热休克蛋白在运动医学中的研究

热休克蛋白（heat shock protein,HSP）是细胞在应激条件下产生的一类蛋白质,又称应激蛋白（stress protein,SP）,与细胞的许多病理、生理过程相关。过去的研究发现,HSP与运动关系密切,在机体运动过程中起着重要的作用。本文章综述了HSP的产生、表达、特点、作用、分布以及在运动医学中的应用,希望对运动训练中如何合理进行运动训练提供一些理论依据。     

热休克蛋白70与运动

热休克蛋白又称应激蛋白,广泛存在于生物界,对机体有极强的保护作用。HSP70在应激状态下表达可显著升高,有较强的抗损伤作用。在运动医学领域中,HSP70是热休克蛋白中研究最多,也是研究最深入的一个家族。主要介绍了HSP70的生物学作用,以及它在运动中的表达及其与运动的相互关系,并对其在运动医学领域中潜在的研究价值进行了探讨。     

热休克蛋白70

热休克蛋白(HSP heat shock protein)是应激后细胞内优先合成的一组蛋白质，又称为应激蛋白(CSP，stress protein)或分子伴侣(chaperones)。其中HSP70它具有重要的细胞功能，如细胞保护作用、分子伴侣及抗氧化等。章重点介绍HSP70的功能、结构、调节及与运动之间的相互影响。     

运动对骨骼肌、心肌中热休克蛋白表达影响的研究进展

热休克蛋白是一组结构高度保守的多肽,几乎所有生物体受到某种额外程度的应激时都有热休克蛋白的表达,因此又称为应激蛋白.热休克蛋白赋予细胞或生物体从各种应激中恢复的能力和保护他们免遭这些应激因素的伤害.其中,表现最为明显的是热耐受能力.热休克蛋白作为一种分子伴侣,能维持细胞的正常结构.热休克蛋白在抗氧化、抗细胞凋亡中也具有重要作用.运动也能诱导心肌、骨骼肌等组织中热休克蛋白的表达,并与运动方式、运动强度密切相关,在骨骼肌中的表达表现出肌纤维特异性.     

运动医学

G804.5 热休克蛋白在运动医学界的研究进展:The studying actuality of HSP in the field of sports medicine[刊, 中,A]／王诚(安徽大学),王军力(华南师范大学)//解放 军体育学院学报.-2004,23(1).-99-102参28(SJ) 运动医学//热休克蛋白//研究 近年研究发现,热休克蛋白与运动密切相关,文章 综述了运动与热休克蛋白的相互关系及其作用,并就其 在运动医学界的研究前景提出了一些新的看法。     

热预处理对大鼠急性运动抗氧化能力和HSP70表达的影响

通过观察急性运动和热预处理后急性运动对大鼠股四头肌热休克蛋白(HSP)70 表达影响的时相性变化和氧化应激标志物超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量的变化,探讨HSP70对急性运动大鼠股四头肌抗氧化能力的影响和股四头肌HSP70表达的应答性反应.雄性SD大鼠随机分为室温安静组、室温运动后即刻组、室温运动后3 h组、室温运动后24 h组、热预处理安静组、热预处理运动后即刻组、热预处理运动后3 h组、热预处理运动后24 h组.热预处理组在恒温干燥箱进行热暴露处理(直肠温度达到(41.5±0.5)℃,持续15 min).安静组大鼠在热预处理24 h后对股四头肌进行取样.运动组大鼠在热预处理24 h后进行急性跑台运动(速度为25m/min,坡度为0°,时间为60 min),分别在运动后即刻、运动后3 h、运动后24 h对大鼠进行股四头肌取样,检测HSP70蛋白表达量、SOD活性和MDA含量.结果表明,大鼠急性运动后两组大鼠运动后即刻HSP70蛋白表达有上升的趋势,但差异无统计学意义(P>0.05),3 h显著增加(P<0.05),24 h后回降,室温组与基础水平相比差异无显著性(P>0.05),而热预处理组仍显著高于基础水平(P<0.05),在变化过程中热预处理组HSP70蛋白表达量显著高于室温组(P<0.05);室温组和热预处理组大鼠急性运动后即刻股四头肌SOD活性明显升高(P<0.05),3 h后活性降低,但显著高于基础水平(P<0.05),24h后回降到基础水平.在变化过程中热预处理组SOD活性显著高于室温组(P<0.05);室温组和热预处理组大鼠运动后即刻股四头肌MDA的含量显著升高(P<0.05),3h后热预处理组MDA含量恢复至基础水平,室温组含量减少,但是仍显著高于基础水平(P<0.05),室温组24 h恢复至基础水平,在变化过程中热预处理组较室温组MDA含量降低速率快(P<0.05).这些发现表明急性运动可以诱导HSP70表达增加和热预处理后进行运动可以产生HSP70表达的累加效应.诱导HSP70大量表达可能提高机体的抗氧化能力,减轻机体运动时的氧化应激损伤.     

