骨骼肌条肌质网Ca~(2+)释放功能的间接测量方法

目的本实验拟建立测量骨骼肌肌质网(SR)钙离子释放功能的简便方法。方法分析大鼠离体比目鱼肌肌条间断强直收缩张力峰值到75%恢复的时间(TR75),TR75呈先延长然后缓慢缩短。以延长至最大时的TR75除以第一次强直收缩的TR75,获得TR75延长比值(R-TR75)。结果增加刺激电压或用5mmoL/L Caffeine灌流(增加SR Ca2+释放通道开放几率)比目鱼肌肌条,R-TR75从对照组的2.5倍均增加到3.0倍。相反,5 mmol/L硫酸镁灌流抑制SR Ca2+释放通道,使R-TR75明显减小。间隔60 min的2次间断强直疲劳收缩,其R-TR75间无明显差别,但间隔5或10 min,再次进行间断强直疲劳收缩期间的R-TR75呈显著减小。萎缩比目鱼肌间断强直疲劳收缩期间,R-TR75增加2.9倍,明显高于对照组。结论比目鱼肌肌条间断强直疲劳收缩期间,在肌质网Ca2+-ATP酶活性没有改变的条件下,TR75延长比值可间接反映SR钙释放功能。另外,去负荷2周萎缩比目鱼肌的R-TR75增加提示其SR钙释放功能可能增强。     

离体骨骼肌肌条肌质网Ca2＋释放功能的间接测量方法（摘要）

目的采用化学与生物物理方法测量肌质网功能时，由于肌质网制备过程改变其生理环境而不能真正反应其功能。本实验拟建立观测肌纤维肌质网钙离子释放功能的简便方法。方法采用大鼠离体比目鱼肌肌条灌流，分析间断强直收缩张力峰值N75％恢复的时间（TR75），发现在间断强直收缩疲劳期，TR75呈现先快速延长然后缓慢缩短的过程。     

萎缩比目鱼肌钾离子通道改变对高频强直收缩疲劳性的作用

目的探讨萎缩比目鱼肌高频强直收缩疲劳性增加涉及细胞膜离子通道的可能机理。方法建立小鼠尾部悬吊模型模拟失重状态,用离体骨骼肌肌条灌流方法,分别观测在10mmol／L钾离子和60mmol／L钠离子灌流液灌流下,小鼠比目鱼肌高频强直收缩功能的变化。结果在生理溶液灌流下,悬吊1周组小鼠比目鱼肌高频强直收缩的最大张力（P0）与其同步对照组相比,仅有降低趋势;但是,高频强直收缩第33秒收缩张力与最大张力之比（P33／P0）却明显降低。尾部悬吊1周组小鼠比目鱼肌高频强直收缩后恢复时间短于正常对照组。与生理溶液灌流相比,高钾灌流的悬吊1周组与对照组比目鱼肌的P0均明显降低,两组P33／P0也显著降低,即疲劳性增加;低钠灌流的对照组比目鱼肌的P33／P0也显著性降低,但悬吊组增高。在高钾灌流条件下,对照组比目鱼肌等长收缩的阈刺激电压无明显改变,而悬吊1周组则明显降低;在低钠灌流条件下,对照组和悬吊1周组比目鱼肌等长收缩阈刺激电压均显著增高。结论萎缩比目鱼肌纤维膜上K^＋通道的改变,可能是引起其高频强直收缩疲劳性增加的主要因素。     

去负荷肌萎缩对小鼠后肢骨骼肌收缩特性的影响

目的探讨去负荷引起的小鼠后肢肌肉萎缩后,骨骼肌收缩能力和疲劳度特性的变化。方法小鼠后肢去负荷14 d、28 d引起骨骼肌萎缩后,采用离体肌肉灌流技术,给予慢肌比目鱼肌和快肌跖肌一定模式的电刺激,观察慢肌和快肌单收缩、强直收缩能力和肌疲劳度等收缩特性的改变。结果 1)去负荷14 d时小鼠后肢比目鱼肌质量明显下降(P<0.01),肌肉萎缩至高峰,之后萎缩减慢,但是快肌萎缩出现地相对较晚;2)离体灌流肌肉的单收缩力和强直收缩力检测表明,比目鱼肌单收缩力和强直收缩力进行性下降,在去负荷后14 d时即有明显差异(P<0.05),而对于快肌跖肌,单收缩力和强直收缩力并没有出现显著性差异的改变;3)离体灌流肌肉的肌疲劳度检测发现,虽然后肢快慢肌疲劳程度呈下降趋势,但仅在去负荷28 d时才观察到比目鱼肌的显著性改变(P<0.05)。结论去负荷肌萎缩后,小鼠后肢骨骼肌快肌和慢肌的单收缩力、强直收缩收缩力进行性降低,且慢肌尤为显著;而肌疲劳度的下降则选择性地在慢肌比目鱼肌中发生。     

