针刺干预大负荷运动损伤模型大鼠骨骼肌线粒体功能的动态变化

背景:一次大负荷运动后骨骼肌会出现损伤并导致线粒体功能下降,针刺作为重要的治疗措施,在损伤修复中应当发挥一定的作用.目的:观察一次大负荷运动及针刺干预后不同时相下骨骼肌线粒体的损伤变化,进一步探究针刺在防治运动性骨骼肌损伤中的作用.方法:雄性SD大鼠随机分为安静对照组、单纯针刺组、单纯运动组和运动针刺组,单纯运动组、运...     

低氧复合运动对大鼠骨骼肌线粒体含量的影响

 目的：探讨低氧复合运动对线粒体含量的影响及线粒体生物合成和自噬在其中的作用。方法：雄性SD大鼠随机分为常氧对照（NC）组、常氧运动（NT）组、低氧对照（HC）组和低氧复合运动（HT）组。低氧干预为常压低氧帐篷,11.3%氧浓度持续暴露4周。运动干预为跑台训练（5°,15 m/min）,60 min/d,每周5 d,共4周。JC-1荧光探针检测线粒体膜电位;萤光素酶法检测线粒体ATP合成能力;Western blotting检测骨骼肌过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1（PGC-1α）、线粒体转录因子A（Tfam）、Bcl-2/腺病毒E1B 19kD相互作用蛋白3（Bnip3）、苄氯素1（beclin-1）、细胞色素C氧化酶亚基IV（COXIV）和电压依赖性阴离子通道1（VDAC-1）蛋白表达量。结果：HC组与NC组比较,线粒体膜电位、ATP合成能力及COXIV、VDAC-1、PGC-1α和Tfam蛋白表达显著降低（P<005或P<001）,Bnip3和beclin-1蛋白表达显著升高（P<005）。HT组与HC组比较,线粒体膜电位、ATP合成能力及COXIV、VDAC-1、PGC-1α、Tfam、Bnip3和beclin-1蛋白表达均显著升高（P<005或P<001）。结论：慢性低氧暴露提高了线粒体自噬但抑制了线粒体生物合成,导致线粒体含量减少。低氧复合运动促进低氧状态下骨骼肌线粒体自噬,并促进线粒体生物合成,从而提高线粒体含量及功能。     

红景天干预可改善大强度运动小鼠骨骼肌细胞线粒体自噬及融合-分裂等功能

文题释义： 自噬：指从粗面内质网的无核糖体附着区脱落的双层膜包裹部分胞质和细胞内需降解的细胞器、蛋白质等成分形成自噬体(autophagosome),并与溶酶体融合形成自噬溶酶体,降解其所包裹的内容物,以实现细胞本身的代谢需要和某些细胞器的更新。自噬广泛存在于人体的正常细胞和恶性肿瘤细胞中。 线粒体融合-分裂：线粒体是一种高度动态变化的细胞器,在细胞中不断融合与分裂,形成紧密连接的线粒体网络。这种融合与分裂的变化主要通过在线粒体融合、分裂蛋白的精确控制下,线粒体可在不断变化的生理环境中做出迅速准确的反应,这对于线粒体的遗传以及维持其功能至关重要。 背景：超负荷量的运动会引起体内氧化活性物质大量堆积从而损害骨骼肌细胞,而线粒体在运动过程能量代谢中具有关键作用。研究表明,红景天可以减少肌组织脂质过氧化水平,保护受损内皮细胞。 目的：探讨红景天通过调节线粒体功能改善大强度运动小鼠骨骼肌细胞的功能。 方法：实验方案经西安石油大学伦理委员会批准。选择40只SPF级BALB/c小鼠,根据干预措施的不同,将小鼠分为空白对照组、单纯运动组、红景天对照组、红景天运动干预组。①空白对照组：不进行运动;②单纯运动组：采用生理盐水灌胃后,进行大强度运动;③红景天对照组：将红景天与生理盐水悬浊液灌胃,不运动;④红景天运动干预组：红景天干预措施同红景天对照组,运动方案同单纯运动组。以上各组干预措施均为每天1次,连续28 d。观察小鼠的体质量、前肢握力、力竭时间;Western Blot检测骨骼肌锰超氧化物歧化酶蛋白、p53蛋白、线粒体起源、自噬启动相关蛋白表达;RT-qPCR检测骨骼肌Mfn-1、Mfn-2、Opa-1、Drp-1、fis-1 mRNA表达。 结果与结论：①从第2周开始,单纯运动组小鼠前肢握力显著低于其他3组(P < 0.05),但空白对照组、红景天对照组与红景天运动干预组之间,小鼠前肢握力始终无明显差异(P > 0.05);②第3,4周时,单纯运动组小鼠负重游泳训练力竭时间均显著短于红景天运动干预组(P < 0.05);③单纯运动组小鼠骨骼肌细胞内的锰超氧化物歧化酶、p53蛋白表达显著高于其他组小鼠(P < 0.05),红景天运动干预组小鼠骨骼肌细胞内的锰超氧化物歧化酶、p53蛋白表达显著高于红景天对照组(P < 0.05);④与空白对照组相比,单纯运动组小鼠骨骼肌内PGC-1α、LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ水平明显升高,Atg7、P62水平显著下降(均P < 0.05),与红景天对照组相比,红景天运动干预组PGC-1α、LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ水平明显升高,Atg7、P62水平显著下降(均P < 0.05);⑤与空白对照组相比,单纯运动组的融合基因表达下降,分裂基因Drp-1 mRNA表达上升(P < 0.05);红景天运动干预组的融合基因表达也呈下降趋势,Drp-1 mRNA表达水平呈上升趋势,但差异无显著性意义(P > 0.05);⑥结果说明,红景天可显著提高大强度运动量小鼠的运动耐力,这可能与改善了骨骼肌线粒体自噬、起源及线粒体融合-分裂有关。 ORCID: 0000-0002-4143-1195(曹海信) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

