低氧训练对大鼠骨骼肌血红素氧合酶mRNA表达的影响

目的:探讨不同低氧训练模式对机体骨骼肌血红素合酶(HO-1)mRNA表达的影响。方法:选用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、低住低练组、高住高练组、高住低练组、低住高练组、高住高练后复氧训练组、高住低练后复氧训练组。采用常压低氧舱以13.6%的氧浓度(相当于海拔3500m的氧浓度)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35m/min,低氧训练的强度为30m/min。低氧训练持续时间为6周,每周训练5天。第6周末最后一次运动后休息48h后处死、取材。采用实时荧光定量PCR技术测试大鼠骨骼肌HO-1mRNA表达。结果:与常氧安静对照组相比,低住低练组大鼠骨骼肌HO-1mRNA表达显著升高(P<0.05),高住高练组、低住高练组非常显著升高(P<0.01);高住低练组与低住低练组比较显著降低(P<0.05);高住高练后复氧训练组大鼠骨骼肌HO-1mRNA表达与高住高练组相比显著降低(P<0.01),基本回到常氧安静对照组水平。结论:高住高练和低住高练可提骨骼肌HO-1mRNA表达。     

低氧训练对大鼠骨骼肌VEGF mRNA表达及毛细血管密度的影响

目的:探讨低氧训练对大鼠骨骼肌血管内皮细胞生长因子(VEGF)mRNA水平表达及毛细血管密度的影响.方法:选用6周龄雄性SD大鼠120只,经3周适应性训练和力竭实验筛选出90只,随机分为9组:常氧安静对照组、持续低氧安静组、间歇低氧安静组、低住低练组、高住高练组、高住低练组、低住高练组、高住高练后复氧训练组、高住低练后复氧训练组.采用常压低氧舱以13.6%的氧浓度(相当于海拔3500m的氧浓度)作为低氧环境,根据血乳酸一速度曲线确定大鼠常氧训练的强度为35m/min,低氧训练的强度为30m/min.低氧训练持续时间为6周,每周训练5天.在第6周末的最后一次运动后休息48小时后处死大鼠并取材.采用实时荧光定量PCR技术、免疫组化染色法检测大鼠骨骼肌VEGF mRNA表达及毛细血管密度.结果:与常氧安静对照组相比,高住高练组骨骼肌VEGF mRNA表达明显提高(P＜0.01),而高住低练组和低住高练组变化不明显;高住高练后复氧训练l周,大鼠骨骼肌VEGF mRNA表达有非常显著性下降(P＜0.01),回到常氧安静组水平.与常氧安静对照组相比,高住高练组和低住高练组骨骼肌毛细血管密度增加,有非常显著性差异(P＜0.01).结论:(1)高住高练比高住低练和低住高练更能显著提高骨骼肌VEGFmRNA表达水平.(2)低氧-常氧的反复刺激更有利于血管生成.低氧下训练比常氧下训练更有利于提高骨骼肌毛细血管密度.低住高练和高住高练对血管生成的效果好于高住低练.     

