腺苷酸活化蛋白激酶与运动研究进展

运动能刺激骨骼肌对葡萄糖摄取,提高对胰岛素的敏感性,促进脂肪酸的氧化等,即使是一次训练课就能够引起许多代谢基因显著变化.腺苷酸活化蛋白激酶(5'-AMP-activated protein kinase,AMPK)作为能量代谢变化的感受器能够被运动中ATP/AMP 的比值变化所激活,在调节这些对健康有利的代谢适应过程中起着十分重要的作用.许多研究表明AMPK与运动关系密切:一方面运动能够对AMPK的活性、磷酸化以及基因和蛋白表达等产生多种影响;另一方面AMPK自身的变化,特别是一些重要位点的突变也会对运动能力产生深刻影响.本文总结了AMPK与运动相互影响的最新研究成果.     

一磷酸腺苷活化蛋白激酶与运动相关性骨骼肌能量代谢研究进展

骨骼肌在运动和收缩时的一个显著特征就是能量消耗大幅上升,ATP消耗激增。为保持骨骼肌的能荷,有氧和无氧代谢再合成ATP的量都会上升。为补充ATP的消耗,肌糖原、血糖、血浆游离脂肪酸、肌内储存的三酰甘油都可能被水解以提供能量[1]。骨骼肌再合成ATP的能力与能源物质的供应量、肌细胞内酶的活性及能源物质的氧化速率紧密相关。运动过程中,细胞质内信使物质(如Ca2 、AMP、Pi、H 及一些脂质代谢中间产物)的变化会引起一系列的信号瀑布的传递,并且增加骨骼肌对葡萄糖、脂肪酸等代谢底物的利用。一磷酸腺苷活化蛋白激酶(AMPK)在这些信…     

不同强度运动对AMPKα2基因敲除小鼠骨骼肌葡萄糖运载体4表达的影响

目的:探讨不同强度运动对AMPKα2基因敲除小鼠骨骼肌葡萄糖运载体4(GLUT4)基因和蛋白表达的影响。方法:野生和AMPKα2基因敲除小鼠各30只,并分别随机分为安静对照组、低强度(12m/min)跑台运动组和高强度(20m/min)跑台运动组,每组10只。运动时间均为1小时。运动后即刻取材,测定骨骼肌GLUT4基因和蛋白表达、AMPKα2蛋白表达以及肌糖原、血糖、血清胰岛素水平。结果:无论野生型还是AMPKα2基因敲除小鼠,1小时不同强度一次性跑台运动后GLUT4 mRNA含量与安静组相比均显著增加。无论安静状态或1小时不同强度跑台运动后,AMPKα2基因敲除小鼠GLUT4基因和蛋白含量与野生小鼠相比均无显著差异。1小时不同强度跑台运动后,AMPKα2基因敲除小鼠骨骼肌肌糖原含量均显著低于野生鼠。野生或AMPKα2基因敲除小鼠,低强度跑台运动组血糖含量显著低于安静组,而高强度跑台运动组与安静组相比无显著差异。结论:不同强度一次性运动后,敲除AMPKα2基因虽然影响了运动小鼠肌糖原的消耗,但未影响骨骼肌GLUT4基因和蛋白含量变化,提示AMPKα2可能并非是一次性运动诱导的骨骼肌GLUT4蛋白和基因含量变化的唯一调节信号。     

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。     

应激和运动条件下AMPK在组织中的调节

5’-AMP活性蛋白激酶(AMPK)是一个代谢应激信号传感酶,应激情况下对调节细胞代谢维持细胞自稳态有重要作用[2]。提高AMPK活性可以应答剧烈运动、营养缺乏以及组织缺氧缺血,并且可以调节运动诱导的葡萄糖吸收以及糖原、脂肪酸和胆固醇合成[1]。现有的研究发现,5-氨基咪唑-4-氨甲酰核糖核苷酸(AICAR)可以直接激活AMPK;在心脏、肝脏、脂肪以及骨骼肌等组织中,AMPK活性的调节较为复杂。研究表明,组织在缺血缺氧的时候,AMPK被激活,其机制和组织中H+浓度([H+])、AMP浓度([AMP])、ATP浓度([ATP])的变化,以及AMP和ATP比值有关;…     

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].     

