收缩引起骨骼肌细胞活性氧、IL-6含量及其基因表达的变化

目的:利用培养的C2C12作为细胞模型,研究骨骼肌在电刺激强度相同,时间不同的情况下产生的活性氧与肌源性IL-6含量及其基因表达之间的关系.方法:以小鼠骨骼肌肌母细胞(C2C12)为研究对象,分为电刺激组和对照组.测定不同刺激时间C2C12肌管内活性氧(ROS)、IL-6mRNA表达以及C2C12肌管上清液中IL-6的含量.结果:1)电刺激各组的ROS、IL-6含量均显著高于对照组(P<0.05),峰值分别出现在刺激75 min和120 min;2)IL-6mRNA表达仅在刺激75 man和120 min时明显增加(P<0.05);3)各指标随电刺激时间的增加都有先增加,然后下降,至刺激90 min时达低谷的变化规律,且ROS、IL-6含量在刺激90 min时虽明显高于对照组(P<0.05),却明显低于其他各刺激组(P<0.05).结论:1)C2C12肌管在电刺激下产生的IL-6浓度变化及IL-6mRNA表达均呈"双峰曲线",说明电刺激引起肌管IL-6蛋白变化可能与其基因转录的变化有关;2)电刺激引C2C12肌管产生的活性氧与肌管IL-6蛋白含量和基因表达的变化规律一致,说明电刺激骨骼肌细胞收缩引起的活性氧的产生可能是肌源性IL-6产生和释放的调节因素之一.     

2mM肌酸孵育对电刺激C2C12肌管细胞糖原合成通路的影响

目的:研究肌酸对骨骼肌糖原合成调节的影响及机制;方法:用培养的C2C12为细胞模型,用电刺激模拟神经冲动引起其收缩,测定肌酸孵育后电刺激下C2C12肌管细胞的糖原含量以及AMPKa1、HKⅡ及GS-Ⅰ等糖原合成通路中相关基因表达;结果:肌酸孵育能够有效促进电刺激下C2C12肌管糖原的合成,主要机制是糖原合成通路激活后,AMPKa1激活对糖原合成的正效应.但2mM肌酸孵育可能触发负反馈调节机制,抑制电刺激下C2C12肌管糖原合成相关酶基因的表达,维持细胞的内稳态;结论:细胞实验提示在体的肌酸补充能够促进骨骼肌糖原合成,增加肌糖原贮备,提高运动能力,为肌酸的合理补充提供参考依据.     

低氧、低氧训练对AMPKα2三种不同基因状态鼠骨骼肌GLUT4表达及肌糖原含量的影响

目的:研究2周低氧、低氧训练对AMPKα2三种不同基因状态鼠骨骼肌GLUT4表达及肌糖原含量的影响,以探讨低氧、低氧训练对小鼠骨骼肌GLUT4基因和蛋白表达的影响及可能机制.方法:野生小鼠和AMPKα2高表达转基因小鼠AMPKα2基因敲除小鼠各30只,分别随即分为常氧对照组、低氧暴露组和低氧训练组.低氧暴露组小鼠于低氧房(模拟海拔4 000 m高度,氧浓度约为12.3%)低氧暴露2周,低氧训练组小鼠2周低氧暴露同时每天于同浓度低氧房中跑台运动1 h,跑台速度12 m/min.最后一次跑台训练后12 h取材,测定小鼠骨骼肌GLUT4基因和蛋白表达、AMPKα2蛋白表达以及肌糖原水平.结果:1)野生鼠,2周低氧暴露以及2周低氧训练后GLUT4基因和蛋白含量,与常氧对照组相比均显著增加,且低氧训练组小鼠比低氧暴露组增加更为显著.2)AMPKα2的高表达小鼠与野生鼠相比,2周低氧暴露后GLUT4蛋白和基因含量并没有显著差异,而经过2周低氧训练后,AMPKα2的高表达鼠骨骼肌GLUT4蛋白和基因表达量比野生鼠增加更为显著.3)AMPKα2基因敲除小鼠骨骼肌GLUT4表达量2周低氧训练后与野生鼠相比无显著差异,而2周低氧暴露后显著低于野生鼠.结论:1)低氧及低氧训练均能引起骨骼肌GLUT4表达的增多,且低氧和训练引起的GLUT4表达的增多可能有叠加效应.2)在低氧+训练双重刺激下,AMPKα2的高表达参与了调节GLUT4基因和蛋白表达的增加.3)低氧暴露引起的GLUT4基因和蛋白表达的增加至少部分是依赖AMPKα2调节,而在低氧+训练双重刺激下,机体还可以募集其他的信号通路完全代偿AMPKα2对GLUT4表达的调节作用.     

