miRNA-自噬轴在运动性心肌肥大中的作用机制

心脏肥大是心脏受到生理或病理刺激而引起细胞和分子层面发生一系列变化的结果,运动性心肌肥大是心脏对长期运动产生的适应性变化。随着分子生物学相关研究的深入,运动性心肌肥大的形成不再认为仅仅是血流动力负荷所引起的细胞体积、结构和功能的改变。近年来的研究发现,miRNA和自噬被认为是调控运动性心肌肥大形成的重要因素。基于此,本文以心肌细胞自噬和miRNA为切入点,综述近年来运动诱导的心肌生理性肥大过程中自噬与miRNA发挥作用的机制,为进一步阐明运动性心肌肥大的机制提供依据。     

低氧运动干预对大鼠心肌细胞自噬作用的探讨

目的:探讨常压低氧(13.6%氧含量)运动对大鼠心肌核转录因子NF-κB、Cyt c和自噬相关基因Beclin1的影响,为运动与低氧适应机制的研究和高原训练方案的制定提供理论依据。方法:采用酶联免疫吸附技术(ELISA)分别测大鼠心肌NF-κB、Cyt c和Beclin1的含量。结果:通过运动训练、低氧适应或者是低氧运动适应,都能使NF-κB和Beclin1不同程度升高,其中以HC和HiLo较为显著,Cyt c变化不明显,提示运动训练、低氧适应或者低氧运动适应都能诱导自噬的发生。结论:自噬相关基因Beclin1在低氧训练中产生的低氧适应机制可能是低氧刺激后细胞内产生ROS,ROS激活了NF-κB信号通路,使得Beclinl与NF-κB活性增高;通过长期的运动与低氧适应,可能ROS降低有效抑制NF-κB信号通路,使Beclinl和NF-κB产生了适应性变化,Cyt c从线粒体释放较少,提示细胞凋亡率减少,从而保护心肌细胞的作用。     

细胞自噬的分子学机制及运动训练的调控作用

细胞自噬(autophagy)是真核细胞中普遍存在的生命现象,是将细胞内变形、衰老或损伤的蛋白质和细胞器转运到溶酶体腔中消化降解的一种代谢过程。它的分子发生机制和信号调控机制非常复杂且高度保守,其中,mTOR和Beclin1作为各种调控通路的汇集点发挥了至关重要的作用。不同形式与强度的运动训练对细胞自噬也有一定的调节作用。一般来说,适宜强度的运动训练可通过上调细胞自噬水平,降解由于运动刺激所积累的损伤细胞器和代谢废物,为细胞再生提供一定的能量与合成底物,并在抑制自噬相关疾病的发生发展方面具有建设性作用。但过度训练则会因为细胞自噬的过度激活从而过多降解胞浆中的蛋白质和细胞器,导致细胞损伤或疲劳,甚至可能诱发自噬性细胞死亡。另外,运动训练还能通过调节与细胞自噬相关的信号通路对骨骼肌质量产生重要作用。     

一次性力竭运动小鼠骨骼肌AMPK活性变化对自噬水平的影响

目的:为了研究不同肌纤维中AMPK活性变化,并探讨其在运动过程中对自噬水平的影响,进一步阐明分子机制。方法:将18只C57BL/6雄性小鼠按体重和耐力分为安静组、运动组和力竭组,进行预适应后以15m/min的速度进行力竭运动,检测比目鱼肌和跖肌中p-AMPKα及自噬相关因子LC3、p62表达的变化,分析二者之间的调控作用。结果:p-AMPKα在比目鱼肌中、运动中表达升高。比目鱼肌中LC3-I呈现先升高再降低的趋势,跖肌中则未检测出LC3-I表达;而运动中LC3-II在比目鱼肌和跖肌中的表达水平均不断升高,较安静状态具有显著性差异。比目鱼肌中p62的表达随运动进程不断升高,跖肌中p62的表达则不断下降,与安静状态相比具有非常显著性差异。结论:p-AMPKα在快慢肌纤维中的表达存在差异,运动中"能量开关"启动使慢肌纤维在运动中、力竭时自噬激活,但运动强度过大的运动却抑制自噬的程度,提示能量消耗仅能在一定程度上调控自噬水平变化,最佳的自噬水平表达可能为有氧训练等低强度运动。     

骨骼肌细胞自噬相关研究进展

细胞自噬是普遍存在于真核细胞中的生命现象.细胞内蛋白质和细胞器发生变形、衰老或损伤时可通过细胞自噬转运至溶酶体内进行消化降解.细胞自噬水平的调节,可以通过适宜的运动强度使其上升,并且降解细胞内损伤的细胞器和代谢废物.同时,针对有效的运动训练来调节与细胞自噬相关信号通路,对骨骼肌质量产生重要作用.     