过度训练对大鼠骨骼肌糖原含量、AMPK活性及肌膜GLUT4的影响

目的:观察过度训练后大鼠骨骼肌糖原含量、AMPK活性和肌膜GLUT4蛋白含量的变化,探讨过度训练与骨骼肌葡萄糖代谢之间的联系。方法:27只SD大鼠随机分为安静对照组(A组),大强度运动组(B组)和过度训练组(C组)。B、C组进行9周大强度耐力训练,其中B组每天训练60分钟,C组每天训练120分钟,每周训练6天。9周后分别测定各组大鼠腓肠肌糖原、AMPK活性和肌膜GLUT4含量。结果:与A组比较,B组肌膜GLUT4升高,AMPK活性显著提高,肌糖原含量有上升趋势;C组肌膜GLUT4明显低于B组,AMPK活性受到抑制,但肌糖原含量正常。结论:过度训练状态下,大鼠肌肉AMPK活性降低,GLUT4蛋白向肌膜转位受抑,可能影响肌膜葡萄糖的转运。本实验结果不支持过度训练的糖原耗竭学说。     

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...     

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。     

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。     

AMPK抑制运动中骨骼肌蛋白合成的研究进展

5’-一磷酸腺苷激活的蛋白激酶(5’-AMP activated protein kinase,AMPK)是已知细胞内最重要的能量监视器之一。运动时因为能量消耗,导致ATP分解和AMP生成,AMP/ATP比值升高而使AMPK激活,刺激产生ATP的代谢过程如葡萄糖的转运、糖原的分解、脂肪酸氧化、蛋白质分解,并抑制消耗AT     

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.     

血糖浓度对肿瘤组织摄取~(18)F—FDG的影响

肿瘤组织摄取和利用葡萄糖的量比正常组织多。~(18)F—脱氧葡萄糖(FDG)像葡萄糖一样能被肿瘤摄取,并由己糖激酶磷酸化。但由于分子结构不同,FDG不能迅速地进一步代谢为6—磷酸果糖或合成为糖原。~(18)F—FDG停留在细胞内可做PET显像,为观察血糖浓度对肿痛摄取     

Ⅱ型组蛋白去乙酰化酶可能参与收缩骨骼肌葡萄糖转运蛋白4基因表达的转录调节

促进骨骼肌细胞葡萄糖转运是提高人体运动能力的重要环节。在骨骼肌细胞糖代谢过程中,将细胞外的葡萄糖跨膜转运入细胞内是骨骼肌细胞摄取葡萄糖的关键限速步骤[1]。此步骤由葡萄糖转运蛋白家族负责完成,其中葡萄糖转运蛋白4(Glucose transporter 4,GLUT4)是一个最为关键的转运     

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     

运动过程中骨骼肌FAT/CD36表达及分布的变化及影响

运动过程中,骨骼肌消耗能量,底物包括细胞内的糖原、三酰甘油及外源性的葡萄糖、脂肪酸。传统观点认为,运动增加骨骼肌脂肪酸的摄入是通过增加细胞膜脂肪酸的被动扩散来完成的;而近年来的研究表明,运动还能够通过增加脂肪酸转移酶(FAT/CD36)的表达、改变其分布区域,增加骨骼肌脂肪酸的主动运输。本文首先介绍了FAT/CD36在骨骼肌脂肪酸摄取及氧化中的作用,进一步综述了在运动过程中FAT/CD36的蛋白表达及分布两方面的变化,由此增加脂肪酸的摄入及氧化代谢,且FAT/CD36机制可能是独立于线粒体机制以外的另一种机制。     