悬吊大鼠后肢骨骼肌等长收缩功能变化的动态特征

目的观测模拟失重1、2和4周大鼠比目鱼肌与趾长伸肌收缩性能的变化,并分析萎缩比目鱼肌收缩性能变化的可能机制.方法采用离体骨骼肌肌条灌流技术,观测比目鱼肌与趾长伸肌的等长收缩功能.结果悬吊1周大鼠比目鱼肌即出现萎缩,悬吊2周与4周进一步萎缩,在各时间点两组的差别均具有显著性或非常显著性意义.比目鱼肌等长收缩的最大张力在悬吊第1周仅呈降低趋势[对照组(1.76±0.18)g/mm2,悬吊组(1.46±0.26)g/mm2,P＞0.05],第2周的降低具有显著性意义[(1.25±0.09)g/mm2,P＜0.05],第4周则进一步降低[(0.90±0.06)g/mm2,P＜0.01].悬吊1周组大鼠趾长伸肌的最大张力未改变,2周与4周组的降低具有非常显著性意义(P＜0.01).悬吊1、2和4周组大鼠比目鱼肌等长收缩达到最大张力一半的时间与同步对照组相比,两组间的差别均无显著性意义(P＞0.05),但是,悬吊1与2周组达到最大张力的时间与从张力峰值到舒张75%的时间缩短(P＜0.05),悬吊4周组则进一步缩短(P＜0.01).与同步对照组相比,悬吊组趾长伸肌的时间参数均未发生改变(P＞0.05).结论由于比目鱼肌最大张力的降低与其萎缩在发生时间上不同步,而等长收缩的时间参数却较早发生改变,提示模拟失重萎缩比目鱼肌中调节性收缩蛋白可能较早发生改变,进而影响收缩性能.     

4周悬吊大鼠比目鱼肌强直收缩力降低及其机理分析

目的：观测尾部悬吊4周大鼠比目鱼肌（SOL）强直收缩力降低的动态特征，并探讨其可能机理。方法：采用离体SOL与趾长伸肌（EDL）灌流方法。测量其单次与强直收缩张力。结果：尾部悬吊模拟失重4周，大鼠SOL明显萎缩，但EDL重量保持不变。悬吊大鼠SOL欠收缩的最大张力虽然显著降低，但未见明显的刺激电压依赖性，时间参数亦未发生改变，悬吊大鼠SOL强直收缩的最大张力显著降低，且发生迅速的衰退，在强直收缩的第33秒时，其强直收缩的张力已降低了73％，悬吊大鼠SOL强直收缩张力的动态曲线与EDL的相似，EDL的强直收缩最大张力也显著降低，但衰减速率未改变。结论：悬吊4周大鼠SOL强直收缩最大张力降低且易衰退，前者可能与单位面积内收缩装置减少以及每一横桥产力减少相关，后者则可能是由于收缩与调节蛋白异构体发生转化，以及肌肉电兴奋性改变所导致。     

长期模拟失重大鼠心肌收缩性能的改变

应用在体及离体实验对一批悬吊90d大鼠的心肌收缩性能进行了观察。在体实验结果表明：悬吊组大鼠左室舒张本压及主动脉血压与对照组无显著性差别（P＞0．05）；但悬吊组大鼠左心室内压峰值较对照组降低16％（P＜0．01），左心室内压最大上升速率与最大下降速率也分别较对照组减慢28％（P＜0．05）与21％（P＜0．05）。对同一批大鼠的离体乳头肌，又用等长收缩灌流技术观察了力学特性变化。结果是：反映心肌收缩强度的指标，如最大发展张力（DT），在两组间无显著差别；反映心肌收缩速度的指标，如最大张力发展速率对DT的校正值，悬吊组较对照组降低了17．2％（P＜0．05）；反映收缩时程的指标，如悬吊组的至峰张力收缩时间与至峰张力发展速率收缩时间分别较对照组延长了12．7％（P＜0．01）和22．2％（P＜0．05）；反映心肌舒张的时程指标，如张力下降一半时间与至峰张力下降速率舒张时间分别较对照组延长183％（P＜0．01）与20．3％（P＜0．01）。以上结果表明，长期模拟失重大鼠心肌收缩性能明显降低，并主要表现为心肌收缩速率减慢和收缩与舒张时程延长。     