高住低练对大鼠肝组织低氧诱导因子-1α蛋白表达的影响

目的:探讨不同持续时间低氧后运动训练(高住低练)对大鼠肝组织低氧诱导因子-1α(HIF-1α)蛋白表达的影响。方法:将60只雄性SD大鼠随机分为6组,每组10只:安静对照组不训练,不进行低氧暴露;两低氧暴露组和两高住低练组每天分别进行8小时或12小时低氧暴露(氧浓度12.6%,相当于海拔4000m);同时,训练对照组和两高住低练组每天均以25m/min的速度进行跑台训练1h,每周5天,共4周。采用免疫组织化学的方法检测各组大鼠肝组织HIF-1α的蛋白表达,并采用计算机显微图像分析系统进行HIF-1α定位及阳性表达定量分析。结果:与安静对照组相比,不论是单纯低氧暴露组、单纯训练组或者高住低练组HIF-1α蛋白表达均显著增加(P<0.05);12小时低氧暴露组HIF-1α蛋白表达灰度值比8小时稍增高,无统计学意义(P>0.05),而阳性物质表达面积和PI显著增加(P<0.05);与训练对照组比较,8小时和12小时高住低练组HIF-1α蛋白表达增加,具有统计学意义(P<0.05,P<0.01);8小时高住低练组HIF-1α蛋白表达比8小时低氧暴露组显著增加(P<0.05),12小时高住低练组HIF-1α蛋白表达比12小时低氧暴露组显著增加(P<0.05,P<0.01);与8小时高住低练组相比,12小时高住低练组HIF-1α蛋白表达显著增加(P<0.05)。结论:(1)不论单纯低氧暴露、单纯训练或者高住低练均能促进肝组织HIF-1α蛋白表达增加;(2)高住低练过程中肝组织HIF-1α蛋白表达高于单纯低氧暴露或单纯训练方式,不同持续时间低氧后运动对大鼠肝组织HIF-1α蛋白表达的影响不同。     

高住高练和高住低练对大鼠血脂及腓肠肌脂肪酸氧化的影响

目的:从血脂和脂肪酸氧化的角度研究高住高练和高住低练对大鼠脂代谢的影响。方法:经适应性训练筛选30只雄性SD大鼠,采用双盲法分成低住低练组(LoLo)、高住高练组(HiHi)和高住低练组(HiLo)。采用水平动物跑台进行耐力训练,运动强度为常氧下35m/min、低氧下30m/min,1h/d,6d/周,持续训练4周。最后一次训练后恢复24h取血和腓肠肌。全自动生化分析仪检测血脂4项,ELISA法检测血清脂蛋白酯酶(LPL)、瘦素(Leptin)、脂联素(AD),荧光定量PCR测试腓肠肌PPARα和CPT-1 mRNA表达。结果:高住高练组大鼠血清TC和TG水平较低住低练组显著下降(P<0.05),LPL、AD水平显著升高(P<0.01);腓肠肌PPARαmRNA和CPT-1 mRNA表达均显著升高(P<0.05),其它指标无显著性差异。高住低练组大鼠血清HDL较低住低练组显著降低(P<0.05);腓肠肌CPT-1 mRNA相对表达量显著降低(P<0.01);其余指标无显著性变化。高住高练组大鼠血清HDL较高住低练组显著升高(P<0.05);LPL、AD水平和腓肠肌CPT-1 mRNA显著升高(P<0.01),其余指标无显著性差异。结论:(1)高住高练调节血脂变化的作用优于常氧训练,可能与提高血清LPL水平有关,高住高练较常氧训练更能促进腓肠肌脂肪酸氧化,可能与提高血清AD和腓肠肌PPARαmRNA、CPT-1 mRNA表达关系密切;(2)高住低练较常氧训练对血脂代谢无有利影响,对腓肠肌脂肪酸氧化起抑制作用;(3)高住高练对血清HDL影响优于高住低练,可能与提高血清LPL有关,高住高练较高住低练更能促进腓肠肌脂肪酸氧化,可能与提高血清AD和腓肠肌CPT-1mRNA表达关系密切。     

高住低练对大鼠心肌线粒体活性氧的影响

目的:探讨常压不同低氧(14.5%、12.6%氧含量)环境下(相当于模拟海拔3000m和4000m)高住低练对大鼠心肌线粒体活性氧(ROS)的影响,为运动与低氧适应的应用研究提供参考。方法:120只SD大鼠,随机分为12组,分别为低住安静组、低住低练组、急性高住安静组、急性高住运动组、急性高住低练组、高住安静组和高住低练组,5个高住组又分为常压14.5%氧含量和12.6%含氧量2个亚组。采用二氯荧光素双醋酸盐(DCFH-DA)荧光探针观察线粒体ROS的变化。结果:急性低氧应激后,大鼠心肌线粒体ROS呈上升趋势。与低住安静组相比,模拟海拔3000m和4000m急性高住安静组和急性高住运动组线粒体ROS均显著升高(P<0.05,P<0.01);与低住低练组相比,急性高住运动组均显著升高(P<0.01),模拟海拔4000m高住低练组显著升高(P<0.05);与急性高住运动组相比,模拟海拔3000m急性高住低练组和高住低练组均显著下降(P<0.05),可见模拟海拔3000m高住低练能使ROS生成减少。结果提示:心肌线粒体ROS可能参与低氧适应的形成和发展,高住低练有利于缺氧耐受性的形成。     