PGC-1α对线粒体生物合成功能的调控

线粒体是真核生物细胞的重要细胞器.由于线粒体电子传递链的氧化磷酸化反应为有机体生成约90%的ATP,线粒体通常被誉为真核细胞的"动力站"。最近备受关注的辅激活因子——过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α(PGC-1α),与机体的线粒体生物合成等生理活动密切相关。近年来对PGC-1α调控线粒体是研究热点,本文综述了PGC-1α调控线粒体的最新研究进展。     

运动重置骨骼肌生物钟调控线粒体质量控制的研究进展

<正>昼夜节律是指生物体的行为、生理和生化反应呈现出近24 h的节律活动,这些节律受生物钟系统控制调节。流行病学调查表明,长时间的光照或轮班工作扰乱了生物钟系统,导致生物钟基因节律性表达出现紊乱,不仅增加了罹患肿瘤^[1]、心血管疾病^[2]、糖尿病及肥胖等代谢系统疾病^[3]的风险,也可能造成骨骼肌质量^[4]及运动能力下降^[5]。     

再灌注损伤心肌线粒体钙代谢与呼吸功能关系的研究

观察离体缺氧-再灌注兔心肌线粒体钙含量、钙摄取率和不同底物的呼吸耗氧量的变化。结果表明:缺氧组心肌线粒体钙含量轻度增加(3.37±0.25nmol/mg pr,P<0.05),钙摄取率无显著变化,以琥珀酸为底物的呼吸耗氧量代偿性增高(226.0±28.7natoms/min/mg Pr,P<0.05),以谷氨酸加苹果酸为底物时变化不显著;再灌注组心肌线粒体钙含量显著增高(6.10±1.12nmol/mgt pr,P<0.01);钙摄取率和以谷氨酸加苹果酸为底物的呼吸耗氧量显著降低(P<0.01),且与线粒体钙含量呈显著负相关(r=-0.73,P<0.001),提示线粒体钙超载在再灌注损伤线粒体功能损害中起重要作用。     