长期运动训练诱导SD大鼠骨骼肌糖原含量上调的分子机制

目的:探讨长期运动训练上调骨骼肌糖原含量的可能分子机理。方法:60只SD大鼠随机分为安静组和运动组,两组按照干预时间再分别分为1周组、4周组和8周组。各运动组进行5次/周、60 min/次的中等强度跑台运动,各安静组则在鼠笼内自由活动。末次实验后48 h处死动物,分别测定大鼠体重,血糖、血清胰岛素、肌糖原含量,葡萄糖摄取率,糖原磷酸化酶、糖原合酶、PP1活性,GLUT4、糖原合酶、磷酸化的糖原合酶、GSK-3α、GSK-3β、磷酸化的GSK-3α和GSK-3β、PP1c、RGL(GM)蛋白表达量。结果:(1)大鼠训练8周时体重显著低于安静组(P<0.05),而血糖和血清胰岛素在各时间点均无显著性变化(P>0.05);(2)肌糖原含量在训练1周时与安静组无显著性差异(P>0.05),训练4周和8周时显著升高(P<0.01);(3)运动组和安静组糖原磷酸化酶活性在各时间点均无显著性差异(P>0.05);(4)运动组GLUT4蛋白水平在各时间点均显著高于安静组(P<0.01),而胰岛素介导的葡萄糖摄取率则在训练4周和8周时显著高于安静组(P<0.01);(5)运动组糖原合酶的活性、总蛋白及磷酸化蛋白表达量在训练4周和8周时显著高于安静组(P<0.01);(6)4周和8周时,运动组PP1活性显著高于安静组(P<0.01),PP1c蛋白表达量无显著性变化(P>0.05),RGL(GM)蛋白水平显著低于安静组(P<0.01);(7)GSK-3α和GSK-3β总蛋白水平在训练1周时下降(P<0.01),而训练4周和8周时与安静组无显著性差异(P>0.05),GSK-3α磷酸化蛋白水平在训练1周、4周和8周时均显著性下降(P<0.01),GSK-3β磷酸化蛋白水平在各时间点均无显著性差异(P>0.05)。结论:(1)长期运动训练诱导的骨骼肌糖原含量增加是糖原合成增多而非糖原分解减少造成的;(2)长期运动诱导的糖原合成增加可能与肌细胞对葡萄糖转运增加、糖原合酶表达上调、PP1活性增加以及G-6-P对糖原合酶的变构激活等因素有关。     

骨骼肌胰岛素受体和葡萄糖载体的组织差异性

胰岛素和运动是调节骨骼肌代谢的两个主要因素。两者对骨骼肌的作用表现出明显的组织差异性。发生这种差异的分子机制仍不甚清楚,可能与骨骼肌的胰岛素受体的结构、功能和葡萄糖载体有关。本文以骨骼肌胰岛素受体和受体后水平来探讨产生这种差异的分子机制。     

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…     

缺氧习服大鼠骨骼肌葡萄糖代谢特点研究

目的 :探讨缺氧习服后组织物质代谢特点。方法 :将大鼠置模拟海拔 5 0 0 0m低压舱内 ,30d后取动脉血 ,测定血气、血糖等 ;取双后肢骨骼肌用3 H 脱氧葡萄糖测定葡萄糖摄取率 ,用葡萄糖氧化酶法测定葡萄糖、糖原含量 ;用酶法测定ATP、磷酸肌酸、乳酸水平 ,并以平原动物作为对照组进行对比分析。结果 :与对照组相比 ,缺氧组血糖、骨骼肌葡萄糖摄取率、葡萄糖含量显著增加 ,而糖原显著降低 ,骨骼肌ATP、磷酸肌酸、乳酸在缺氧组与对照组之间没有显著性差异。结论 :经过缺氧习服之后 ,组织能量代谢能达到平衡状态 ,葡萄糖利用能力加强