机制我们还不是很清楚.经过几周到几个月的运动训练,骨骼肌的适应性包括关键酶、调节蛋白、肌原纤维蛋白等的明显变化,如UCP3、PDK4(丙酮酸脱氢酶激酶4)、HO-1(血红素氧合酶-1)、GLUT-4(葡萄糖载体-4)、LPL(脂蛋白脂肪酶)、HKⅡ(己糖激酶Ⅱ)等,在mRNA水平上一过性上调几倍,表明机体对运动的反应中,有翻译前调节的参与[1].反复运动几天后,这些分子的mRNA含量可以在运动后保持一段时间不下降.这些变化是为了促进运动过程中充分利用与代谢相关的底物.所以有人提出:利用每一次运动间歇期的恢复,将特异性基因转录的短暂性改变的效应累加起来,可以提高由运动训练诱发的细胞水平的适应性.