内源性一氧化氮合酶抑制物上调4周运动大鼠骨骼肌收缩功能和线粒体生物合成

目的:观察内源性一氧化氮合酶(NOS)抑制物非对称性二甲基精氨酸(ADMA)及其信号通路在4周运动大鼠NO水平及骨骼肌收缩功能与线粒体生物合成中的调节作用。方法:建立4周运动大鼠模型,检测离体比目鱼肌对电刺激的单次、强直和疲劳收缩的最大张力;并检测骨骼肌中ATP和线粒体DNA含量以及过氧化物酶增殖体受体γ辅激活因子1α(PGC-1α)、核呼吸因子(NRF)mRNA的表达以反映线粒体生物合成及功能;用高效液相色谱测定血清ADMA浓度;用Western blot法检测骨骼肌中内源性ADMA生成酶PRMT1和ADMA代谢酶DDAH2种亚型以及NOS 3种亚型蛋白的表达;用比色法测定NOS活性及一氧化氮(NO)含量等。结果:与正常对照组相比,运动组大鼠比目鱼肌对电刺激诱导的各种收缩张力均明显增强,比目鱼肌ATP含量、线粒体DNA含量和PGC-1α、NRF mRNA增加显著(P0.01)。运动组大鼠比目鱼肌中构成型NOS(cNOS)的蛋白表达及其NOS活性明显上调(P0.01),而NO含量仅小幅增加(P0.05);同时,4周运动增加大鼠血清ADMA浓度,并伴有骨骼肌DDAH2表达下调。结论:短期耐力运动增强比目鱼肌单次收缩、强直收缩和抗疲劳收缩肌功能,其机制可能与过度增加的cNOS促使ADMA水平反馈性升高,从而维持骨骼肌NO低幅度增加,促进线粒体生物合成有关。     

中等强度训练干预大鼠骨骼肌抗增殖蛋白PHB1表达及线粒体呼吸功能的变化

背景:研究显示长期中等强度规律运动可以改善骨骼肌细胞线粒体电子呼吸链复合体酶的活性,从而提高其做功能力和抵抗疲劳能力。目的:探讨中等强度训练对大鼠骨骼肌内抗增殖蛋白及线粒体呼吸功能的影响。方法:32只健康雄性SD大鼠随机分为2组:安静对照组、中等强度训练组,每组16只。中等强度训练组的训练方案:第1周以10 m/min速度跑,每周6 d,每天10 min,坡度10°;第2周以15 m/min速度跑,每周6 d,每天增加10 min至60 min结束,坡度10°;第3-8周以15 m/min速度跑,每周6 d,每天60 min,坡度10°。末次实验后48 h处死大鼠,提取骨骼肌以及线粒体,检测线粒体呼吸控制率、ATP含量、活性氧水平、复合体V活性及PHB1蛋白表达。结果与结论:①与安静对照组相比,中等强度训练组骨骼肌线粒体呼吸控制率显著性升高(P<0.001)、ATP含量显著性升高(P<0.05)、活性氧水平显著降低(P<0.001)、复合体V活性显著升高(P<0.05)、PHB1表达显著升高(P<0.01);②通过相关性分析得出:经过8周中等强度训练后大鼠骨骼肌内PHB1的表达分别与ATP含量、复合体V活性呈正相关,与活性氧水平呈负相关;③结果表明,中等强度训练通过促进PHB1表达提高线粒体氧化磷酸化功能,维持线粒体膜结构,增强线粒体呼吸功能。     

电磁脉冲辐照对大鼠脑线粒体功能的影响

为研究电磁脉冲（EMP）对大鼠脑线粒体功能的损伤，大鼠经过连续不同场强EMP辐照后测定了脑线粒体膜功能随辐照时间的变化，并分离脑线粒体，测定线粒体肿胀度、膜流动性、膜磷脂含量、呼吸功能、线粒体呼吸酶、超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）、Ca^2＋等指标以显示线粒体功能、抗氧化能力的变化。结果表明，EMP辐照后大鼠脑线粒体明显肿胀，膜磷脂降解、膜流动性下降，呼吸功能衰减，呼吸酶、SOD活性降低，Ca^2＋、MDA含量升高。由此认为，EMP可造成大鼠脑线粒体功能受损，其机制可能与脑线粒体膜损伤后继发的自由基生成增加、脑线粒体能量代谢障碍有关。     

