健脾补糖对过度训练脾虚大鼠骨骼肌GLUT4和P38活性的影响

为了探讨健脾补糖对过度训练大鼠骨骼肌的糖转运和MAPK转导通路中P38活性的影响.通过6周递增大负荷游泳训练,观察过度训练和健脾补糖对胃肠的吸收功能,骨骼肌的糖转运、储备和P38活性的影响.研究表明:1)过度训练脾虚的大鼠的骨骼肌MAPK信号转导系统的P38途径虽然被激活.但骨骼肌的葡萄糖转运和糖储存被低血糖和胰岛素所抑制.因此没有明显改善骨骼肌的肌糖原储备.2)健脾补糖从改善胃肠功能、增加能源物质的摄入、提高抗氧化能力等多靶点激活了P38,使骨骼肌对葡萄糖的转运速度与合成速度均加快,在末次运动后24 h就使肌糖原达到了明显的超量恢复状态.     

Ⅱ型糖尿病大鼠运动后骨骼肌IRS-2、GLUT4含量及IRS-2磷酸化变化的时间特征

为了解运动后大鼠肌细胞IRS-2、GLUT4蛋白含量及IRS-2磷酸化的动态变化及时间特征。制备II型糖尿病大鼠模型。将SD大鼠分为正常对照组、糖尿病对照组和糖尿病运动组。用Western blot免疫印迹法检测运动后IRS-2、GLUT4蛋白含量及IRS-2磷酸化程度。结果得出:与糖尿病对照组相比,运动后1 h、3 h组、6 h、12 h、24 h和48 h股四头肌IRS-2蛋白含量分别升高6.8%、23.7%(P<0.01)、20.7%(P<0.01)、10%、5.4%和2.7%;GLUT4蛋白含量分别显著升高17.3%、32.7%、42.3%、46.2%、51.9%和45%(P<0.01);IRS-2磷酸化分别升高49%、51.4%、45.1%、43.1%、21.6%(P<0.01)和9.8%(P<0.05)。结论:一次性中等强度的运动对IRS-2、GLUT4含量和IRS-2磷酸化产生显著的影响,其中GLUT4含量和IRS-2磷酸化升高的效应可持续到运动结束的48 h。     

Three-dimensional tracking of GLUT4 vesicles in TIRF microscopy

TIRF microscopy has provided a means to view mobile granules within 100 nm in size in two dimensions. However quantitative analysis of the position and motion of those granules requires an appropriate tracking method. In this paper, we present a new tracking algorithm combined with the unique features of TIRF. Firstly a fluorescence correction procedure was processed to solve the problem of fluorescence bleaching over time. Mobile granules were then segmented from a time-lapse image stack by an adaptive background subtraction method. Kalman filter was introduced to estimate and track the granules that allowed reducing searching range and hence greater reliability in tracking process. After the tracked granules were located in x-y plane, the z-position was indirectly inferred from the changes in their intensities. In the experiments the algorithm was applied in tracking GLUT4 vesicles in living adipose cells. The results indicate that the algorithm has achieved robust estimation and tracking of the vesicles in three dimensions.     

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.     

低氧运动改善肥胖大鼠胰岛素抵抗中Caveolin的变化

摘要：目的：观察低氧运动对大鼠骨骼肌胰岛素抵抗（Insulin Resistance,IR）的影响,并探究小窝蛋白（Caveolin）在该过程中的作用。方法：5周龄雄性SD大鼠46只,随机分为对照组和高脂组,进行8周高脂膳食喂养,通过测定胰岛素敏感性以及葡萄糖耐量试验,判断建模是否成功;建模成功大鼠随机分为常氧安静组（NC）、常氧运动组（NE）、低氧安静组（HC）和低氧运动组（HE）,进行4周低氧运动干预。测定各组大鼠胰岛素敏感性,免疫荧光观察GLUT4在大鼠比目鱼肌细胞内的分布,Western blot测定比目鱼肌GLUT4、Caveolin-1、Caveolin-3的蛋白含量。结果：1）大鼠在8周高脂膳食后出现胰岛素抵抗;2）4周低氧运动使得大鼠体重明显下降,且胰岛素敏感性明显升高,糖耐量受损程度减轻;3）低氧运动诱导GLUT4在比目鱼肌细胞膜上的分布明显增加,且GLUT4的蛋白表达增多;4）与NC组相比,HE组Caveolin-3的蛋白含量显著升高。结论：低氧运动能有效改善肥胖诱导的胰岛素抵抗,同时可促进GLUT4的生成及其在骨骼肌细胞内分布,Caveolin-3含量在此过程中出现升高。     