骨骼肌自噬的分子调控机制及运动对其影响

自噬是生物正常和病理状态下普遍存在的生命现象,在运动中骨骼肌蛋白质代谢平衡、氧化应激清除、肌纤维结构重塑及代谢废物清除等方面有重要作用。骨骼肌自噬调控以mTOR信号通路为主、p53、FOXO等信号通路为辅共同调节骨骼肌自噬活动。因此研究骨骼肌自噬调控的信号传导通路对提高运动时骨骼肌效率及维持骨骼肌内环境稳态有重要意义,同时对了解骨骼肌自噬调控机制、治疗与预防骨骼肌萎缩及其相关疾病提供一定的理论依据。     

ATP敏感钾通道介导运动预适应对心肌保护作用的研究进展

通过文献研究,对ATP敏感钾通道的生物学特征进行了分析,在总结心肌ATP敏感钾通道介导心肌保护作用机制的基础上,对ATP敏感钾通道介导运动预适应心肌保护作用的研究进展进行了综述,从不同的研究视角对ATP敏感钾通道介导运动预适应心肌保护作用的研究前景进行了展望。     

运动对骨骼肌线粒体影响的研究进展

本文通过文献资料法,对近年来运动对骨骼肌线粒体形态结构分布、能量代谢、动力学、凋亡、自噬及生物合成方面的影响进行综述.结果发现运动后线粒体发生了再分布并且形态结构和能量代谢相关酶活性出现改变,动力学变化是线粒体对运动的早期适应反应.运动可以影响线粒体自噬、凋亡和生物合成过程,有助于维持线粒体的质量.通过研究,有助于深入认识运动对骨骼肌线粒体影响的分子机制.     

运动通过调控β淀粉样蛋白防治阿尔茨海默病的可能分子机制

阿尔茨海默病（AD）是一种神经退行性疾病,Aβ的过量表达及异常堆积是其发生发展的主要原因之一。本文以β淀粉样蛋白级联假说为线索,阐述了 α,β,γ分泌酶对Aβ生成的调节、不同形态Aβ的毒性以及Aβ毒性作用机制。不管是自主运动还是被动运动,中低强度有氧耐力运动均可通过抑制 Aβ产生、促进其清除以及抑制其神经毒性作用来预防与缓解AD,但其具体分子生物学机制不甚清楚。因此还探讨了运动如何通过调节α,β,γ分泌酶之间的平衡抑制Aβ的产生;运动如何通过胞外降解、胞内吞噬、转运清除等途径促进Aβ清除;运动如何通过调控机体抗氧化能力、抗炎性反应、细胞凋亡等来抑制Aβ神经毒性。但抗阻运动对缓解AD病症是否仍具有积极意义,目前仍无相关动物实验证实。自噬是一种溶酶体依赖性降解代谢机制,在AD的发病进程中起到重要作用。研究发现,通过激活自噬可增强可溶性或纤维状Aβ的清除,但运动能否通过调控自噬水平促进脑内Aβ清除,也是今后需要解决的重要问题之一。     

