运动与健康：从运动健康效应评价到运动模拟药物开发

规律性耐力运动对收缩器官（骨骼肌）及远隔器官（心脏、脑、肝脏、脂肪等）均有健康促进效应。在骨骼肌中，运动通过调控PPARδ、AMPK、SIRT1及PGC-1α等一系列信号通路促进骨骼肌重塑。此外，收缩的骨骼肌合成“运动因子”（如IL-6、BDNF、Irisin等）并以内分泌方式释放入血，扩散并作用于远隔器官，是运动防治多种慢性疾病的重要途径。上述信号通路及＂运动因子“成为开发”运动模拟＂药物的靶向。本综述中，我们讨论了运动促进健康的生物学靶位及“运动模拟”药物开发的研究进展。

联合抗阻-耐力运动对冠心病患者心肺功能的影响

目的:探讨联合抗阻-耐力运动在冠心病康复中的作用,以及对患者心肺功能的影响.方法:将招募的105例冠心病患者采用随机数字表法随机分为抗阻—耐力组、常规耐力运动组和健康教育组,每组35例.三组均给予生活方式的指导,常规耐力运动组在此基础上进行耐力运动训练,而抗阻—耐力组则在常规耐力运动组基础上进行抗阻训练.训练12周后,对患者的心肺功能和运动能力进行检测并比较各组间差异.结果:康复训练后,患者心肺运动试验结果显示,三组在无氧阈(AT)、峰值氧脉搏、峰值氧摄取量和VE/VCO2差异均具有显著性意义(P＜0.05),两两比较显示,抗阻—耐力组的AT、峰值氧脉搏、峰值氧摄取量和VE/VCO2均显著优于对照组,并且常规耐力运动组的VE/VCO2也显著优于对照组,差异均具有显著性意义(P＜0.05).同时,抗阻—耐力组的AT、峰值氧脉搏和峰值氧摄取量均显著优于常规耐力运动组,差异均具有显著性意义(P＜0.05).干预后,抗阻—耐力组和常规耐力运动组的FVC和FEV1两指标均显著改善,康复干预前后差异具有显著性意义(P＜0.05).干预后三组方差分析显示,三组间FVC、FEV1,以及FEF25％、FEF50％、FEF75％等小气道指标差异均具有显著性意义(P＜0.05).两两比较结果显示,抗阻—耐力组和常规耐力运动组的FVC、FEV1、FEF25％、FEF50％、FEF75％均显著优于对照组(P＜0.05),而上述两组间差异无显著性意义(P＞0.05).康复训练后,三组患者在屈肘、伸膝和屈膝等三方面的肌肉力量间差异也均具有显著性意义(P＜0.05).进一步两两比较显示,抗阻—耐力组的屈肘、伸膝和屈膝力量均高于对照组,单纯耐力运动组的屈肘和屈膝力量优于对照组,并且抗阻—耐力组的伸膝和屈膝力量也优于单纯耐力运动组,差异均具有显著性意义(P＜ 0.05).结论:与常规耐力运动相比,对冠心病术后患者给予抗阻—耐力运动,能够显著提高患者的心肺储备功能,但对静息肺功能影响不大.

运动对Apo E基因敲除小鼠主动脉易损斑块和MMP9、 Tenascin-C的影响

目的:探讨长期中等强度负荷耐力运动对载脂蛋白(Apo E)基因敲除小鼠主动脉粥样硬化易损斑块的影响和对主动脉基质金属蛋白酶9(MMP9)、腱糖蛋白-C(tenascin-C)表达的调控作用.方法:40只6周龄Apo E基因敲除小鼠随机分为运动干预组(20只)和对照组(20只).运动干预组给予长期中等强度的负荷耐力跑台运动干预32周;一般对照组未予以特殊干预.实验结束后评估两组小鼠主动脉动脉粥样硬化斑块面积和动脉粥样硬化斑块脂核面积的变化情况、采用偏振光的方法测定主动脉胶原含量的变化,采用免疫组化方法测定主动脉MMP9、tenascin-C的表达.结果:长期中等强度负荷耐力运动组主动脉粥样硬化斑块面积、斑块脂核面积及埋藏纤维帽数目均显著下降[(70932±4669)μm2 vs (57247±3982)μm2,P＜0.01;(21279±2104)μ.m2 vs(57247±3982)μm2,P＜0.01;1.03±0.42vs 5.22±0.77,P＜ 0.01]、主动脉壁胶原含量显著增加(67.41％±7.88％ vs 21.22％±8.63％,P＜0.01),主动脉MMP9(47.02±8.55 vs 36.67±4.51,P＜0.01)、tenascin-C的表达显著低于对照组(39.72±6.89 vs 28.86±2.90,P＜0.01).结论:长期中等负荷耐力运动可显著下调Apo E基因敲除小鼠主动脉MMP9、tenascin-C的表达并具有稳定主动脉易损斑块的作用.