高住高练对肥胖大鼠肝脏SREBP-1c表达的影响

目的:探讨高住高练对高脂饮食肥胖大鼠肝脏SREBP-1c表达的影响。方法:出生21天离乳SD雄性大鼠280只,肥胖造模成功后挑选160只,2周适应性训练后筛选130只,随机分为13组:对照组(同时视为低住低练0周组、低氧安静0周组和高住高练0周组),低住低练1、2、3、4周组,低氧安静1、2、3、4周组,高住高练1、2、3、4周组。用水平动物跑台进行有氧耐力运动,低住低练各组在常氧下进行速度为26 m/min、1 h/d、6 d/w的运动,分别持续1～4周;低氧安静各组每天在低氧下(氧浓度为13.6%,约相当于3500 m海拔高度)生活,自由活动,不安排训练,分别持续1～4周;高住高练各组每天在低氧下(氧浓度为13.6%)生活23 h,训练1 h,速度为21 m/min,6 d/w,分别持续1～4周(非训练日生活24 h)。对照组于正式实验开始前、安静组于相应周数后、运动组于最后一次训练后恢复24 h取材。分别采用实时荧光定量PCR技术和Western Blot技术检测大鼠肝脏SREBP-1c基因和蛋白表达。结果:相同训练模式不同周数之间比较,高住高练组大鼠肝脏SREBP-1c mRNA和蛋白表达在第1、2、4周较对照组均变化无统计学意义(P>0.05),第3周mRNA表达降低,与对照组比较差异有统计学意义(P<0.05),第3周蛋白表达下降,与1、2周组之间的差异均有统计学意义(P<0.05)。相同周数不同训练模式之间比较,第1、4周,高住高练组肝脏SREBP-1cmRNA和蛋白表达与低住低练组和低氧安静组比较差异无统计学意义(P>0.05),第2周高住高练组SREBP-1c蛋白表达高于低住低练组(P<0.01),第3周高住高练组SREBP-1c mRNA和蛋白表达低于低氧安静组(P<0.05)。结论:3周高住高练抑制肥胖大鼠肝脏SREBP-1c mRNA和蛋白表达效果较好。     