限食8周对大鼠不同类型骨骼肌收缩功能及线粒体生物合成的影响

目的:探讨限食对不同类型骨骼肌收缩功能和线粒体生物合成的影响,为阐明限食的有益作用及机制提供实验依据。方法:每天按正常大鼠摄食量的60%饲养动物以制备限食8周大鼠模型,麻醉下分离比目鱼肌和趾长伸肌,记录电刺激诱导骨骼肌单次、强直和疲劳收缩,观测线粒体基因细胞色素C氧化酶I亚基(COX I)和核基因β-actin拷贝数的比值以反映线粒体生物合成,检测骨骼肌ATP含量以反映线粒体功能。结果:限食8周对电刺激诱导的比目鱼肌和趾长伸肌的单次和强直收缩均有增强作用,但仅提高比目鱼肌的抗疲劳作用;限食也增加两种肌肉的ATP含量,但对比目鱼肌更明显;限食虽对2种肌肉腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)的磷酸化具有增加作用,但只上调比目鱼肌内线粒体生物合成及其调节基因PGC-1α和NRF的转录。结论:限食8周增强大鼠比目鱼肌和趾长伸肌对电刺激的收缩反应,尤其对富含氧化型肌纤维的比目鱼肌更明显;其机制除与限食促进这2种肌肉AMPK活化、增加ATP供应以外,还与上调比目鱼肌线粒体生物合成及其调控因子有关。     

长期慢性脑外伤大鼠脑线粒体功能的变化

研究长期慢性轻度脑外伤对大鼠脑线粒体功能的影响。大鼠连续1、5、10、15、20、25、30d轻度闭合性颅脑撞击后分离脑线粒体,测定线粒体肿胀度、膜流动性、膜磷脂含量、呼吸功能、线粒体呼吸酶、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)和Ca2 等指标以显示线粒体功能、抗氧化能力的变化。结果显示,第15、20、25、30d大鼠脑线粒体明显肿胀,膜磷脂降解,膜流动性下降,呼吸功能衰减,呼吸酶、SOD活性降低,Ca2 、MDA含量升高。由此认为,经常性头部撞击可造成大鼠脑线粒体功能受损,其机制可能与脑线粒体膜损伤后继发的自由基生成增加、脑线粒体能量代谢障碍有关。     

BNIP3介导骨骼肌线粒体自噬：不同强度运动的影响

文题释义： BNIP3：隶属于Bcl-2蛋白超家族,是一种线粒体促凋亡蛋白,可与腺病毒转录基因E1B编码的蛋白或Bcl-2蛋白结合。可起到促进细胞凋亡、引起线粒体去极化和自噬,在机体中发挥重要作用。 线粒体自噬：线粒体是细胞的能量工厂,其功能还涉及细胞代谢、信号传导、分化、生长、凋亡和死亡等重要过程。线粒体自噬(mitophagy)是细胞清除损伤或衰老的线粒体,并循环利用其组成元素的过程;与衰老、神经退行性疾病和癌症等诸多生理病理过程密切相关。 背景：不同强度运动对机体可产生不同的影响,运动后骨骼肌的变化也不明确,而运动中机体的生理变化机制更是目前研究的热点。 目的：探讨不同强度运动对大鼠骨骼肌质量的影响以及BNIP3介导的骨骼肌线粒体自噬在维持骨骼肌质量中的作用。 方法：实验方案经北京体育大学动物实验伦理委员会批准。8周龄雄性SD大鼠24只,随机分为对照组、中等强度运动组(5°,15 m/min,1 h,60%VO_2max)和大强度运动组(5°,35 m/min,20 min,85%VO_2max),每组8只,每周运动6次。4周运动后取大鼠比目鱼肌和腓肠肌,称量湿质量,免疫荧光检测肌纤维横截面积,Western Blot检测比目鱼肌和腓肠肌BNIP3、p62和LC3蛋白的表达。 结果与结论：①腓肠肌湿质量大强度运动组和中等强度运动组显著低于对照组(P < 0.01);②比目鱼肌肌纤维横截面积大强度运动组显著小于对照组(P < 0.01);腓肠肌肌纤维横截面积中等强度运动组和大强度运动组均显著大于对照组(P < 0.01);③中等强度运动诱导线粒体自噬增加,表现为BNIP3、LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ值相较对照组表达增加(P < 0.05),而p62较对照组表达下降(P < 0.05);大强度运动组LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ、p62的表达量相较4周中等强度运动分别为上升和下降(P < 0.05),但其BNIP3的表达量却下降(P < 0.05);④结果表明,4周中等强度运动可促进骨骼肌通过BNIP3途径的线粒体自噬清除损伤线粒体,维持骨骼肌功能。4周大强度运动自噬水平更高,但可能对骨骼肌产生不利影响。 ORCID: 0000-0003-3836-3002(于亮) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程     

MiRNA调节线粒体功能及其意义

小分子核糖核酸(micro RNA,miRNA)的高度保守性以及稳定性使其在生命活动中不易被降解,发挥调节信使RNA转录后生成蛋白质的作用,以此影响细胞中能量生成、氧化还原、信号转导以及程序性死亡等生理活动,并在病理情况下使细胞功能失调.线粒体在细胞内三磷酸腺苷的生成、活性氧系统的产生及促凋亡物质的释放中起重要作用.M...     