电刺激对过氧化氢诱导衰老肌管细胞能量代谢的影响

目的：运用电刺激肌管细胞收缩模拟骨骼肌收缩,并观察其对过氧化氢（H₂O₂）诱导的C₂C₁₂细胞衰老模型能量代谢相关指标表达的影响,以此研究体外肌管收缩对衰老骨骼肌细胞能量代谢影响的分子机制。方法：使用不同浓度的H₂O₂诱导肌管细胞建立衰老模型,并用β-半乳糖苷酶染色检测衰老水平;电刺激干预培育成功的衰老肌细胞,并分为对照组（C组）、H₂O₂诱导衰老组（H组）、对照+电刺激组（CE组）、H₂O₂诱导衰老+电刺激组（HE组）。各组细胞通过Western blot法对PGC-1α蛋白表达进行检测,ATP水平测试盒测量ATP水平。结果：经过浓度为100 μmol/L H₂O₂诱导肌管细胞24 h后成功构建骨骼肌细胞衰老模型。与C组比较,H组的ATP水平表达呈非常显著性的下降（P＜0.01）;CE组的ATP水平较C组呈非常显著性升高（P＜0.01）;HE组的ATP水平虽低于C组,但高于H组,且呈非常显著性差异（P＜0.01）;与C组相比,H组PGC-1α蛋白表达下降,呈非常显著性差异（P＜0.01）;HE组PGC-1α蛋白表达虽低于C组,但较H组呈非常显著性升高（P＜0.01）。结论：H₂O₂是诱导骨骼肌肌管细胞衰老的一种有效方式,衰老肌管细胞的ATP和PGC-1α蛋白表达水平显著下降,进行电刺激干预后可以有效提高衰老肌管细胞ATP水平和PGC-1α蛋白表达。     

AMPK、p38 MAPK信号通路参与调控电刺激诱导骨骼肌细胞PGC-1α基因表达

目的采用急性电刺激(acute electrical stimulation)C2C12成熟肌管细胞模型,结合使用相关信号激酶通路特异性抑制剂,探究急性电刺激所诱发的细胞内信号激酶对PGC-1α基因表达的调控作用。旨在从细胞水平揭示肌肉收缩刺激调控PGC-1α基因表达的分子机制。方法体外培养小鼠成肌细胞系C2C12细胞,采用脂质体法分别转染含小鼠PGC-1α启动子DNA全序列的质粒(p2533)及装载有能够与PGC-1α全长基因序列相结合GAL4DNA结合区域的p Bind载体,细胞在转染后分化5-6 d形成成熟肌管,5 Hz,10 V强度急性电刺激2 h后即刻收集各组细胞,进行总蛋白或双荧光素酶检测。抑制剂处理组分别采用40μM Compound C(CC,AMPK抑制剂)与10μM BIRB796(BIRB,p38抑制剂)处理细胞。结果与对照组(CON)相比,电刺激组(STIM)细胞PGC-1α启动子活性显著增高52%(P<0.05),PGC-1α辅激活转录活性显著增高35%(P<0.05),同时伴随PGC-1α蛋白由细胞质向细胞核迁移的现象。此外,与CON组相比,STIM组细胞AMPK、p38信号激酶通路磷酸化水平显著上调(P<0.05),在分别采用AMPK、p38抑制剂处理后,其磷酸化水平显著受到抑制(P<0.01)。结论急性电刺激可诱导骨骼肌细胞PGC-1α转录水平以及翻译后蛋白水平活性上调,这一作用部分是通过AMPK或p38信号通路实现的。     

运动诱导肌源性 IL26 基因表达和蛋白释放与 G L UT4 基因表达的关系研究

目的:研究不同肌糖原状态下运动诱导肌源性白细胞介素6(Interukin-6,IL-6)表达及蛋白释放与葡萄糖转运体4(Glucose Transport 4,GLUT4)基因表达的关系.方法:通过特定的运动方案和饮食方案造成大鼠在运动前体内肌糖原含量不同,再观察定量负荷跑台运动后肌源性IL-6表达及释放与葡萄糖转运体GLUT4基因表达的变化规律.结果:血清IL-6浓度在运动30min后显著增加,运动120min后达到峰值,运动后逐渐降低;骨骼肌IL-6mRNA在运动120min后显著增加,运动后3-6h继续增加至峰值;骨骼肌GLUT4mRNA在运动时并未增加,而在运动后3h开始增加,运动后6h达到峰值.上述三个指标在低肌糖原组的增加与正常糖原组相比更加显著.结论:低肌糖原含量可以促进运动中IL-6的释放及运动后恢复期IL-6和GLUT4的基因表达;运动导致恢复期GLUT4基因表达的增加很有可能与肌源性IL-6的表达及IL-6的自分泌作用有关.     