运动对Apo E基因敲除小鼠冠状动脉超氧化物阴离子和NF-κB的调控作用

目的:探讨长期中等负荷耐力运动对载脂蛋白E(Apo E)基因敲除小鼠冠状动脉粥样硬化的影响和对冠状动脉超氧化物阴离子、CD40L的调控作用.方法:40只6周龄Apo E基因敲除小鼠随机分为运动干预组和对照组.运动干预组给予长期中等负荷耐力跑台运动干预32周；一般对照组未予以特殊干预.实验结束后评估两组小鼠冠状动脉主干的动脉粥样硬化病理形态学改变程度,采用荧光免疫组化法测定冠状动脉主干的超氧化物阴离子、CD40L的表达、实时PCR的方法测定NF-κB、MCP-1mRNA的表达.结果:一般对照组冠状动脉粥样硬化进展显著；长期中等负荷耐力运动组冠状动脉粥样硬化程度显著下降、冠状动脉主干狭窄率较对照组显著下降(33.3±5.66％vs 48.3±5.91％,P＜0.01)、冠状动脉主干超氧化物阴离子显著低于对照组(2.17±0.69 vs 3.70±0.51,P＜0.01),CD40L的表达均显著低于对照组(1.97±0.41 vs 2.47±0.35,P＜0.01),并且NF-κB、ICAM-1、MCP-1 mRNA的表达也显著低于对照组.结论:长期中等负荷耐力运动可显著下调Apo E基因敲除小鼠冠状动脉超氧化物阴离子与CD40L的表达,减轻炎症浸润并延缓冠状动脉粥样硬化的进展.

耐力运动对2型糖尿病大鼠骨骼肌葡萄糖运载体4基因表达的影响

目的:探讨耐力运动对糖尿病大鼠骨骼肌葡萄糖运载体4(glucose transporter 4,GLUT4)mRNA表达的影响.方法:32只雄性2型糖尿病OLETF大鼠和13只雄性对照LETO大鼠随机分为6组:A1组OLETF运动组、A2组OLETF运动+胰岛素组、B1组OLETF非运动组、B2组OLETF非运动+胰岛素组、C组LETO运动组、D组LETO非运动组.A1、A2、C组参照Ploug报道的大鼠游泳运动方法运动12周.A2、B2组经肝门静脉予胰岛素10U/Kg的注射.1min后处死取材.Real-time PCR方法测定GLUT4 mRNA.结果:GLUT4 mRNA表达在A1组比B1组升高3倍.A2组比A1组升高13倍,B2组比B1组升高20倍,差异均有显著性意义;A2组比B2组GLUT4 mRNA升高2倍.差异无显著性意义.结论:耐力运动可以促进GLUT4 mRNA的表达,耐力运动和胰岛素对糖尿病治疗具有协同作用.两者不能相互替代.