帕金森病大鼠模型额叶皮质的代谢及形态改变

目的：探讨帕金森病中大脑额叶皮质的形态及代谢改变。方法：大鼠实验组于6-OHDA毁损后用BIOSPEC47／30磁共振波谱仪(4．7T),采用点分辨波谱法对双侧额叶皮质行H-MRS检测,分析该区N-乙酰天门冬氨酸／肌酸(NAA／Cr)和胆碱／肌酸(Cho／Cr)比值的变化,并用电镜观察该区神经元及突触的形态变化。结果：实验组大鼠损毁侧额叶皮质．NA．A／Cr比值显著低于对侧,对照组两侧无显著差别;Cho／Cr比值在两组的两侧相比均无显著差别。电镜观察显示：损毁侧额叶皮质的突触数量较对侧减少,突触前、后膜和突触小泡结构异常,典型突触结构消失,树突棘出现大片低电子密度区,细胞器消失。结论：帕金森病大鼠模型损毁侧额叶皮质内存在神经元缺失或突触数量的减少,突触结构异常及功能异常。     

过氧化氢对大鼠血小板线粒体功能的影响

目的 探讨血小板能否用来观察氧化应激过程中线粒体退变.方法 将30只SD大鼠随机分为MTT组、ATP组和SOD组,各组血小板分别用50、100、200n mol/L H2O2处理30 min后,检测相应指标.结果 50 nmol/L H2O2中的血小板SOD活性(U/mgprot)为(3.4571±1.0340),A...     

多囊卵巢综合征妇女线粒体功能障碍研究进展

多囊卵巢综合征 (Polycystic Ovary Syndrome,PCOS) 是育龄期妇女最常见的内分泌代谢疾病之一,以高雄激素血症、稀发排卵或无排卵、卵巢多囊样改变为主要临床特征,常伴有胰岛素抵抗、代谢综合征和慢性炎症状态。该病表型多样,病因及病理生理机制尚不明确,但越来越多的研究表明,线粒体功能障碍可能是多囊卵巢综合征妇女异质性表现背后的共同机制。本文将综述多囊卵巢综合征的线粒体功能障碍研究进展,尤其关注生育力下降相关机制,为进一步探索其发病机制和对因治疗提供理论依据。     

心脏移植物^31P磁共振波谱可为早期功能障碍提供评价依据

据Caus T[Eur J Cardiothorac Surg，2005，28（4）：576—580]报道，移植后结果与体外评估的移植物移植前MRS评分相关。这一结果可能有助于更安全地使用来自边缘供者的移植物。     

NO对心肌细胞线粒体功能影响的病理生理学意义

目前认为,NO对心血管系统的影响远不仅是扩张血管.在心肌细胞,NO在收缩、氧耗、底物利用、凋亡和肥大的调控中都有举足轻重的影响[1,2].而线粒体(mitochondria, Mt)在上述现象中具有中心作用,因此,NO对Mt可能具有重要的调节作用.本文就近年NO对心肌Mt功能影响的研究进展综述如下.     

磁共振波谱（MRS）对胶质瘤切除程度评估的初步研究

目的　探讨术前后MRS在胶质瘤手术切除程度评估的应用价值。 方法　对16例胶质瘤患者术前术后行常规MRI和3D多体素MRS检查,计算术前后的Cho/Cr和Cho/NAA的比值,寻找相等或相近的Cho/Cr和Cho/NAA比值,结合体素所在层面的位置,建立对应关系,从而评价术后切除到达范围。同时术中收集“瘤周组织”作病理检查,评估切除程度,与3D多体素MRS评估结果相比较。 结果　16例病人收集到完整的影像学和病理学资料有11例,病理评估为3例全切除,8例为大部分切除;3D多体素MRS 评估为2例全切除,9例为大部分切除,评估结果与术后病理评估结果无显著性差异（P>0.05）。 结论　无创性评估胶质瘤切除程度是MRS的一项新应用,具有良好的发展前景。