减少和抑制核HDAC5对骨骼肌细胞GLUT4基因表达的影响

验证收缩骨骼肌细胞葡萄糖转运蛋白4（GLUT4）基因的表达在转录水平上是否受转录抑制子Ⅱ型HDAC5蛋白（简写为HDAC5）的调节。研究运用运动模拟信号5-氨基-4-甲酰胺咪唑核糖核苷酸（AICAR）和HDACs抑制剂SCRIPTAID孵育骨骼肌细胞。用蛋白印迹技术测定HDAC5蛋白表达,定量RT-PCR法检测GLUT4 mRNA表达。与无AICAR的对照组相比,AICAR组骨骼肌细胞内HDAC5减少了29%,并伴随有124% GLUT4 mRNA的增加,但肌细胞内HDAC5的蛋白总量无变化;使用HDACs抑制剂SCRIPTAID刺激骨骼肌细胞能够明显增加核心组蛋白乙酰化水平和上调GLUT4基因的表达。这些结果提示,通过AICAR和SCRIPTAID分别减少或抑制核HDAC5均能上调骨骼肌细胞GLUT4基因的转录,HDAC5可能在转录水平上对肌肉收缩引起的GLUT4基因的表达起着重要的调节作用。     

不同强度运动对AMPKα2三种不同基因状态鼠MEF2/GLUT4DNA结合活性的影响

目的:研究不同强度跑台运动对AMPKα2三种不同基因状态鼠MEF2/GLUT4DNA结合活性及GLUT4基因表达的影响,以探讨运动提高骨骼肌MEF2/GLUT4 DNA结合活性及GLUT4基因表达可能机制.方法:野生小鼠和AMPKα2高表达转基因小鼠,AMPKα2基因敲除小鼠各30只,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(20/min)跑台运动组.运动时间均为1 h.运动后3 h取材.Western blot法测定AMPK(THr72)磷酸化水平.CHIP法测定MEF2/GLUT4 DNA结合活性.Real-Time PCR法测定GLUT4 mRNA含量.结果:1)野生鼠1 h不同强度跑台运动后,GLUT4基因表达量显著增加的同时.伴随着骨骼肌核内MEF2/GLUT4 DNA结合活性的显著增加;2)AMPKα2高表达转基因鼠1 h不同强度跑台运动后,其骨骼肌细胞核内MEF2/GLUT4 DNA结合活性及GLUT4基因表达量.均比野生鼠增加更为显著;3)AMPKα2敲除鼠1 h不同强度跑台运动后,骨骼肌核内MEF2/GLUT4 DNA结合活性显著低于野生鼠,但GLUT4基因表达量与野生鼠相比没有显著差异.结论:1)运动通过提高MEF2/GLUT4 DNA结合活性而提高GLUT4表达; 2)AMPKα2参与调解了运动诱导的MEF2/GLUT4 DNA结合活性及GLUT4基因表达量的升高;3)虽然AMPKα2参与调节了运动诱导的MEF2/GLUT4 DNA结合活性的提高,但机体还可以募集其他的信号通路代偿AMPKα2对GLUT4表达的调节作用.     

运动、补糖或刺五加对大鼠糖原耗竭运动后肌细胞膜GLUT4转位的影响

目的:研究大鼠运动后骨骼肌细胞膜葡萄糖转运体4(Glucose transporter 4,GLUT4)转位及其时相性变化,并探索补糖和刺五加对其影响。方法:128只SD大鼠大鼠随机分为训练对照、训练补糖、训练补刺五加皂甙和训练补刺五加皂甙和糖4组,在糖原消耗性运动前和运动后不同时间点(0 h,4 h,12 h)采样,共16小组(n=8)。采用Western blotting方法分析骨骼肌细胞质膜和细胞膜的GLUT4的相对蛋白含量。结果:(1)糖原耗竭性运动后骨骼肌细胞内质膜GLUT4相对蛋白量明显降低(105.66±10.54 vs 98.05±11.89)。补充刺五加提高了骨骼肌的骨骼肌细胞内质膜GLUT4蛋白含量。(2)糖原耗竭性运动后即刻骨骼肌细胞膜的GLUT4相对蛋白量明显升高(100.47±10.40 vs 188.14±24.31)。补糖和刺五加可显著升高运动后骨骼肌细胞膜GLUT4相对蛋白含量。结论:运动后骨骼肌细胞膜GLUT4转位增加,补糖或补刺五加均可以促使运动后GLUT4转位增加。     

