郑澜[1]2004年在《低氧运动促进肌组织血管生成的机制》文中研究说明研究目的:通过研究低氧运动对肌组织血管生成低氧反应基因的转录调节、低氧反应基因产物对肌组织血管生成的促进作用、低氧运动肌组织血管的生成机制,来探讨低氧运动促进肌组织血管生成的机制,为低氧训练在运动实践中的运用提供理论依据和应用途径。研究方法:应用低氧细胞培养、凝胶迁移率变动实验方法,研究低氧调节培养人脐静脉内皮细胞HIF-1与VEGF、Flt-1 DNA结合活性。应用3×3析因设计试验,采用递增负荷运动训练方案,及低氧和超低氧两种不同程度的递增低氧刺激,在运动中和运动后给予低氧处理,建立大鼠不同运动方式后进行不同程度低氧刺激动物模型,在此基础上,应用血气分析、免疫组织化学、原位杂交及计算机图像分析等方法,研究低氧运动对大鼠动脉血氧合状态的影响,及动脉血氧合程度的下降对肌组织HIF-1α的影响,进而对低氧运动肌组织VEGF、Flt-1基因转录的促进作用;应用酶联免疫吸附检测、免疫组织化学及计算机图像分析及体视学等方法,研究VEGF、Flt-1对低氧运动肌组织血管生成的促进作用;应用透射电镜研究方法,从形态学角度研究低氧运动肌组织血管生成的方式。结论:采用不同氧含量的混合气体进行脐静脉内皮细胞培养,为低氧训练肌组织血管生成的离体研究提供了低氧细胞培养模型;应用3×3析因设计试验方法,采用递增负荷跑台运动训练和递增低氧程度低氧刺激,建立了不同低氧处理及运动方式的低氧训练动物实验模型。单纯低氧(氧含量由18.2kPa逐周下降至15.2 kPa )或超低氧(氧含量由17.4 kPa逐周下降至11.3kPa )处理,不能增加肌组织微血管密度,常氧训练、低氧训练,以及训练后进行低氧处理,可增加肌组织微血管密度。低氧处理与训练方式两种因素对肌组织微血管密度的增加具有协同交互作用,并且低氧处理、训练方式的主效应有差别。从常氧训练与低氧训练微血管数量变化的差异来看,低氧训练对肌组织微血管的影响优于常氧训练。低氧及运动使心肌、骨骼肌组织中微血管密度增加,有利于运动中肌组织对氧、营养物质的摄取,及代谢产物的排出,表明在运动训练中或训练后施以低氧条件刺激,可作为一种增强机体耐缺氧能力的辅助训练手段。对肌组织毛细血管超微结构的研究发现,低氧运动肌组织血管生成可通过芽生或非芽生的方式进行,这两种血管生成方式中以非芽生方式即套迭式微血管生长方式为主要形式,表明低氧运动可使肌组织在满足能量和代谢方面采用更快、更经济的血管生成方式,促进血管物质交换功能的增强,来提高机体的运动能力。低氧运动血管生成的转录调节机制为:由于离体情况下,低氧可增加培养人脐静脉内皮细胞中HIF-1与血管生成低氧反应基因VEGF、Flt-1 DNA结合活性,这种结合活性在一定氧张力范围内(培养液中氧分压不高于80.50mmHg,此时混合培养气体中的氧含量为7%)受低氧浓度的调节;在体情况下,低氧及运动可降低动脉血氧合程度,低氧训练是使动脉血氧分压下降的最有效刺激;并且低氧运动可使HIF-1α蛋白、VEGF mRNA、Flt-1 mRNA增加。因此受机体氧合程度的下降,低氧运动可增强肌组织中HIF-1α蛋白表达,低氧和运动肌组织HIF-1α蛋白表达的增加可促进VEGF、Flt-1的基因转录。低氧运动促进肌组织血管生成的作用机制为:低氧运动可使肌组织血管生成低氧反应基因VEGF、Flt-1的蛋白产物增加,VEGF蛋白产生后,可通过自分泌或旁分泌的方式,与肌组织中血管内皮细胞膜上的Flt-1受体结合,参与肌组织血管生成;低氧、运动以及低氧运动都能使血清VEGF含量减少,而此时肌组织VEGF蛋白含量增加,由于肌组织Flt-1受体含量增加,而增加了肌组织对循环中VEGF的摄取、利用,减少了血清VEGF含量。因此,血清VEGF含量可作为反映机体耐低氧能力的指标。