PPARα与运动改善脂质代谢的关系

目的:通过观察运动后小鼠血脂及肝脏中脂质代谢相关基因的变化来探讨PPARα与运动改善高脂血症小鼠脂质代谢的关系,深入研究运动改善血脂的可能作用机制.方法:将雄性C57BL/6小鼠60只随机分为正常饮食安静组(NC)、正常饮食运动组(NE)、高脂饮食安静组(HC)、高脂饮食运动组(HE).同时,NE和HE组分别进行为期8周的无负重游泳训练.采用酶法和比色法分别检测血脂和游离脂肪酸(FFA)水平,并采用NoRhern Blot法、WesternBlot法检测各组小鼠肝脏中PPARa、CPT-1基因及蛋白表达.结果:高脂饮食条件下.HE组比HC组TG、TC、LDL分别降低了17.2%、20%、42.1%,HDL升高了23.1%,均具有显著性差异.同时,HE比HC中FFA也降低了37.4%.运动组肝脏中PPARα的mRNA和蛋白表达均较安静组有所提高,尤其在HE中其表达量比HC提高显著.结论:运动可有效改善血清脂质水平和促进脂肪酸的利用,可使肝脏中PPARα、CPT-1表达量在转录和翻译水平上均有所提高,机制可能在于运动提高了机体对脂肪酸的利用,激活了PPARα,从而提高了CPT-1的表达.

运动和葡萄籽原花青素对高脂饮食大鼠血脂代谢及自由基水平的影响

目的:探讨长期中等负荷耐力运动和葡萄籽原花青素(GSP)干预对血脂异常及自由基水平异常的预防作用.方法:32只大鼠随机分为4组:普通饲料组(A组)、高脂饮食组(B组)、高脂饮食+GSP组(C组)、高脂饮食+运动组(D组).B、C与D组大鼠采用高脂饮食喂养.C与D组大鼠在高脂饮食喂养的同时,分别给予GSP、中等负荷耐力跑台运动干预9周；不进行GSP干预的其他三组采用同等体重剂量安慰剂干预.比较各组大鼠血清总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)与高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)及超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)水平.结果:B、C与D组大鼠血清TC、TG、LDL-C浓度明显升高及HDL-C浓度明显下降,血清SOD活性明显下降及MDA含量明显增加.但C、D组大鼠血清TC、TG、LDL-C浓度均比B组低,其中D组TG、LDL-C水平又比C组低；D组HDL-C浓度比B组高；C与D组大鼠血清SOD、MDA指标分别高于、低于B组.结论:长期中等负荷耐力运动和GSP干预均对高脂饮食大鼠血脂异常形成具一定抵抗作用,但GSP效果不如运动；两者均可减轻血脂异常大鼠SOD活性的下降程度,减少脂质过氧化反应.

不同强度的耐力运动对糖尿病大鼠骨骼肌 GLUT4 mRNA表达的影响

目的:探讨不同强度的耐力运动对糖尿病大鼠骨骼肌GLUT4 mRNA表达的影响.方法:雄性SD大鼠,其中36只大鼠经尾静脉注射链脲霉素,建立糖尿病模型.然后随机分为低强度运动组(EL)、高强度运动组(EH)、低强度运动加胰岛素治疗组(LI)、高强度运动加胰岛素治疗组(HI)、胰岛素治疗非运动组(DI)和非胰岛素治疗非运动组(DM).6只SD大鼠为非运动正常血糖组(CN).耐力训练采用活动平板,胰岛素采用皮下注射,共8周.运用RT-PCR法测定骨骼肌GLUT4 mRNA.结果:DM组骨骼肌GLUT4 mRNA表达水平显著低于其它各组(P＜0.05).LI组骨骼肌GLUT4 mRNA表达水平明显增高接近CN组,并且显著高于DI组.DI组GLUT4 mRNA含量与EL、EH、HI各组相当,差异无显著性意义.结论:运动可以促进GLUT4 mRNA的表达,而运动强度对GLUT4 mRNA表达量无显著影响;低强度运动加胰岛素所具有佳的GLUT4 mRNA表达水平是其它单独干预措施所无法替代的.

