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骨骼肌损伤与修复中内质网应激蛋白的表达变化
目的:通过观察骨骼肌损伤与修复过程中内质网应激(ERS)蛋白的表达变化,探讨内质网应激在骨骼肌损伤与修复过程中的可能作用.方法:72只8周龄雄性SD大鼠随机分为对照组(C组,n=8)和运动组(E组,n=64).采用一次性持续90min下坡跑(速度为16m/min,坡度为-16°),分别在运动结束后的0h、6h、12h、1d、2d、3d、1周和2周处死,取大鼠右侧腓肠肌,用于组织学、SOD活性和MDA含量以及内质网应激蛋白GRP78和GADD 153表达的测定.结果:①运动后3d骨骼肌大量炎症细胞浸润,损伤程度为严重,运动后2周肌纤维形态结构基本恢复正常；②SOD的活性运动后即刻上升,之后下降,在1d低,3d出现第二次下降；MDA的含量运动后即刻上升,之后持续下降,2周时低于对照组水平.SOD/MDA表现为运动后下降,1d低,之后持续上升.上述变化与对照组相比,均无显著性差异.③内质网应激蛋白GRP78、GADD153的表达以及GRP78/GADD 153表现为运动后呈上升趋势,1d时出现第一次峰值,之后略有下降,1周达到高,2周时出现下降趋势,但仍高于对照组.结论:骨骼肌损伤修复过程中前期内质网应激蛋白的表达增加有利于发挥细胞保护的作用,后期的表达有利于促进骨骼肌损伤后的修复.
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1周跑台训练对大鼠骨骼肌α-actin基因表达的影响
离心运动可造成骨骼肌损伤，但缺乏对连续离心运动的适应性研究。本研究观察1次（B组）和1周（C组）下坡跑训练对大鼠腓肠肌肌动蛋白基因表达的影响及血清CK、LDH的变化。结果显示：1次和1周训练后大鼠腓肠肌肌动蛋白基因表达都出现明显升高，B组大鼠血清CK、LDH运动后7天仍显著高于对照组，C组已恢复正常。结果提示：连续离心运动可加速一次离心运动后肌肉损伤的恢复，机体对运动逐渐产生适应。
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下坡跑对生长期雌性去卵巢小鼠成骨细胞分化和骨形成的影响
目的:研究下坡跑运动对生长期雌性小鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)数量、成骨细胞(OB)成骨能力和骨密度(BMD)等的影响.方法:40只4周龄C57BL/6雌性小鼠适应性喂养1周后,随机分为5组:安静组(C组)、运动组(D组)、安静去卵巢组(C+OVX组)、运动去卵巢组(D+OVX组)和安静假手术组(C+SHAM组).D组和D+OVX组进行8周下坡跑训练,其余三组不训练.8周训练结束后,C+OVX组和D+OVX组小鼠行去卵巢手术,C+SHAM组行假手术,术后安静状态下饲养6周.分别在8周训练结束后和术后6周处死C组、D组小鼠和其余三组小鼠.取下肢骨髓腔细胞进行原代培养并诱导BMSCs向OB分化,采用结晶紫染色检测培养皿中细胞总数,采用碱性磷酸酶(ALP)染色检测BMSCs数量,采用Von Kossa染色检测OB成骨能力,测定各组小鼠左侧前肢骨BMD.结果:与C组相比,D组BMSCs数量显著增加(P＜0.05)、OB成骨能力显著增强(P＜0.01)、BMD显著增加(P＜0.05);与C+OVX组相比,D+OVX组细胞数量(P＜0.01)和BMSCs数量(P＜0.05)均显著增加、OB成骨能力显著增强(P＜0.05)、BMD显著增加(P＜0.05).结论:下坡跑促进生长期小鼠骨形成,在生长期进行下坡跑对骨的作用影响在去卵巢后仍存在.