腺相关病毒介导心肌肌浆网钙离子ATP酶2a基因转导对慢性心力衰竭大鼠的短期治疗作用

目的 研究腺相关病毒为载体的心肌肌浆网钙离子ATP酶2a(SERCA2a)基因转导对慢性心力衰竭(CHF)大鼠的短期治疗作用.方法 将大鼠分为4个组:对照组,CHF组,CHF eGFP组和CHF SERCA2a组.采用腹主动脉缩窄术建立慢性心力衰竭大鼠模型,应用经腹心包腔内注射术分别将生理盐水、携带eGFP基因的重组腺相关病毒和携带SERCA2a基因的重组腺相关病毒导入CHF组、CHF eGFP组和CHF SERCA2a组大鼠心脏.于导入后10天检测各组大鼠的心脏收缩和舒张功能、SERCA2a蛋白表达水平和活性.结果 慢性心力衰竭大鼠心脏内转导入SERCA2a基因10天后,CHF eGFP组SERCA2a蛋白表达水平和活性较CHF组大鼠明显增加(SERCA2a蛋白表达增加80.7%,活性增加89.9%),但低于对照组大鼠蛋白表达水平(约为对照组的67.6%)和活性水平(约为对照组的77.7%);大鼠的心脏功能随着SERCA2a功能的增强而改善,左室收缩压峰值和左室内压最大下降速率已达到对照组水平,左室舒张末压力和左室内压最大上升速率虽未达到对照组水平,但较CHF组明显改善.结论 CHF大鼠心脏SERCA2a蛋白表达水平及活性较对照大鼠明显下降;SERCA2a基因转导对慢性心力衰竭具有良好的短期治疗作用.     

强肌Ⅰ、Ⅱ号中药改善尾吊大鼠比目鱼肌血流量和肌肉力学特性的作用

航天员因失重而产生肌肉萎缩,引起了国内外很多学者的关注,并进行了广泛研究。本文观察尾吊大鼠服用中药后比目鱼肌血流量和肌肉力学特性的变化。实验采用45只SD 品系雄性大鼠,体重240-300g,将鼠按体重分为3组。尾吊大鼠头低位20-25°。三组鼠每天按固定时间分别灌水和强肌Ⅰ、Ⅱ号中药(30g/kg),悬吊15天后,用戊巴比妥钠(4mg/100g)麻醉,用张力、位移传感器测量肌肉力学特性各参数,用标有~(51)Cr 同位素青蛙红血球方法测比目鱼肌的血流量。结果表明:强肌Ⅰ、Ⅱ号中药对尾吊大鼠比目鱼肌血流量、肌肉力学特性有改善作用。其中强肌Ⅱ号效果更明显。比目鱼肌的血流量与等长单收缩、强直收缩张力峰值呈正相关,相关系数分别为0.81、0.84。本结果为防护肌肉萎缩措施提供了实验依据。     

尾吊对大鼠骨骼肌力学特征的影响

目的探讨模拟失重对大鼠整体比目鱼肌和腓肠肌力学特征的影响。方法ＳＤ大鼠经７天和１５天悬吊结束,在股骨下端切断右侧后肢,腓肠肌向上固定于实验台上。利用电刺激和疲劳刺激的方法,测定大鼠整体比目鱼肌和腓肠肌力学参数的变化。结果７天尾吊使大鼠体重增长速度减慢（Ｐ＜０．０１）,１５天悬吊更显著（Ｐ＜０．００１）;７天和１５天悬吊使比目鱼肌明显萎缩,湿重降低（Ｐ＜０．０１）,腓肠肌湿重降低较少（Ｐ＜０．０５）;７天悬吊后整体比目鱼肌半舒张时间、峰张力和单位重量峰张力降低（Ｐ＜０．０５）,１５天悬吊降低更明显（Ｐ＜０．０１）,但对腓肠肌影响不大;７天悬吊后低频刺激容易引起比目鱼肌疲劳。结论失重或模拟失重引起骨骼肌力学特征的变化程度与骨骼肌纤维成分有关,慢肌纤维含量越高（如比目鱼肌）,影响越明显,反之则少（如腓肠肌）。     