低氧训练对大鼠肾组织细胞凋亡及HIF-1α、bax、bcl-2表达的影响

目的:观察低氧训练对大鼠肾组织细胞凋亡及HIF-1α、bax、bcl-2表达的影响,为探讨低氧训练适应机理提供依据。方法:60只SD大鼠按体重随机分为6组,每组10只,即:常氧组(C)、高住8h组(8hHi)、高住12h组(12hHi)、常氧运动组(T)、高住低练8h组(8hHiLo)和高住低练12h组(12hHiLo)。T、8hHiLo、12hHiLo组大鼠每天在坡度为0的动物跑台上以25m/min的速度训练1h。训练后,将8hHi、8hHiLo组和12hHi、12hHiLo组分别放入氧浓度为12.5%(相当于海拔4000m)的低氧舱内8h和12h,5d/周。实验周期为4周。最后一次实验结束后24小时取材,采用HE染色、原位末端脱氧核糖核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记法(TUNEL)及蛋白免疫组织化学法检测各组大鼠肾组织细胞凋亡和HIF-1α、bcl-2、bax表达,分析各指标之间的相关关系。结果:(1)与常氧组相比,高住12小时组、常氧运动组及高住低练组凋亡指数均显著增加(P<0.05);与常氧运动组比较,12小时高住低练组凋亡指数增加,具有统计学意义(P<0.05);8小时高住低练组凋亡指数比8小时高住组显著增加(P<0.05),12小时高住低练组凋亡指数比12小时高住组显著增加(P<0.05);与8小时高住低练组相比,12小时高住低练组凋亡指数显著增加(P<0.05)。(2)高住组、常氧运动组及高住低练组与常氧组相比HIF-1α、bcl-2、bax、bax/bcl-2均具有显著性差异(P<0.05);8小时和12小时高住低练组与常氧运动组相比,bcl-2、bax、bax/bcl-2亦具有显著性差异(P<0.05);12小时高住低练组bcl-2、bax、bax/bcl-2比12小时高住组显著增加(P<0.05),与8小时高住低练组相比,12小时高住低练组bcl-2、bax、bax/bcl-2显著增加(P<0.05);(3)凋亡指数与bax及bax/bcl-2、HIF-1α与bax呈正相关(P<0.05)。结论:(1)低氧训练可诱导大鼠肾组织HIF-1α、bcl-2以及bax蛋白表达,细胞凋亡指数及病理损伤与运动时低氧刺激有关,以高住低练12小时组最明显。(2)bcl-2与bax参与调控肾组织细胞的凋亡;HIF-1α的表达可能协同bcl-2家族凋亡相关因子的表达,在低氧训练导致的肾组织细胞凋亡中发挥双重效应。     

高住低训对大鼠骨骼肌低氧诱导因子-1α和血管内皮生长因子基因表达的影响

目的探讨高住低训(HiLo)对大鼠骨骼肌中低氧诱导因子-1α(HIF-1α)和血管内皮生长因子(VEGF)基因表达的影响。方法96只7周龄SD大鼠随机分为4组安静对照组、低氧对照组、常氧训练组和高住低训组。每组又分为3小组,分别是4、7和28天组。高住低训模型在模拟海拔4km(12.7%O2)的常压低氧舱居住,以中等强度(相当于55%~60%VO2max)进行常氧训练。采用RT-PCR法检测,半定量分析大鼠腓肠肌HIF-1α mRNA和VEGF mRNA表达。结果在4周观察期内,(1)单纯低氧或常氧训练引起的VEGF mRNA变化趋势与HIF-1α mRNA大致吻合开始迅速升高,然后随时间推移逐渐下降,但第28天时仍略高于对照组。提示低氧或常氧训练诱导的VEGF转录表达,可能通过以HIF-1α为核心转录因子的低氧信号转导通路来调节。(2)高住低训能诱导腓肠肌HIF-1α和VEGF mRNA表达,但其升高趋势会因时间差异而不同。提示,HiLo对HIF-1α和VEGF基因表达的影响,不是低氧和训练两种刺激的简单叠加,而是综合复杂作用的结果。     

不同低氧训练模式对大鼠腓肠肌有氧代谢酶活性的影响

目的:探讨三种低氧训练模式对大鼠腓肠肌有氧代谢酶活性的影响。方法:经过适应性训练和力竭实验筛选出40只雄性SD大鼠,采用双盲法平均分成4组:低住低练组、高住高练组、高住低练组和低住高练组。采用水平动物跑台进行耐力训练,运动强度为常氧下35m/min、低氧下30m/min,1h/d,5d/周,持续训练6周。低住低练组大鼠在常氧环境下生活训练;高住高练组大鼠在低氧环境(氧浓度为13.6%,约相当于海拔3500m高度)生活训练;高住低练组大鼠低氧环境生活12h,常氧环境训练;低住高练组大鼠在常氧环境生活,低氧环境训练。最后一次训练后恢复48h取腓肠肌,检测柠檬酸合成酶(CS)、琥珀酸脱氢酶(SDH)和苹果酸脱氢酶(MDH)活性。结果:与低住低练组比较,高住高练组大鼠腓肠肌CS、SDH和MDH活性分别升高11.7%(P<0.01)、8.7%(P<0.05)和12.5%(P<0.01);高住低练组、低住高练组较低住低练组增加,但无统计学意义。结论:3500米三种低氧训练模式就提高机体有氧代谢酶活性而言,高住高练优于高住低练和低住高练。     