Omi/HtrA2介导的细胞自噬在运动性骨骼肌损伤中的作用

目的以Omi/HtrA2为切入点,探讨大负荷运动诱导骨骼肌细胞自噬的可能机制。方法将168只SD大鼠随机分为对照组(C)、安慰剂组(D)、抑制剂组(U)、运动组(E)和抑制剂运动组(EU)。E组进行一次大负荷下坡跑,U组注射Omi/HtrA2特异性抑制剂ucf-101,分别于干预后0 h、12 h、24 h、48 h和72 h取材。透射电镜观测比目鱼肌细胞内自噬体超微结构变化;Western Blot检测比目鱼肌Omi/HtrA2、Hax-1和Beclin1蛋白表达;免疫共沉淀技术测定Hax-1与Beclin1蛋白结合水平。结果 D组与对照组蛋白表达无显著性差异;U组干预后电镜下线粒体稍有肿胀,未见明显自噬现象,细胞内Omi/HtrA2和Beclin1蛋白一过性降低(P<0.01或P<0.05),同时Hax-1一过性升高(P<0.01或P<0.05),Hax-1与Beclin1蛋白结合增强;E组比目鱼肌出现损伤,肌原纤维间出现不同成熟阶段的自噬小泡,细胞内Omi/HtrA2和Beclin1蛋白一过性升高(P<0.01或P<0.05),Hax-1一过性降低(P<0.01或P<0.05),Hax-1与Beclin1蛋白结合减弱;EU组比目鱼肌细胞内自噬体不明显,蛋白变化趋势与U组基本一致,但变化幅度低于U组。结论一次大负荷离心运动可诱导骨骼肌细胞自噬现象;Omi/HtrA2通过下游Hax-1-Beclin1途径参与自噬,抑制Omi/HtrA2可降低运动诱导骨骼肌细胞的自噬水平。     

运动疗法对改善心功能不全的效果

通过对25例急性功能不全者(如心脏移植术后、急性心肌梗死致严重心衰病情稳定后)及慢性心衰患者(心功能不全Ⅱ级和Ⅲ级)进行为期18周的运动疗法，结果发现：通过有规律的适度体力活动，可以有效改善心衰患者骨骼肌的生化代谢、心肌功能及运动耐力，改善气体交换功能，增强体力活动耐力。     

不同运动方式和抗氧化剂对大鼠心肌cAMP、cGMP 代谢的影响

以SD大鼠为研究对象,并将其随机分成一次性运动组、耐力运动组和间歇运动组,其中每组再分成服用抗氧化剂和不服用抗氧化剂两组共6组,所用大鼠在完成最后一次运动后,分别于运动后即刻、运动后24h和运动后48h处死取样,并对心肌线粒体cAMP、cGMP进行测定,以研究不同运动方式和抗氧化剂对大鼠心肌代谢的影响,为运动训练提供参考.实验结果表明:服用抗氧化剂对耐力运动组和间歇运动组恢复期的心肌cAMP浓度具有一定的影响,而对这两组恢复期的心肌cGMP浓度则并无显著性作用;运动方式和抗氧化剂是影响心肌cAMP、cGMP浓度变化的主要因素.     

有氧运动调控去甲肾上腺素转运蛋白抑制心力衰竭大鼠交感神经过度兴奋

目的：观察有氧运动对心力衰竭（心衰）大鼠心脏交感神经功能的影响,并探讨心肌去甲肾上腺素转运蛋白（NET）在其间的可能作用机制。方法：38只Wistar大鼠随机分为假手术组（Sham）、心衰安静组（HF-sed）和心衰运动组（HF-ex）。Sham和HF-sed组大鼠在鼠笼内安静饲养,HF-ex组进行10周中等强度跑台运动。实验结束后,利用超声心动图检测心脏结构与功能,心率变异性（HRV）频域分析获取自主神经功能,行Masson染色观察心脏组织病理学变化,高压液相色谱法测定血浆和心肌去甲肾上腺素（NE）水平,实时荧光定量PCR和Western blot检测心脏交感神经节NET mRNA和蛋白,心肌总NET、膜NET和胞浆NET蛋白表达量。结果：与Sham组比较,HF-sed组发生病理性心脏肥大,心肌纤维化,交感神经活性增加（P<0.05）,心肌和血浆NE升高（P<0.05）,心功能下降（P<0.05）;分子生物学测定发现,心脏交感神经节NET mRNA表达下调（P<0.05）,心肌总NET和膜NET蛋白下降（P<0.05）,胞浆NET升高（P<0.05...     