耐力运动对雌激素依赖性乳腺癌小鼠肿瘤血管生成的影响

目的:探讨耐力运动对雌激素依赖性乳腺癌肿瘤血管生成的影响.方法:40只雌性BALB/c小鼠随机分为2组,一组小鼠在跑台上进行8周持续耐力运动,另一组不进行运动.之后给予2组小鼠注射雌激素依赖性MC4L2癌细胞,肿瘤形成后,随机再将这两组小鼠以每组10只,分为4组,即:运动-肿瘤-运动组(A);运动-肿瘤-休息组(B);休息-肿瘤-运动组(C)和休息-肿瘤-休息组(D).A、C组小鼠进行为期6周的耐力运动,每周运动5天.期间,每周测量肿瘤体积.后,处死小鼠,摘除肿瘤组织,制成匀浆ELISA定量法测量细胞因子白细胞介素-6(IL-6)和血管内皮生长因子(VEGF)的表达水平.结果:A、C组与B、D组相比,IL-6(P=0.001)、VEGF (P=0.0001)和肿瘤体积(P=0.0001)显著降低.结论:运动可致使乳腺癌细胞致瘤小鼠的肿瘤组织内促炎症细胞因子水平降低,抑制肿瘤血管生成因子表达增加.因此,运动对雌激素依赖的乳腺癌可能有一定的辅助治疗与预防作用.

耐力运动增加糖尿病大鼠血清瘦素水平的研究

目的:探讨耐力运动与体重调节密切相关的血清瘦素水平的关系,观察耐力运动对正常大鼠和糖尿病大鼠体重、血糖、血清胰岛素和血清瘦素的影响.方法:将实验动物分成4组,分别为正常对照组、正常耐力运动组、糖尿病组、糖尿病耐力运动组.所有运动组按Ploug方法进行游泳训练.结果:正常耐力运动组大鼠8周游泳训练后的血清瘦素浓度较运动前显著降低.糖尿病耐力运动组大鼠8周游泳训练后的血糖浓度较运动前降低35%,血清胰岛素浓度较运动前升高38%,血清瘦素浓度较运动前升高40%,8周期间每周体重增加数明显回升.结论:正常生理状态耐力运动能降低血清瘦素水平,这是机体为维持自身体重稳定和能量平衡的一种适应性反应;而在STZ糖尿病状态下,瘦素似乎与胰岛素关系更密切,耐力运动在降低血糖、改善机体对胰岛素敏感性的同时,似乎也改善了对瘦素的敏感性,耐力运动可增加糖尿病大鼠血清瘦素的水平.

壳聚糖对运动训练大鼠血浆自由基代谢的影响

目的:研究壳聚糖对大鼠耐力运动中自由基代谢的影响.方法:对大鼠进行4周跑台耐力训练,以0.25g/kg壳聚糖灌胃,测定血浆中丙二醛(MDA)含量、硒谷胱甘肽过氧化物酶(Se-GPx)、过氧化氢酶(CAT)活性.结果:服药组与运动后即刻组和3天恢复组比较MDA含量降低(P＜0.05);Se-GPx和CAT活性显著增强(P＜0.05).结论:壳聚糖能有效地减轻运动后产生的内源性自由基所致的脂质过氧化反应,增强抗氧化能力,促进运动后的恢复.

耐力运动缓解糖尿病

运动持续时间对少年运动员心脏标志物及心功能的影响

目的 观察运动持续时间对少年运动员心脏标志物释放及心功能的影响.方法 12名少年男子中长跑运动员以无氧阈强度分别进行45 min及90 min跑台运动测试,运动前后测定血液肌钙蛋白T(cTnT)和N末端脑钠肽原(NT-proBNP)水平及左心室功能.结果 两次运动前及45 min运动后血清均未检出cTnT,但90 min运动后8名受试者cTnT阳性(cTnT中位数0.013μg/L;范围0.011～O.043μg/L;阳性率66.7%).两次运动均引起NT-proBNP显著增加(45 min运动前:17.3～109.9 ng/L,运动后:25.4～178.4 ng/L;90 min运动前:13.2～193.8ng/L,运动后:16.3-266.9 ng/L),但运动持续时间延长并未显著提高NT-proBNP的增加幅度.另外,两次运动均未显著改变左心室收缩及舒张功能,且运动前后心脏功能变化与心脏标志物水平变化无显著相关.结论 在一定运动强度内,耐力运动可引起运动员cTnT及NT-proBNP水平增加,其变化与左心室功能变化无相关性,而cTnT升高与运动持续时间延长有关.