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。     

常压模拟高住低练对大鼠促红细胞生成素及红细胞相关指标的影响

目的 :探讨常压下模拟高住 (相当于海拔 30 0 0m)低练对大鼠促红细胞生成素及红细胞相关指标的影响。方法 :40只雄性SD大鼠随机分为四组 :低住安静组、低住低练组、常压高住安静组和常压高住低练组 ,高住组大鼠每天在模拟 30 0 0m高度休息 1 2h ,运动组大鼠每天在常氧状态下进行速度为 2 5m/min的跑台训练 ,1h/d,5d/w ,测定 4w后大鼠血清EPO、Hb、RBC及HCT变化。结果 :常压高住安静组和常压高住低练组大鼠血清EPO、Hb、RBC及HCT值均显著增加 (P <0 0 1、P<0 0 5) ,为提高机体摄氧水平提供了可能     

模拟不同海拔高住低练对大鼠心肌VEGF和HSP70的影响

目的:探讨模拟不同海拔高住低练对大鼠心肌保护性蛋白热休克蛋白70(HSP70)和血管内皮生长因子(VEGF)表达的影响。方法:适应性喂养1周后,将48只SD大鼠按体重随机分为6组:常氧对照组(C)、14.5%O2低氧暴露组(14.5%O2LH)、12.7%O2低氧暴露组(12.7O2LH)、常氧训练组(TL)、14.5%O2高住低练组(14.5%O2LiLo)、12.7%O2高住低练组(12.7%O2HiLo),每组8只。采用20.9%、14.5%和12.7%三种氧浓度暴露和运动强度逐渐递增的高住低练模型,两LH组每天在低压氧舱中放置22 h后2 h舱外常氧生活,两HiLo组每天在低压氧舱中放置22 h后常氧生活1 h,再常氧训练1 h,所有进行低氧暴露的动物每周实验6天;TL组和两HiLo组进行一次5～10 min跑台适应性训练(速度为16 m/min,坡度为0)后,每天训练速度为35m/min,运动时间从30 min至60 min递增,每3天增加5 min,每天训练1次,每周6天,共4周。实验方案结束后24 h,麻醉大鼠取大鼠心尖肌组织,采用免疫组织化学技术检测VEGF和HSP70表达。结果:(1)与C组比较,14.5%O2LH组、TL组和12.7%O2的HiLo组VEGF阳性物质表达量显著增加(Ρ<0.05),12.7%O2LH组增加不显著(Ρ>0.05),而14.5%O2HiLo组表达量增加非常显著(Ρ<0.01);14.5%O2LH组VEGF阳性物质表达量较12.7%O2LH组显著增加(Ρ<0.05),12.7%O2HiLo组比14.5%O2HiLo组显著降低(Ρ<0.05),14.5%O2HiLo组VEGF阳性物质表达量较14.5%O2LH组显著增加(Ρ<0.05)。(2)与C组相比较,14.5%O2LH组、14.5%O2和12.7%O2两HiLo组HSP70阳性物质表达量增加(Ρ<0.05),12.7%O2LH组表达最明显,而TL组增加不显著(Ρ>0.05);14.5%O2LH和HiLo两组HSP70阳性物质表达量分别比12.7%O2LH和HiLo两组显著降低(Ρ<0.05),而两LH组HSP70阳性物质表达量分别与两HiLo组相比无显著性差异(Ρ>0.05)。结论:单纯低氧暴露、常氧运动及高住低练三种应激因素均诱导细胞保护性蛋白VEGF和HSP70表达;14.5%O2HiLo组的VEGF表达最显著,而12.7%O2LH组的HSP70表达最显著。     