不同运动能力小鼠在定制负荷运动适应中骨骼肌的基因转录响应——以细胞自噬与线粒体有关基因为例

运动能力的差异是生物个体间客观存在的。本研究以细胞自噬与线粒体有关基因为例,探讨不同年龄不同运动能力小鼠在运动适应中骨骼肌进行基因选择性表达的转录调控机制,以及骨骼肌基因响应的个性化特征。将清洁级ICR小鼠分为青年对照组(YC)、青年运动组(YR)、成年对照组(AC)、成年运动组(AR),每组10只。采用递增负荷的运动能力测试确定青年、成年小鼠可以承受的最大跑速,YR、AR组小鼠按各自最大跑速的65%~75%进行耐力训练,每天训练1 h,持续4周。取腓肠肌测试mtDNA、ATP含量以及Caspases酶活性,实时荧光定量PCR检测mRNA表达,Western blot检测蛋白表达,用染色质免疫沉淀+PCR(ChIP-PCR)检测p53、ERRα与靶基因启动子结合的DNA片段。结果表明:(1)骨骼肌mtDNA含量在成年小鼠运动后显著提高,ATP含量在成年、青年小鼠运动后均显著提高。(2) 运动显著提高成年小鼠Caspase 3,8,9的酶活性,但是对青年小鼠无显著影响。(3)成年、青年小鼠自噬基因对运动响应显著,但线粒体生物发生、COX复合物、代谢调控有关基因只在成年小鼠对运动响应显著。(4) 运动促进p53、ERRα与靶基因Tfam、SCO2、PUMA、Bax启动子的结合,但在成年、青年小鼠中靶基因转录水平不一致。结论:即使保持相对一致的运动负荷,青年小鼠骨骼肌自噬与线粒体有关基因对运动的响应也比成年小鼠低。尽管运动促进p53、ERRα与靶基因启动子的结合,但靶基因在mRNA水平并不一定表达上调。     

运动适应的细胞信号调控:线粒体的角色转换及其研究展望

线粒体不仅是真核细胞的能量工厂,更是细胞信号转导的调控中心。转换线粒体的功能定位,探索线粒体能量代谢与信号转导之间的偶联机制,将有助于揭示运动与生理适应的链接通路。许多慢性疾病的病理基础可归因于线粒体与真核细胞之间共生关系异常,即以能量换营养的交易出现阻滞,运动有助于整合或恢复这种共生关系。因为运动不仅促进线粒体生物发生(正向适应),也诱导细胞自噬(含线粒体自噬),未来以"自噬"为标志的"逆向适应"研究将更全面地揭示线粒体质量控制的机理,这将进一步丰富运动适应的细胞信号调控理论以及线粒体相关疾病的病理机制。     

有氧运动抑制ALCAT1表达并激活FGF21-FGFR1/β-Klotho-PI3K/AKT通路改善心梗诱导的肝损伤

目的：探讨成纤维生长因子21(fibroblast growth factor 21,FGF21)和心磷脂转移酶1(lysocardiolipin acyltransferase-1,ALCAT1)在有氧运动改善心肌梗死（myocardial infarction,MI）诱导小鼠肝损伤中的作用。方法：24只8周龄C57/BL6小鼠随机均分为假手术组（S）,心梗组（MI）,心梗运动组（ME）,每组8只。采用左冠状动脉前降支结扎术制备心梗小鼠模型,ME组在术后1周开始进行为期6周的有氧运动干预。运动结束后次日采用心动超声检测心功能,Masson染色检测心肌胶原面积,评价心梗模型。试剂盒检测肝脏天冬氨酸转氨酶（AST）、谷丙转氨酶（ALT）、碱性磷酸酶（ALP）活性,评价肝功能。Masson和Sirius Red染色检测肝脏胶原纤维增生情况,TUNEL染色检测肝细胞凋亡情况。Western blotting检测肝脏FGF21、FGFR1、β-Klotho、ALCAT1、内质网应激、线粒体自噬和凋亡相关蛋白表达。结果：心梗小鼠心肌CVF%显著增加,心功能显著降低,运动干预后心肌CVF%显著降低...     