低强度激光对电刺激引起的C2C12自由基损伤的光生物调节作用

利用电刺激C2C12作为细胞模型,研究低强度激光对电刺激引起的C2C12线粒体功能自由基损伤的光生物调节作用.以45 V 20 ms 5 Hz电刺激C2C12细胞,采用固定照射时间、不同照射强度的LIL,以荧光探针标记法检测电刺激及LIL对ROS含量的影响,研究LIL对电刺激后肌管ROS的代谢变化的影响.结果:1)ES 75 min组与对照组比较ROS生成显著增加(P＜0.01),线粒体功能显著性下降(P＜0.05),电刺激引起的C1C12线粒体功能自由基损伤的细胞模型建立;2)0.33～8.22J/cm2激光对正常培养细胞线粒体功能无影响,但可以改善电刺激引起的线粒体功能低下的状态,此剂量段为PBM的作用剂量范围;3)0.33～2.646 J/cm2激光可以促进细胞内稳态的康复,其机制主要与通过光化学作用提高机体的抗氧化作用有关.结果说明:适当剂量的低强度激光对骨骼肌细胞有光生物调节作用,是一种无损伤的促进运动性疲劳或自由基损伤康复的新型手段.     

高校体育教学改革新思路的构建

本文通过对国内外高校体育教学现状进行分析研究，提出改革对策，并建立适应当前我国高校体育教学改革的新构想。从选课、教学模式以及教学评价体系等的设计，提出了一些具体操作方案，为我国高校体育教学全方位改革和发展，提供参考依据。     

Sweat lactate response during cycling at 30 degrees C and 18 degrees C WBGT

Sweat lactate reflects eccrine gland metabolism. However, the metabolic tendencies of eccrine glands in a hot versus thermoneutral environment are not well understood. Sixteen male volunteers completed a maximal cycling trial and two 60-min cycling trials [30 degrees C = 30 +/- 1 degrees C and 18 degrees C = 18 +/- 1 degrees C wet bulb globe temperature (WBGT)]. The participants were requested to maintain a cadence of 60 rev min(-1) with the intensity individualized at approximately 90% of the ventilatory threshold. Sweat samples at 10, 20, 30, 40, 50 and 60 min were analysed for lactate concentration. Sweat rate at 30 degrees C (1380 +/- 325 ml x h(-1)) was significantly greater (P < 0.05) than at 18 degrees C (632 +/- 311 ml x h(-1)). Sweat lactate concentration was significantly greater (P < 0.05) at each time point during the 18 degrees C trial, with values between trials tending to converge across time. During the 30 degrees C trial, both heart rate (20, 30, 40, 50 and 60 min) and rectal temperature (30, 40, 50 and 60 min) were significantly higher than in the 18 degrees C trial. Higher sweat lactate concentrations coupled with lower sweat rates may indicate a greater relative contribution of oxygen-independent metabolism within eccrine glands during exercise at 18 degrees C. Decreases in sweat lactate concentration across time suggest either greater dilution due to greater sweat volume or increased reliance on aerobic metabolism within eccrine glands. The convergence of lactate concentrations between trials may indicate that time-dependent modifications in sweat gland metabolism occur at different rates contingent partially on environmental conditions.     

皮艇运动员冬训期间血清免疫球蛋白与补体C3、C4特征研究

通过连续观察皮艇运动员血清免疫球蛋白IgA、IgG、IgM以及补体C3、C4对运动训练的应答特征,揭示长期、系统从事皮艇专项训练对人体体液免疫的影响。以河北省皮艇队25名运动员为实验对象,其中二级运动员12人,一级以上运动员13人(含一级)。自冬训第一周开始,连续17周跟踪记录血清IgA、IgG、IgM以及补体C3、C4值。结果发现:大部分免疫指标值时常低于临床正常值,且训练年限较长者相对更低;训练负荷的变化对各项免疫指标均有不同程度的影响,IgG及补体C3变化最为显著。大强度训练周及测验周后免疫指标下降显著,进入调整周后缓慢回升。     

身体活动对HDL-C及其亚类HDL2-C和HDL3-C的影响

通过对大量文献资料的研究表明，经常从事身体活动，尤其是有氧运动的个体，与惯于久坐不动的个体，其血中的HDL—C水平有较大的差异。这种差异意味着规律性的参加有氧运动锻炼是预防冠心病的一项长期干预措施。评述了身体活动在增加血液HDL—C水平的作用及其可能性机制。指出增加能量消耗和限制饮食摄入是减体重、增加HDL—C水平的最有效方法。