钙调神经磷酸酶在耐力运动大鼠骨骼肌纤维类型和大小转变中的作用

目的:探讨钙调神经磷酸酶(CaN)在耐力运动时骨骼肌纤维类型和大小转变中的作用.方法:雄性SD大鼠(150～200g)随机分成对照组和运动组.运动组大鼠进行6周无坡度跑台训练(20m/min～28m/min),并在第3周末进一步随机分成2组:运动+环孢素组,皮下注射环孢素(CSA,15mg/kg体重/day)3周;单纯运动组,注射等量生理盐水.各组大鼠第6周末取比目鱼肌和趾长伸肌,分别用SDS-PAGE电泳法和肌纤维ATP酶染色法测定肌球蛋白重链(MHC)组成比例和肌纤维横断面积,同时用比色法测CaN活性,并用Westernblotting法测CaN和活化T细胞核因子2(NFAT2)蛋白含量.结果:单纯运动组大鼠比目鱼肌MHC Ⅰ比例(93.4±6.0%)显著高于对照组(82.7±6.6%),而运动+环孢素组大鼠MHCⅠ比例(79.3±8.4%)无增加,但其Ⅰ型肌纤维横断面积显著小于对照组和单纯运动组(P＜0.05).单纯运动组大鼠趾长伸肌胞浆CaN活性及胞核NFAT2蛋白含量显著高于对照组(P＜0.05),但纤维比例无显著改变(P＞0.05);运动+环孢素组大鼠趾长伸肌肌原纤维蛋白浓度显著高于单纯运动组(P＜0.05),且该组各型肌纤维横断面积均显著小于对照组和单纯运动组(P＜0.05).结论:CaN参与了耐力运动骨骼肌纤维类型和大小的调控,且具有肌肉特异性.

运动前进食不同血糖指数食物对长跑能力的影响

目的:探讨运动前进食不同血糖指数食物对长跑能力的影响.方法:实验设计采用平衡重复测试法,8名男子耐力长跑运动员在间隔期不少于7天内,在隔夜空腹情况下分别进食含相等热量的低血糖指数[Glycemic index (GI)](GI=37)或高GI(GI=77)的碳水化合物(CHO)食物(CHO∶1.5g/kg体重).2小时后,受试者在水平跑台上进行21km的长跑能力测试.首5 km中,受试者以其70%VO2max的速度跑步,而其后的16 km,则可随意选择速度以短时间完成.结果:与高GI试验相比,所有受试者在进食低GI食物后的跑步时间明显缩短(98.7 ± 2.0 vs 101.5 ± 2.1 min, P＜0.01).整个跑步全程中,低GI试验的血糖及血清游离脂肪酸(FFA)的水平较高GI试验为高.虽然进食高GI食物后两小时的血清胰岛素较高,但在运动过程中,血清胰岛素、皮质醇、血乳酸水平与低GI试验相比均无显著差异.与高GI试验相比,低GI试验中CHO氧化在能量供应上的依赖低9.5%,而脂肪氧化则高17.9%.结论:在运动前2小时进食低血糖指数的CHO食物,比提供同等热量的高血糖指数食物能更有效地提高长跑运动的能力.

单纯性肥胖少儿血内皮素、血脂的改变及耐力运动对其影响的研究

目的：研究单纯性肥胖少儿血ET、血脂及血压的改变及耐力运动对其的影响。方法：将受试对象分为3组，肥胖组（21人）、对照组（18人）和运动组（7人），比较两组间及运动组运动前后血ET、血脂和血压的改变，并进行统计学处理。结果：肥胖组少儿的血ET、TC、TG、LDL、ApoB、收缩压及舒张压与非肥胖组比较均明显增高；单纯性肥胖少儿经过2个月的耐力运动训练后，体重和血ET水平明显降低，运动后TC、TG、LDL及ApoB也明显降低，HDL和ApoB无明显改变。结论：单纯性肥胖可引起血ET水平明显升高，说明单纯性肥胖已使少儿的血管内皮细胞受到了损伤；运动在降低体重的同时还可以明显降低血ET水平，并使血脂发生良性改变，提示运动在减肥过程中有不可替代的作用。