低氧暴露和运动对正常大鼠胰岛β细胞形态的影响

目的:动态观察低氧暴露和运动对正常大鼠胰岛β细胞形态的影响。方法:将SD大鼠分为安静对照组(C)、低氧暴露组(H)、常氧运动组(E)和高住低训组(HL)。运动方式为跑台运动,坡度5°,速度20 m/min,60 min/次,低氧组晚上在氧浓度为13.6%的低氧帐篷内暴露12h。分别于实验开始后1d、7d和28d时取材,用HE和醛复红对比染色观察胰岛β细胞形态,并用图像分析法计算β细胞面积百分比。结果:实验1d的低氧暴露和高住低训初期(1d和7d),胰腺腺泡细胞出现明显的中度脂肪变性,28d时腺泡细胞呈现轻度的脂肪变性。图像分析显示,实验7d和28d时常氧运动组胰岛β细胞占胰岛面积百分比都有增加的趋势,但均无显著性差异(P>0.05);实验7d时低氧暴露组以及高住低训组胰岛β细胞占胰岛面积百分比都有增加的趋势,但均无显著性差异(P>0.05)。实验28d时高住低训组胰岛β细胞占胰岛面积百分比显著性降低(P<0.05),低氧暴露组也有降低的趋势,但无显著性差异(P>0.05)。结论:①高住低训可使正常大鼠胰腺腺泡细胞发生脂肪变性,随时间延长其脂肪变性减轻。②有氧运动训练对正常大鼠胰岛β细胞的形态无显著影响,低氧暴露和高住低训可降低胰岛β细胞占胰岛面积的百分比,且高住低训组更明显,表明低氧暴露和高住低训可能对正常机体胰岛β细胞的形态产生不良影响,从而影响其内分泌功能。     

低氧训练对大鼠心、肝、肾、海马组织细胞凋亡的影响及其机制研究

目的:观察低氧训练对大鼠心、肝、肾、海马组织细胞凋亡及HIF-1α、Bax、Bcl-2表达的影响,探讨低氧训练的适应机理。方法:70只SD大鼠按体重随机分为7组,每组10只,即正常对照组(A)、高住8 h组(B)、高住12 h组(C)、常氧运动组(D)、8 h高住低练组(E)、12 h高住低练组(F)和一次力竭运动组(G)。D、E、F组大鼠每天在坡度为0的动物跑台上,以25 m/min的速度训练1 h。训练后,分别将B、E组和C、F组依次放入氧浓度为12.5%(相当于海拔4000 m)的低氧舱内8 h和12h。5 d/周,实验期4周。最后一次训练,B、C、D、E、F、G组以25 m/min的速度训练至力竭,24 h后大鼠均实施速眠新II腹腔麻醉后心脏取血致死,取材。采用HE染色、原位末端脱氧核糖核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记法(TUNEL)及蛋白免疫组织化学法检测大鼠心、肝、肾、海马组织细胞凋亡和HIF-1α、Bcl-2、Bax表达。结果:(1)随时间延长,高住组大鼠心、肝、肾、海马组织出现棕褐色凋亡细胞;12 h高住低练组大鼠心、肝、肾组织可见细胞肿胀、间隙明显增大,凋亡细胞核随时间延长明显增多,而海马组织凋亡细胞核明显减少;常氧运动组可见较多凋亡细胞核,一次力竭运动组可见大量凋亡细胞核。(2)高住组、常氧运动组、高住低练组、一次力竭运动组心、肝、肾细胞凋亡指数、Bax、HIF-1α表达显著高于正常对照组(P<0.05),而高住12 h组、常氧运动组、一次力竭运动组海马区细胞凋亡指数、Bax、HIF-1α显著高于正常对照组(P<0.05)。12 h高住低练组心、肝、肾凋亡指数、Bax及HIF-1α表达显著高于常氧运动组(P<0.05),而高住低练组海马区细胞凋亡指数、Bax及HIF-1α表达显著低于常氧运动组(P<0.05)。高住组、常氧运动组、8 h高住低练组心、肝、肾、海马细胞凋亡指数、凋亡发生率及Bax、HIF-1α表达显著低于一次力竭运动组(P<0.05);12 h高住低练组心、肝、肾凋亡发生率、凋亡指数及Bax、HIF-1α表达显著高于高住组和常氧运动组(P<0.05),而高住组和常氧运动组及一次力竭运动组海马组织凋亡发生率、凋亡指数及Bax、HIF-1α表达显著高于高住低练组。(3)各实验组心、肝、肾Bcl-2蛋白表达显著高于正常对照组(P<0.05);与一次力竭运动组相比,高住8h组、常氧运动组有下降趋势,但无统计学意义;随着低氧暴露时间延长,高住组心、肝、肾Bcl-2蛋白表达增加不明显,高住低练组Bcl-2蛋白表达随低氧暴露时间延长而增加;而高住组、高住低练组海马区Bcl-2蛋白表达随低氧暴露时间延长而降低。结论:(1)耐力运动、8 h和12 h的4000 m低氧暴露、8 h高住低练可提高大鼠有氧代谢能力。(2)低氧、耐力运动、高住低练、一次力竭运动诱导大鼠心、肝、肾、海马组织HIF-1α、Bcl-2及Bax蛋白表达,细胞凋亡率与凋亡指数及损伤与低氧刺激和大强度运动有关,12 h高住低练及一次力竭运动对运动能力影响最明显。(3)Bcl-2与Bax参与调控心、肝、肾、海马组织细胞凋亡,HIF-1α表达可能协同Bcl-2家族调控凋亡相关因子的表达,在低氧训练导致的组织细胞凋亡中发挥双重效应。(4)低氧刺激对不同组织影响不一,对心、肝、肾影响较大,海马组织相对稳定。     

