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模拟在体骨骼肌收缩的体外肌管模型的初步研究

编辑:李松波|谢敏豪 单位:北京体育大学|国家体育总局运动医学研究所

来源:第十届全国体育科学大会发布日期:2015-06-23 11:58:12浏览:175次

研究目的

观察低氧微环境下电脉冲(EPS)对C2C12肌管细胞肌球蛋白重链和糖脂代谢的影响,并与有氧运动训练小鼠骨骼肌相应变化进行比较分析,初步探索肌管细胞运动模型的建立。

研究方法

一、动物实验:雄性4周龄C57BL/6J小鼠42只分为6组:有氧运动训练4周组、5周组、6周组及相应对照组,以血乳酸监控小鼠的训练强度,ELISA法测定小鼠腓肠肌PGC-1α蛋白、各亚型肌球蛋白重链含量,实时荧光定量RT-PCR检测糖脂代谢相关蛋白基因表达。

二、细胞实验:低氧微环境下用3EPS方案诱发C2C12肌管收缩,低氧培养实验选择10%的氧浓度,对照组为普通CO2培养箱(20%氧浓度)。电脉冲方案1EPS1):电压14V,单次刺激时长2ms,频率1Hz,电刺激总时间120分钟;电脉冲方案2EPS2):电压14V,单次刺激时长2ms,频率2Hz,电刺激总时间120分钟;电脉冲方案3EPS3):电压14V,单次刺激时长24ms,频率2Hz,电刺激总时间120分钟。检测指标、方法同上。

研究结果

一、动物实验

运动训练监控证实小鼠有氧运动训练后血乳酸水平未发生显著变化(P>0.05)。从第3周末起,训练小鼠的有氧运动能力开始显著提高P<0.05),此时训练组跑距比对照组增加约15%训练小鼠骨骼肌PGC-1α蛋白含量在训练初期显著增加,但随训练时间增长在达到峰值后会快速回落至基础水平;训练小鼠骨骼肌PGC-1α mRNA相对表达量只能部分说明其蛋白变化。有氧运动训练使小鼠骨骼肌慢肌(型)含量增多,快肌(ⅡxⅡa)含量减少,转化过程中快肌的参与顺序先是Ⅱx型,然后是Ⅱa型。有氧运动训练小鼠骨骼肌葡萄糖氧化利用和肌糖原合成加强,相关调节酶PDHGYS1mRNA表达波动。

二、细胞实验

4天的低氧联合EPS成功建立C2C12肌管细胞收缩模型。低氧抑制了C2C12肌管肌球蛋白的生成。常氧和低氧微环境下EPS诱发C2C12肌管收缩均是以葡萄糖和脂肪酸的有氧氧化供能为主。 EPS使C2C12肌管由慢肌纤维向快肌纤维转化。低氧微环境下EPS2诱发C2C12肌管收缩,显著提高了C2C12肌管细胞PGC-1α蛋白含量和其mRNA表达。EPS主要依靠GLUT1的增加提高C2C12肌管细胞葡萄糖转运。常氧微环境下EPS1方案使肌管细胞线粒体氧化利用中链脂肪酸加强,葡萄糖利用减少。低氧微环境下;EPS2方案使C2C12肌管细胞线粒体氧化利用脂肪酸加强,同时糖原合成加强;而EPS1方案使C2C12肌管细胞糖原合成减弱。

研究结论

1. EPS能较好的模拟有氧运动对在体骨骼肌糖脂代谢的影响。

2. EPS诱发C2C12肌管收缩只能部分模拟运动对在体骨骼肌的影响。

3. EPS2联合低氧微环境诱发C2C12肌管收缩较单独应用EPS能更好的模拟运动对在体骨骼肌的影响。

4. EPS方案中脉冲频率变化对C2C12肌管的糖脂代谢产生影响;EPS方案中脉冲频率由1Hz增加到2Hz,对C2C12肌管肌球蛋白重链含量没有显著影响。

5. 低氧抑制了C2C12肌管细胞增殖。

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