运动中补充不同饮料对女子马拉松运动员运动成绩和生理机能影响

目的:比较21 km运动中补充碳水化合物-电解质-蛋白质饮料(Carbohydrate-electrolyte-protein solution,CEPS)、碳水化合物-电解质饮料(Carbohydrate-electrolyte solution,CES)和不含碳水化合物与蛋白质的饮料(Placebo,PLA)对女性马拉松运动员运动成绩的影响.方法:研究对象为12名女性马拉松运动员,年龄33.4±2.1岁,BMI 21.10±0.6 kg/m2,大摄氧量(VO2max)48.5±1.9 mL/kg/min.选取CEPS(4％碳水化合物+2％蛋白质)和CES(6％碳水化合物)作为实验组饮料,两组饮料总能量匹配;并选取无碳水化合物和蛋白质的PLA作为对照组饮料.采用随机交叉实验设计完成3次21 km测试,每次测试间隔不少于28天.每次测试中,首5 km,受试者以其70％VO2max的速度跑步,其后的16 km,运动员可自由调节速度以短时间完成.每次运动过程中,每2.5 km给予受试者150 mL指定的饮料(CEPS、CES或PLA).每5 km采集血液和气体样本,记录主观测量指标和运动成绩,并监测心率和体核温度.结果:与PLA相比,运动员摄入CES后跑步时间显著缩短(97.8±1.6 min vs.102.4±2.4 min,P＜0.05),但CEPS组运动成绩(100.7±2.9 min)与其他两组饮料相比差异均无统计学意义(P＞0.05).CES组血糖高于PLA组(P＜0.05).CEPS组呼吸交换率高于PLA组(P＜0.05).三组间体核温度、乳酸、心率、碳水化合物和脂肪氧化速度、碳水化合物和脂肪氧化总量差异无统计学意义(P＞0.05).主观测量指标包括主观疲劳感评分,腹部舒适度评分和口渴评分在三组饮料间差异无统计学意义(P＞0.05).结论:与不合能量物质的对照组相比,运动中补充6％的含碳水化合物饮料,可以提高女子马拉松运动员的运动成绩,而未发现摄入4％碳水化合物+2％蛋白质饮料在耐力运动中的积极作用.

耐力、抗阻运动对骨骼肌衰减症小鼠腓肠肌细胞自噬相关基因表达的影响

目的:探讨骨骼肌衰减发生过程中自噬的变化及运动对其相关基因表达的影响,试图从自噬角度解释骨骼肌衰减的发生机制和运动预防骨骼肌衰减的作用机理.方法:36只2月龄C57BL/6小鼠随机分为青年对照组、老年对照组、老年耐力运动组、老年抗阻运动组.老年耐力运动组和老年抗阻运动组从17月龄(64周龄)开始分别进行4个月的跑台、爬梯训练.老年耐力运动组采用动物跑台进行无负重跑台训练,负荷15米/分钟,3次/周,40分钟/次.老年抗阻运动组以小鼠尾部负重进行爬梯训练,3次/周,2组/天,3次/组,组间隔2分钟,次间隔1分钟.后用Q-PCR的生物学方法检测自噬相关基因LC3、Beclin1、LAMP-2mRNA的相对表达量.结果:1)老年对照组C57BL/6小鼠出现严重骨骼肌衰减症.2)与青年对照组相比,老年对照组小鼠Beclin1、LC3b/LC3a、LAMP-2bmRNA显著升高,LAMP-2a mRNA的变化无显著性差异.3)与老年对照组相比,老年耐力运动组Beclin1、LC3b/LC3a、LAMP-2a mRNA相对表达量降低,且具有差异显著性,LAMP-2b mRNA相对表达量无差异显著性.4)与老年对照组相比,老年抗阻运动组Beclin1、LAMP2a、LAMP-2b mRNA表达降低具有显著性,LC3b/LC3a比值升高具有显著性.结论:20月龄C57BL/6小鼠自噬活性显著升高,可诱导骨骼肌产生骨骼肌衰减症;小鼠衰老期16周耐力运动可降低衰老小鼠骨骼肌细胞过度自噬,抵抗骨骼肌衰减症;小鼠衰老期16周抗阻训练可有效控制体重,同时一定程度上抑制衰老引起的自噬激活,抵抗骨骼肌衰减症.