运动影响免疫细胞机能的热休克蛋白途径

作为交感—肾上腺皮质/髓质系统等传统应激信号系统以外的信号分子,热休克蛋白在免疫机能调节中发挥重要的作用。本文从细胞信号传导的角度,综述热休克蛋白在运动应激下免疫机能的反应和适应过程中的作用。     

运动、细胞凋亡和热休克蛋白

细胞凋亡和热休克蛋白是目前医学界和分子生物学界研究的热点，但在运动医学界的研究，特别是二者之间的联系研究甚少。本文就运动、细胞凋亡和热休克蛋白之间的联系作一综述并提出了一些新观点，以期能为体育科学研究提供一条新思路。     

热预处理对急性运动大鼠股四头肌抗氧化能力的影响

目的:通过观察热预处理后大鼠急性运动股四头肌热休克蛋白70(HSP70)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)的变化,并和室温进行相同负荷运动时各项指标进行比较,探讨HSP70对急性运动大鼠股四头肌自由基代谢的影响.方法:三月龄雄性SD大鼠随机分为室温安静组、室温运动组、热处理安静组、热处理运动组.热处理组进行热暴露处理室温恢复24 h后,运动组大鼠进行一次急性运动,运动后3 h进行取样,对股四头肌HSP70的表达、SOD活性和MDA含量进行测试.结果:1)热处理安静组HSPT0(465.6±19.3)含量明显高于室温安静组(312.8±58.2)(P<0.05),热处理运动组HSP70(542.6±12.1)含量明显高于室温运动组(411.9±31.1)(P<0.05);2)热处理安静组SOD活性高于室温安静组,但不具有显著性差异(P>0.05),热处理运动组SOD活性显著高于室温运动组(P<0.05);3)室温组和热处理安静组MDA含量无显著性差异(P>0.05),热处理运动组MDA含量与室温运动组比较显著降低(P<0.05).以上结果表明本实验热处理方案,可以明显提高股四头肌HSP70的表达,HSP70的高表达可增加运动时SOD活性,减少MDA的含量.提示HSP70可能会提高机体的抗氧化能力,对维持运动应激时机体氧化和抗氧化平衡具有一定作用.     

骨骼肌细胞骨架蛋白和小分子热休克蛋白研究进展

细胞骨架蛋白是骨骼肌细胞具有重要功能的结构。中间丝蛋白desmin和膜骨架蛋白dystrophin是骨骼肌中重要的骨架蛋白 ,是研究运动性骨骼肌细胞微损伤的敏感指标。综述了近年关于骨骼肌细胞骨架蛋白和与细胞骨架蛋白损伤相关联的热休克蛋白的研究。热休克蛋白是有机体内源性保护蛋白 ,在应激条件下 ,这些蛋白合成增多 ,建立了独特的防御系统来维持细胞内蛋白的稳定 ,保证细胞的生存 ;小热休克蛋白对维持骨骼肌细胞骨架结构稳定和帮助其在损伤修复方面起关键作用。     