Differential effects of exercise training on skeletal muscle SERCA gene expression

INTRODUCTION: Exercise training induces significant changes in the performance of skeletal muscle. PURPOSE: To determine whether changes in the gene expression of rat hind-limb muscle sarcoplasmic reticulum Ca2+ -ATPase isoforms (SERCA1a and SERCA2a) in response to either moderate- or high-intensity exercise training underlie the functional remodeling. METHODS: SERCA1a and SERCA2a isoform mRNA expression was determined in predominantly fast-twitch, gastrocnemius muscle and predominantly slow-twitch, soleus muscle with northern analysis. SERCA mRNA was normalized by the 18S rRNA measured in the same sample. RESULTS: Significant increases in the gastrocnemius SERCA2a mRNA expression were observed after both moderate- and high-intensity training. No significant change in SERCA1a expression was found under any conditions. CONCLUSION: These results indicate that both moderate and high intensity exercise increase the relative SERCA2a expression in the gastrocnemius.     

硝苯地平对去负荷比目鱼肌肌球蛋白重链(MHC)异构体转化的影响

目的观测L型钙离子通道抑制剂硝苯地平对尾部悬吊大鼠比目鱼肌重量,以及肌球蛋白重链(MHC)表达水平的影响。方法经饮水每天给予大鼠10mg／kg体重的硝苯地平1与2周。称量比目鱼肌(SOL)与趾长伸肌(EDL)的湿重,用低温SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳观测MHC异构体蛋白表达,并用RT—PCR方法观测MHCmRNA的表达。结果与正常对照组相比,给予硝苯地平处理1与2周的同步对照组大鼠SOL的相对重量未见明显改变;而尾部悬吊1周与2周大鼠SOL的相对重量则分别降低了39．5％和51．7％。经硝苯地平处理的1与2周悬吊大鼠的SOL相对重量较其对照组分别降低了36．6％与52．0％,但与同步悬吊组相比,无明显差异。各组EDL相对重量均未见明显改变。正常对照组与经硝苯地平处理的对照组可检测到MHCⅠ、Ⅱa mRNA与蛋白的表达,悬吊组与经硝苯地平处理的悬吊组可检测到MHCⅠ、Ⅱa、Ⅱb与Ⅱx mRNA以及MHCⅠ与Ⅱa蛋白的表达。在对照组与悬吊组,硝苯地平对Ⅱ型MHC mRNA表达均产生抑制作用,并降低MHC Ⅱa蛋白表达。结论硝苯地平不能防止去负荷引起的SOL萎缩,但在转录水平抑制萎缩SOL的MHC异构体由慢型向快型转化。     

Time course changes in [Ca2+]i, force, and protein content in hindlimb-suspended mouse soleus muscles

BACKGROUND: Exposure to reduced gravitational forces during spaceflight is associated with significant reductions in skeletal muscle mass and strength. The purpose of this study was to test the hypothesis that increases in resting cytosolic free calcium concentration ([Ca2+]i) would precede reductions in protein content and maximal isometric tetanic force (Po) in mouse soleus muscle after initiation of hindlimb suspension. METHODS: Female ICR mice (n = 42) were hindlimb suspended for 1, 2, 3, 5, or 7 d; weight-matched mice were used as controls. Following the hindlimb suspension, the left soleus muscle was used to determine Po in vitro and the right soleus muscle was used to determine protein content and [Ca2+]i via confocal laser scanning microscopy. RESULTS: Compared with controls, [Ca2+]i was elevated by 38% at 2 d, and 117% at 7 d. Compared with controls, soleus muscle total and myofibrillar protein contents were reduced 27-29% and 30-34%, respectively, at 5-7 d after initiation of hindlimb suspension. Compared with controls, soleus muscle Po was decreased by 24% at 3 d, and 38% at 7 d. CONCLUSION: It appears that resting cytosolic Ca2+ homeostasis is disturbed soon after the initiation of hindlimb suspension, and these elevations in [Ca2+]i may play a role in initiating soleus muscle atrophy.     