耐力训练对不同AMPKα2基因状态小鼠骨骼肌细胞核蛋白PGC-1α、ERRα表达及PGC-1α/ERRα结合量的影响

目的:探讨耐力训练对不同AMPKα2基因状态小鼠骨骼肌细胞核蛋白PGC-1α、ERRα表达和PGC-1α/ERRα结合量的影响.方法:C57BL/6J野生鼠(WT鼠)、AMPKα2转基因鼠(TG鼠)和AMPKα2基因敲除鼠(KO鼠)各20只,分别分为安静对照组(C组)和耐力训练组(T组).耐力训练组小鼠进行持续4周、每周一至周六、每天1小时的跑台训练,跑台坡度为0,速度12米/分钟.安静对照组小鼠饲养环境与耐力训练组相同,但不参与训练.完成训练16小时后取鼠小腿三头肌,采用蛋白印迹法测定核内ERRα和PGC-1α蛋白表达量,免疫共沉淀法测定核内PGC-1α/ERRα结合量.结果:1.耐力训练组所有小鼠骨骼肌核蛋白ERRα表达量均高于相应的安静对照组,而不同AMPKα2基因状态组间核蛋白ERRα表达量无明显差异.2.耐力训练组所有小鼠骨骼肌细胞核蛋白PGC-1α表达量均高于相应的安静对照组.TG鼠安静时和运动训练后核蛋白PGC-1α表达与WT鼠相比显著增加.3.与安静组相比,三种基因状态小鼠运动后骨骼肌细胞核内PGC-1α/ERRα蛋白结合量显著提高.与WT鼠相比,TG鼠安静时和运动训练后核内PGC-1α/ERRα结合量显著增加.结论:1.耐力训练显著增加AMPKα2三种基因状态小鼠骨骼肌细胞核内ERRα蛋白表达、PGC-1α蛋白表达和PGC-1α/ERRα结合量.2.与野生鼠相比,AMPKα2转基因鼠安静时和耐力训练后骨骼肌细胞核内PGC-1α蛋白表达和PGC-1α/ERRα结合量显著提高,可能与AMPKα2转基因鼠骨骼肌中AMPKα2蛋白表达量显著增加有关,核蛋白PGC-1α表达量对PGC-1α/ERRα结合量有重要影响.3.与野生鼠相比,安静时和耐力训练后AMPKα2敲除鼠骨骼肌细胞核内ERRα蛋白表达、PGC-1α蛋白表达和PGC-1α/ERRα结合量均无显著差异,提示AMPKα2基因敲除鼠体内可能存在除AMPKα2外的其他信号通路,可代偿AMPKα2缺失的影响.

耐力运动促进骨骼肌卫星细胞线粒体能量代谢及其对成肌分化的影响

目的:观察耐力运动训练对骨骼肌卫星细胞线粒体能量代谢的影响,并探讨其对成肌分化的调控机制.方法:C57BL/6小鼠随机分为安静对照组(N组)和运动训练组(T组).12周训练后,两步酶消化法分离骨骼肌卫星细胞,免疫化学染色鉴定卫星细胞纯度.原代培养并体外诱导成肌分化,倒置显微镜观察卫星细胞成肌分化程度.分别在分化0h和24h测定线粒体呼吸功能、ATP合成活力、膜电位和MyHC、COXⅣ、AMPK、p-AMPK、p21蛋白表达量.结果:免疫化学染色显示desmin阳性细胞＞90％,表明获取的卫星细胞纯度高.HE染色结果显示T组腓肠肌肌纤维横截面积显著高于N组(P＜0.05).分化Oh时,T组态3呼吸速率(ST3)、呼吸控制比(RCR)、线粒体ATP合成活力、p21表达较N组显著升高(P＜0.05),p-AMPK表达显著降低(P＜0.05).分化24h时,T组肌管形成数量及MyHC表达较N组显著升高(P＜0.05),ST3、RCR、ATP合成活力、膜电位、p21及COXⅣ表达显著增加(P＜0.05),p-AMPK表达显著降低(P＜0.05).结论:耐力运动训练可提高未分化卫星细胞线粒体能量代谢水平,继而抑制AMPK活化而增加p21表达,从而促进成肌分化的启动和进程.