Hydro-Alcoholic Cinnamon Extract, Enhances Glucose Transporter Isotype-4 Translocation from Intracellular Compartments into the Cytoplasmic Membrane of C2C12 Myotubes

Cinnamon has been used as an anti-diabetic agent for centuries but only in recent few years its mechanism of action has been under investigation. Previous studies showed that cinnamon might exert its anti-diabetic effect via increasing glucose transporter isotype-4 (GLUT4) gene and glycoprotein contents in fat cells. To study if hydro-alcoholic cinnamon extract (HACE) enhances GLUT4 translocation from intracellular compartments of nuclear or endoplasmic reticulum membranes (N/ER) into the cytoplasmic membrane (CM). C2C12 myoblastic cell line were seeded in DMEM plus 20 % FBS and differentiated to myotubes using 2 % horse serum. After myotubes formation, 100 or 1,000 μg/ml HACE, as intervention, and as control 1 % DMSO were added for 3 h. Cells were washed and homogenized followed by ultracentrifuge fractionation, protein separation by SDS-PAGE and GLUT4 detection using semi-quantitative Western blotting. Data analysis was done by two-independent samples t test for comparison of mean ± SD of GLUT4 percent in categories. GLUT4 contents were higher in CM of groups 100 and 1,000 μg/ml HACE and lower in 1 % DMSO treated myotubes (CI = 0.95, P < 0.05). For N/ER reverse results were obtained (CI = 0.95, P < 0.05). As our results have shown HACE induces GLUT4 translocation from intra-cell into cell surface. We conclude that cinnamon maybe a choice of type-2 diabetes mellitus treatment because its extract enhances GLUT4 contents in CM where it facilitates glucose entrance into the cell. However it is necessary to trace the signaling pathways which are activated by HACE in muscular tissue.     

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.     

CaMK Ⅱ参与调解运动诱导的MEF2/GLUT4 DNA结合活性及GLUT4表达研究

研究运动激活的CaMK Ⅱ对骨骼肌细胞核内MEF2/GLUT4 DNA结合活性及骨骼肌细胞内GLUT4基因表达量的调节作用。方法:两月龄C57BL/6J小鼠40只,按体重随机分为安静对照(control,C)、运动组(exercise,E)、运动+KN93组(KN93,93)、运动+KN92(KN92,92)组。Western Blotting法测CaMK II THR286磷酸化水平。EMSA法测MEF2/GLUT4 DNA结合活性。实时荧光定量PCR法测骨骼肌GLUT4 mRNA表达量。结果:1)运动+KN93组小鼠1 h跑台运动后,其骨骼肌细胞核内MEF2/GLUT4 DNA结合活性及骨骼肌细胞内GLUT4基因表达量,均显著低于单纯运动组。运动+KN92组小鼠1 h跑台运动后,骨骼肌CaMKⅡ活性,MEF2/GLUT4 DNA结合活性及骨骼肌细胞内GLUT4基因表达量与单纯跑台运动组相比均无显著差异。2)虽然运动+KN93组小鼠1 h跑台运动后骨骼肌GLUT4基因表达量显著低于单纯运动组,但与安静对照组相比,仍显著增加。结论:虽然CaMK Ⅱ参与调节运动诱导的MEF2/GLUT4 DNA结合活性及骨骼肌细胞内GLUT4基因表达量的升高,但CaMKⅡ并不是调节运动诱导的GLUT4基因和蛋白表达增多的唯一信号通路,机体还存在其他的调节信号机制。     

运动与骨骼肌葡萄糖载体

葡萄糖载体（GLUT）是细胞膜上介导葡萄糖跨膜转运的蛋白质，有6种不同的亚型。骨骼肌中存在3种，即GLUT1、GLUT4和GLUT5.它们对骨骼肌的葡萄糖利用有重要意义。运动能促进GLUT的表达及合成，从而增强肌肉利用葡萄糖的能力。