Effects of a 21-day expedition to 6,194 m on human skeletal muscle SR Ca2+-ATPase

We investigated the effects of a 21-day expedition to the summit of Mount Denali, Alaska (6,194 m) on selected Ca2+ sequestration properties of sarcoplasmic reticulum (SR) calcium pump in vastus lateralis muscle. Muscle samples were obtained by biopsy from 5 male climbers (peak oxygen consumption, VO2peak = 52.3 +/- 2.1 mL.kg(-1).min(-1)) approximately 7 days prior to (PRE) and 4 days following (POST) the expedition. A comparison of PRE versus POST measures of maximal Ca2+-ATPase activities (117 +/- 8.5 vs. 97.6 +/- 5.6 nmol.mg protein(-1).min(-1)) and Ca2+-uptake (204 +/- 15 vs. 161 +/- 11 nmol.mg protein(-1).min(-1)) measured in crude homogenates obtained from pre-exercised muscle, indicated only an effect (p < 0.05) of the expedition on Ca2+-uptake. The reduction in Ca2+-ATPase activity, representing 16.6%, was not significant (p = 0.089). The sarco endoplasmic reticulum calcium (SERCA)-ATPase isoforms, measured using Western blotting techniques, revealed a small reduction (p < 0.05) in SERCA 1 (-4.6 +/- 1.9%), but not in SERCA 2a (+2.0 +/- 1.4%). Prior to the expedition, both Ca2+-ATPase activity and Ca2+-uptake were reduced (p < 0.05) by approximately 34 and 18%, respectively, following 40 min of a two-step continuous cycling task (20 min at 59% VO2peak and 20 min at 74% VO2peak). The exercise-induced reduction in Ca2+-ATPase activity was independent of fiber type. Only in the case of Ca2+-uptake was a lower exercise response (p < 0.05) observed following the expedition, an effect that was due to the lower resting value. It is concluded that acclimatization as experienced during a mountaineering expedition induces changes in the properties of the SR Ca2+-pump, and particularly to Ca2+-sequestering function.     

两种中药对14 d后肢去负荷大鼠肌肉结构的影响

目的 研究当归和川芎对尾吊大鼠比目鱼肌(SOL)肌球蛋白重链(MHC)表达及肌萎缩的影响.方法 尾部悬吊法建立模拟失重模型,将大鼠分为同步饲养组(Con)、尾吊灌溶媒组(HLU+W)、尾吊当归灌胃组(HLU+Ang)和尾吊川芎灌胃组(HLU+Lig).免疫组化法检测大鼠比目鱼肌肌球蛋白重链的表达.结果 与同步饲养组相比,尾吊组比目鱼肌的湿重,肌重体重比以及Ⅰ型和Ⅱ型肌纤维横截面积均有所下降,而MHC Ⅱ的表达和Ⅱ型肌纤维的比例上升.与未治疗组相比,当归可以使Ⅰ型和Ⅱ型肌纤维横截面积分别提高29%和35%,MHC Ⅱ的表达下降.川芎可使Ⅰ型肌纤维横截面积提高25%(P=0.064)并相应减少MHC Ⅱ的表达.结论 当归和川芎均能显著抑制模拟失重导致的MHC Ⅱ型表达的升高,并缓解尾吊大鼠肌纤维横截面积的缩小.     

声动力治疗中钙超载机制的研究

目的探讨声动力诱导C6胶质瘤细胞凋亡中钙超载现象及部分机制。方法将对数期生长的C6胶质瘤细胞（4×104个/ml）放入试管中,每管5 ml。实验分对照组、HMME、超声组和声动力治疗组。采用流式细胞仪检测细胞凋亡,荧光分析仪检测细胞内钙离子水平,加入钙离子拮抗剂观察凋亡率的变化;采用免疫印迹的方法观察各组中钙离子ATP酶（SERCA）的表达水平,并分析钙离子的来源。结果声动力治疗组细胞内钙离子浓度为（224.26±10.24）nm,较其他组明显升高,加入钙离子拮抗剂后其细胞凋亡率明显降低,声动力组SERCA2表达明显降低。结论声动力诱导部分作用机制是细胞内出现钙超载现象,其原因可能是声动力对内质网SERCA2的破坏,进一步导致钙离子水平升高,引起凋亡反应所致。