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下坡跑对生长期去卵巢小鼠骨BMP-2、Smad1/5和Runx2表达的影响
目的:研究下坡跑对生长期去卵巢后骨质疏松小鼠骨形成蛋白BMP-2及其信号转导蛋白Smad1/5和靶基因Runx2基因表达的影响.方法:24只4周龄雌性C57BL/6小鼠,适应性喂养1周后随机分为安静去卵巢组(C+OVX组)、运动去卵巢组(D+OVX组)和安静假手术组(C+SHAM组)3组.D+OVX组进行8周下坡跑,训练结束后C+OVX组和D+OVX组行去卵巢手术,C+SHAM组行假手术.术后正常喂养6周处死小鼠,采用RT-PCR检测骨BMP-2、Smad1/5和Runx2 mRNA表达;采用比色法检测血液生化指标；使用Hologic Discovery A骨密度仪检测前肢骨BMD.结果:与C+OVX组相比,D+OVX组BMP-2(P＜ 0.01)、Smad1 (P＜0.05)、Smad5(P＜0.01)和Runx2(P＜0.01)mRNA表达显著上调,磷离子浓度和BMD显著升高(P＜0.05),钙离子浓度显著降低(P＜0.05).与C+SHAM组相比,D+OVX组Runx2和Smad1mRNA表达显著下调(P＜0.05),ALP活性显著降低(P＜0.05),磷离子浓度显著升高(P＜0.05).与C+SHAM组相比,C+OVX组BMP-2(P＜0.05)、Runx2(P＜0.01)和Smad5 (P＜0.01)mRNA表达显著下调,ALP活性(P＜0.05)和BMD (P＜0.01)显著降低,磷离子浓度显著升高(P＜0.01).结论:BMP-2及其信号转导蛋白Smad1/5、靶基因Runx2基因表达水平较高可能是促进骨形成的生物学机制,下坡跑上调生长期去卵巢后小鼠BMP-2、Smad1/5和Runx2基因表达,可能与早期运动训练防治骨质疏松的机制有关.
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不同运动对2型糖尿病小鼠骨中cAMP/CREB/Atf4途径及骨形成的影响
目的:探讨2型糖尿病(T2DM)小鼠骨形成变化及不同运动对T2DM小鼠骨中环磷酸腺苷(cAMP)/环磷腺苷效应元件结合蛋白(CREB)/激活转录因子4(ATF4)途径和骨形成的影响.方法:40只4周龄C57BL/6雄性小鼠,适应性喂养1周后随机分为正常对照组(ZC,10只)和T2DM造模组(30只).T2DM造模组小鼠造模成功后随机分为T2DM对照组(TC组,9只)、T2DM游泳组(TS组,9只)和T2DM下坡跑组(TD组,9只).利用游泳和下坡跑对TS组和TD组小鼠进行8周训练.结束后,取小鼠血清并利用ELISA法检测cAMP浓度;取右侧股骨并利用RT-PCR法检测CREB、ATF4、骨钙素(OC)、骨钙蛋白(OCN)和骨涎蛋白(BSP)的mRNA表达;取右侧胫骨并利用West-blotting法检测CREB蛋白表达;取小鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)并诱导其向骨细胞(OB)分化,利用碱性磷酸酶(ALP)染液对OB染色;取左侧股骨并用Micro-CT对股骨远端BMD进行扫描.结果:与ZC组相比,TC组cAMP浓度下降,CREB、ATF4、OC、OCN和BSP mRNA及CREB蛋白表达均显著下降(P＜0.05或P＜0.01),OB成骨能力和BMD显著下降(P＜0.01).与TC组相比,TS组OC和OCN mRNA表达上调(P＜0.05或P＜0.01),OB骨形成能力增强;TD组cAMP浓度下降,CREB、ATF4、OC和OCN mRNA及CREB蛋白表达均显著上调(P＜0.05或P＜0.01),OB骨形成能力和BMD显著增加(P＜0.01).与TS组相比,TD组cAMP浓度升高,CREB、ATF4和OC的mRNA表达显著上调(P＜0.05或P＜0.01),OB骨形成能力增强.结论:2型糖尿病小鼠骨形成代谢被抑制;下坡跑通过激活2型糖尿病小鼠骨中cAMP/CREB/ATF4途径,促进成骨细胞分化及骨形成能力,提高骨密度,且其作用效果优于游泳.
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大鼠一次性下坡跑运动后FNDC5和Irisin水平变化特点
目的:探讨大鼠一次性下坡跑运动后FNDC5和Irisin随时间的变化特点及意义.方法:30只8周龄Sprague-Dawley大鼠随机分为对照组(n=5)和一次性下坡跑运动组(n=25).运动组大鼠在坡度为-16度的跑台上以17米/分的速度跑90分钟.在运动结束后的1天、3天、5天、7天和14天分别选取5只大鼠采集尾静脉血和比目鱼肌.通过ELISA检测大鼠血清Irisin水平;采用实时荧光定量PCR检测骨骼肌中FNDC5的表达;应用Western Blot检测骨骼肌中PGC1-α蛋白水平以及AMPK的磷酸化.结果:大鼠一次性下坡跑运动引起CK活性增加(运动后第5天,P＜0.05)和PGC1-α水平显著增加;FNDC5的mRNA水平在运动后的第1天和第3天升高(P＜0.05),随后降低;血清Irisin水平在运动后第1天增加(P＜0.05);同时,骨骼肌中AMPK激活.结论:一次性下坡跑运动引起PGC1-α表达增加,并在运动后初期通过调控大鼠骨骼肌表达FNDC5引起血清中Irisin含量增加,进而通过激活AMPK在运动后的骨骼肌能量代谢中发挥作用.