间歇运动对缺血再灌注大鼠心肌HSP70表达的影响

目的通过检测热休克蛋白70表达的变化,为研究间歇运动抗心脏缺血再灌注损伤的作用机制提供依据.方法 SD大鼠随机分成3大组:间歇运动训练组,1次间歇运动组和对照组,间歇运动训练组进行高强度间歇运动训练,1次间歇运动组仅进行一次高强度的间歇运动,对照组不运动,在心脏模型制备时对照组随机分成缺血再灌注对照组和假手术组.运动训练结束后,除假手术组外其余大鼠均采用结扎左冠状动脉制备在体大鼠心肌缺血-再灌注损伤模型.缺血30 min、再灌注40 min后.取左心室心肌组织用蛋白免疫印迹实验和免疫组化方法检测心室肌HSP70的表达.结果经间歇运动训练和1次间歇运动处理的大鼠HSP70的表达显著高于缺血再灌注对照组.结论长期间歇运动训练和1次间歇运动都可能提高缺血再灌注心肌中HSP70的表达.     

运动对心肌热休克蛋白的影响

运用文献资料法，对热休克蛋白的重要生物学功能以及运动对心肌热休克蛋白的影响进行综述。     

模拟不同海拔高住低练对大鼠腓肠肌热休克蛋白70 的影响

目的：观察模拟不同海拔高住低练的应激对大鼠红腓肠肌保护性蛋白热休克蛋白70 的影响。方法：将60 只SD 大鼠按体重随即分为6 组,高 住低练模型是采用在14.5%和12.7%两种低氧浓度模拟高原居住然后常氧以35 m/min×30 min（每3 天递增5 min）训练模型,共4 周。取大鼠红腓肠 肌进行RT- PCR 技术和免疫组织化学技术检测HSP70 的表达。结果：单纯训练、低氧暴露和低氧训练均能诱导HSP70 表达;与单纯训练组比较,单 纯低氧暴露和低氧训练组的HSP70 表达增加（P<0.05）,其中低氧14.5%和低氧训练12.7%两组表达增加显著（P<0.01）。结论：低氧和训练或低氧训练均诱导热休克蛋白70 表达增加,低氧训练对热休克蛋白70 表达影响比单纯低氧暴露或训练的刺激方式更加明显。     

内质网应激和热休克与运动

各种外界环境的刺激能引起内质网内稳态失衡,发生内质网应激;内质网应激是细胞的一种自我保护性措施,以维持细胞稳态功能.受热刺激后,机体产生相应的热休克反应,诱导细胞合成应激的热休克蛋白,并提高细胞的抗损伤能力;运动也能刺激内质网发生应激反应,产生热休克蛋白,发挥对机体的保护作用.     