力竭性游泳运动后及恢复期不同时相大鼠心肌SOD 活性和mRNA 表达的研究

方法:采用分光光度法和RT-PCR技术研究力竭性游泳运动后及恢复期不同时相大鼠心肌超氧化物歧化酶(SOD)活性和mRNA表达.结果:力竭运动后,锰SOD (Mn-SOD)活性呈现升高的趋势,直到力竭运动后24hMn-SOD活性下降,但仍高于安静对照组.与安静对照组相比,力竭运动后即刻组、1h组和4h组的大鼠心肌铜、锌SOD (CuZn-SOD)活性均显著降低(P<0.05);与力竭运动后即刻组相比,力竭运动后24h组的大鼠心肌CuZn-SOD活性显著升高(P<0.05).力竭游泳运动使大鼠心肌CuZn-SOD mRNA表达增加.在运动后恢复期,CuZn-SOD mRNA表达有所下降,但仍保持较高水平.力竭游泳运动使大鼠心肌Mn-SOD mRNA表达增加,并且在运动后恢复期,随着恢复时间的延长,Mn-SOD mRNA表达逐渐增加,直到运动后24h才有所降低.结论:心肌组织中线粒体丰富,CuZn-SOD和Mn-SOD的亚细胞定位和各自的特性不同,使得心肌SOD同工酶对运动的反应性不同.运动对CuZn-SOD和Mn-SOD的影响发生在转录前水平.力竭运动后恢复期,大鼠心肌CuZn-SOD mRNA表达保持较高水平,Mn-SOD mRNA表达持续增加,Mn-SOD活性保持较高水平,CuZn-SOD活性持续增加,维持较强的抗氧化作用,减少自由基对细胞的损伤.     

牛磺酸对运动衰竭小鼠心肌的保护作用

通过观察牛磺酸对急性运动衰竭小鼠心肌的保护作用,并对牛磺酸保护心肌的机理作了初步探讨,发现牛磺酸具有:(1)提高小鼠游泳运动能力,(2)减轻运动衰竭小鼠心肌结构的异常改变,(3)提高运动衰竭小鼠心肌组织的SOD活力,并降低脂质过氧化产物(MDA)的含量.综上结果,提示牛磺酸对运动衰竭小鼠心肌具有保护作用,其机理可通过升高心肌SOD活力,以抑制脂质过氧化的心肌损害而实现的.此外,本文同时测定了三组小鼠红细胞SOD的活力,发现红细胞SOD活力与心肌SOD活力的大小有相适应的现象.     

不同运动模式缓解衰老性骨骼肌萎缩的研究进展

随着老龄化社会的到来，衰老性肌萎缩严重威胁着人类健康，运动作为积极有效的防治方式，其作用机制近年来成为研究热点。从衰老性肌萎缩发生的本质和对不同类型肌纤维的作用差异入手，探讨有氧运动、抗阻训练、高强度间歇运动和自主转轮等不同方式运动改善肌萎缩的可能分子机制。其中，mTOR、TGF-β/Smad信号通路和内质网应激途径等参与骨骼肌蛋白质的合成抑制过程，泛素-蛋白酶体系统、自噬-溶酶体系统、细胞凋亡、细胞焦亡/炎症、氧化应激/铁死亡等途径参与骨骼肌蛋白质分解的促进过程。运动可通过上述信号通路调节蛋白质的合成分解代谢，从而缓解衰老性肌萎缩的进程，为运动缓解衰老性肌萎缩提供更多的理论依据。     

运动预处理对大负荷跑台运动引起的大鼠心肌损伤干预作用及其机制探讨

目的:明确大负荷运动引起的心肌损伤基本特征,探讨运动预处理(EP)对其保护作用及作用机制。方法:成年雄性SD大鼠64只,随机分为安静对照组(AB组)、运动预处理对照组(AC组)、单纯大负荷运动组(B组)、运动预处理+大负荷运动组(C组);根据大负荷运动后即刻、6h、24h3个时相,又分别随机将B、C组依次分为B1、B2、B3与C1、C2、C3组。AC组与C组进行6周中等负荷跑台运动;C组于末次中等负荷运动后48h与B组进行一次性大负荷跑台运动。测定血清cTnI、CK-MB浓度;测定心肌SOD活性、MDA含量与Ca2+浓度、ATP含量(高效液相色谱仪法测定)及心肌细胞膜Na+-K+-ATPase、Ca2+-ATPase活性。结果:运动预处理可明显减轻大负荷运动引起的大鼠血清cTnI、CK-MB浓度升高程度。运动预处理可明显提高心肌SOD活性;明显减轻大负荷运动后心肌SOD指标下降程度及MDA、Ca2+指标的升高程度;明显减轻大负荷运动后心肌ATP含量及心肌细胞膜Na+-K+-ATPase、Ca2+-ATPase活性的下降程度。结论:EP对大负荷运动引起的心肌损伤具一定保护作用,这可能与EP提高的心肌SOD活性有关。