耐力训练对大鼠骨骼肌Mfn2蛋白表达及线粒体功能的影响

目的:观察耐力训练对大鼠骨骼肌线粒体Mfn2蛋白表达及线粒体功能的影响,探讨耐力训练提高骨骼肌有氧代谢能力的线粒体机制。方法:20只雄性Wistar大鼠随机分为对照组(CN)和耐力训练组(ET),每组10只。ET组大鼠进行12周游泳耐力训练,CN组不训练正常饲养。12周后取大鼠腓肠肌,差速离心法提取线粒体,测定锰超氧化物歧化酶(MnSOD)活力、丙二醛(MDA)含量、线粒体呼吸功能、Mfn2基因和蛋白表达。结果:ET组大鼠腓肠肌线粒体MnSOD活性显著高于CN组(P<0.01),MDA含量低于CN组(P<0.05),态3呼吸和Mfn2蛋白表达水平显著高于CN组(P<0.05),呼吸控制比和Mfn2基因表达水平显著高于CN组(P<0.01),态4呼吸无明显变化。结论:12周游泳运动显著上调了Mfn2基因及蛋白表达,这可能是耐力训练提高骨骼肌有氧代谢能力的线粒体机制。     

mTOR signaling and the molecular adaptation to resistance exercise

Skeletal muscle size is dynamic and responsive to extracellular signals such as mechanical load, neural activity, hormones, growth factors, and cytokines. The signaling pathways responsible for regulating cell size in adult skeletal muscle under growth and atrophy conditions are poorly understood. However, recent evidence suggests a role for the PI3K/Akt/mTOR pathway. Protein translation is regulated through the phosphorylation of initiation factors that are controlled by signaling pathways downstream of PI3K/Akt. Recent work in mammals has suggested that activation of Akt/PKB, a Ser-Thr phosphatidylinositol-regulated kinase, and its downstream targets, glycogen synthase kinase-3 (GSK3) and the mammalian target of rapamycin (mTOR), may be critical regulators of postnatal cell size in multiple organ systems, including skeletal muscle. This paper will review some of the recent data that demonstrate the critical role of Akt/mTOR signaling in the regulation of postnatal muscle size, especially under conditions of increased external loading.