螺旋藻复方对递增大负荷运动小鼠肝脏、心肌、骨骼肌的保护作用和HSP_(70)表达的关系

目的:研究螺旋藻复方对递增大负荷运动小鼠肝脏、心肌、骨骼肌的保护作用和HSP70表达的关系。方法:用光学显微镜和电子显微镜分别观察递增大负荷运动和递增大负荷运动 螺旋藻复方对小鼠心肌、骨骼肌和肝组织的形态学影响。用免疫组化法(SP法)研究适量运动、递增大负荷运动、适量运动 螺旋藻复方和递增大负荷运动 螺旋藻复方对小鼠心肌细胞、骨骼肌细胞和肝细胞的HSP70蛋白表达的变化。结果:在光镜下,递增大负荷运动组小鼠心肌、骨骼肌和肝细胞出现了不同程度的水肿、变性和坏死。在电镜下,可见肌原纤维断裂、细胞肿胀、线粒体肿胀,空泡样变和细胞核核质溶解,可见凋亡小体。而递增大负荷运动 螺旋藻复方组小鼠心肌、骨骼肌和肝脏的病变程度明显减轻。运动各组小鼠心肌细胞、骨骼肌细胞和肝细胞HSP70表达均显著高于正常组(P<0.01),适量运动 螺旋藻复方组小鼠心肌细胞、骨骼肌细胞和肝细胞HSP70表达均高于适量运动组(P<0.01或P<0.05)。递增大负荷运动 螺旋藻复方组小鼠心肌细胞、骨骼肌细胞和肝细胞HSP70表达均低于递增大负荷运动组(P<0.01或P<0.05),但与适量运动 螺旋藻复方组比较,无显著性差异(P>0.05)。结论:螺旋藻复方能抵抗递增大负荷运动导致的组织细胞损伤,其分子机理与该方提高运动诱导HSP70表达水     

运动与热休克蛋白表达

运用文献资料法，对运动与热休克蛋白表达及其相关进行了综述，并就其在运动与训练中的损伤保护及防止过度训练等潜在研究价值，进行了探讨。     

热应激对运动机体的影响

在热环境下运动时,过度热应激会对运动机体造成一系列的生理、心理影响：脑工作能力下降,电解质、微量元素大量流失,血液中激素水平发生改变,心血管功能发生障碍,肌糖原利用率下降,脂质过氧化严重导致机体抗氧化能力下降,热休克蛋白HSP70合成改变以及不良情绪增多等。通过科学的补液和适当的热适应,可使机体保持体热和血容量的平衡,使机体保持较高的竞技能力。     

运动及热预处理对人体白细胞HSP70表达的影响

目的观察1次递增负荷的力竭运动后人体白细胞HSP70的表达情况及热预处理对运动HSP70表达的影响,检测机体损伤情况,探讨热预处理诱导的HSP70表达对机体抗损伤的保护作用.方法10名体育系男大学生在跑台运动至力竭后,采运动后即刻,运动后3 h、8 h的静脉血,测试HSP70,另外测运动后即刻血浆CK值.1周后,热预处理(桑拿,温度45℃,湿度90%),室温恢复24 h,采安静时肘静脉血测试.进行递增负荷运动至力竭后,采血测试.结果运动后即刻HSP70和安静值比没有显著差异,运动后3 hHSP70显著升高(P<0.05),运动后8 h基本恢复到基础值.热预处理24 h后,HSP70显著增加,运动后即刻HSP70与热预处理前运动后即刻比显著降低.运动后即刻CK活性显著升高,热预处理运动后即刻CK活性显著低于热预处理前运动后即刻(P<0.05).结论运动后人血白细胞嗍表达有延后性.热预处理后再运动对机体造成的损伤与比热预处理前运动小,提示热预处理诱导的HSP70高表达可能对机体抗损伤能力有一定的作用.     

分子伴侣与运动

分子伴侣是一类相互之间没有关系的蛋白,它们的功能是帮助其他含多肽结构的物质在体内进行正确的非共价的组装,但它们不是组装后结构的组成部分。热休克蛋白作为最大的一类分子伴侣,其生物学功能广泛。旨在通过查阅相关文献资料,了解分子伴侣及其与运动关系的研究现状和动态,并对此作系统的总结。     

运动中骨骼肌蛋白周转率的变化和调节机制

蛋白合成和蛋白降解的细胞过程在维持骨骼肌质量方面起着重要的作用,蛋白的降解清除受损蛋白,蛋白合成生成新的蛋白。力量型和非力量型研究表明运动中蛋白合成受到抑制,蛋白降解没有改变。抑制蛋白合成原因可能与mRNA翻译的起始和延长的步骤有关,涉及到真核起始因子4E结合蛋白1和真核延长因子2磷酸化。充分认识这些过程的变化机制有利于为增加骨骼肌质量,提供新的干预、治疗和康复策略。