王维群[2]2007年在《低氧、运动对大鼠腓肠肌VEGF和bFGF表达的影响及其作用研究》文中指出研究目的:低氧训练是近年进展最快的训练学研究领域之一,但迄今为止对其生物学机理及应用范围尚存在较多空白或争议。骨骼肌对运动适应的主要表现之一——毛细血管的新生。骨骼肌在承受不习惯负荷时会出现运动性肌损伤(EIMD),其修复伴有毛细血管的新生,与大量的细胞因子有关,血管内皮细胞生长因子(VEGF)和碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)在其中发挥着重要作用,而运动医学领域对两因子的研究尚处于初探阶段。本文采用组织学、分子生物学和免疫组化等技术,研究低氧和/或运动对大鼠腓肠肌VEGF和bFGF表达的影响程度和时间规律,探讨VEGF和bFGF在骨骼肌毛细血管新生和EIMD修复中的作用,丰富相应研究资料。研究方法:研究对象为雄性SD大鼠,采用急性和短期的单纯低氧、常氧和高住低练下不同强度的运动模型,急性运动性肌损伤模型。跟踪测试不同时间组下列指标:大鼠血清肌酸激酶和乳酸脱氢酶活性(全自动生化分析)、大鼠腓肠肌VEGF蛋白(Western blot、ELISA)、bFGE蛋白(免疫组化)、大鼠腓肠肌毛细血管密度(CD,免疫组化CD34)、大鼠腓肠肌毛细血管数与肌纤维数的比值(C/F)、大鼠腓肠肌结构观察(HE染色)。实验结果采用SPSS13.0统计软件进行分析。研究结果:1、本研究所得低氧、运动后大鼠体重、血清CK和LDH活性的结果与常规相符。2、低氧、常氧运动可诱导大鼠腓肠肌VEGF表达升高,反复缺氧将导致VEGF对缺氧不敏感。长时间中等强度的运动比间歇性的高强度运动诱导更多的VEGF表达。高住低练削弱了长时间中等强度运动诱导的VEGF表达,高住低练组表现出较强的运动能力。VEGF恢复和适应的速度由快向慢顺序为:低氧、高住低练、常氧运动。低氧和/或运动后大鼠腓肠肌VEGF蛋白表达属早期速发效应。3、低氧、常氧运动可诱导大鼠腓肠肌bFGF表达升高,反复缺氧将导致bFGF对缺氧不敏感。在一定范围内,运动诱导的骨骼肌bFGF表达的幅度随运动强度的增加而加大,且具有延迟性特征。长时间中等强度的高住低练比相应的常氧训练更能诱导bFGF表达,递增强度的高住低练削弱了高强度运动诱导的bFGF表达。低氧和/或运动后大鼠腓肠肌bFGF表达不是即时性的,属较长期的持续反应。4、在短期常氧训练和高住低练的第6d出现了毛细血管新生的情况,高住低练比常氧训练明显,长时间中强度训练比间歇性的高强度训练明显。低氧和/或运动诱导的VEGF和bFGF表达的时间规律是不一致的,但它们都参与了低氧和/或运动诱导的骨骼肌毛细血管新生。5、VEGF和bFGF的过量表达贯穿EIMD修复的全过程,bFGF升高的幅度大于VEGF,两因子协同参与EIMD修复。研究结论:本研究采用的运动模型是有效的。本研究以VEGF和bFGF蛋白水平为观察点,揭示了低氧和/或运动对大鼠腓肠肌VEGF和bFGF表达影响的规律。VEGF和bFGF参与了骨骼肌毛细血管新生和EIMD修复。短期的高住低练能提高大鼠骨骼肌对长时间中等强度和间歇性高强度运动的适应能力。低氧和/或运动对不同类型肌纤维VEGF和bFGF表达影响的研究具有广阔的前景。
邹志兵[3]2008年在《低氧运动对大鼠心肌组织低氧诱导因子和血管新生的影响》文中认为研究目的:通过研究不同的低氧训练模式下大鼠心肌组织中HIF-1α的表达情况,来初步探讨HIF-1α在促进心肌组织血管生成中的作用。通过显微观察血管内皮特异表面抗原CD34标记血管的增生程度,来研究不同的低氧训练模式对心肌组织微血管生成的影响。从HIF-1α的表达和微血管生成这两点来初步研究低氧训练在运动训练中的作用及其机制,同时也希望为某些相关疾病的治疗提供实验依据和策略。研究方法:将健康雄性SD大鼠60只(中南大学湘雅医学院动物部提供),按体重随机分为6组,每组n=10:常氧对照组、低氧不运动组、常氧训练组、低住高练组、高住低练组、高住高练低练组。采用递增运动负荷训练、递增低氧居住和特定低氧浓度(低氧浓度17.5%,相当于海拔1500m)的低氧训练刺激相结合建立动物低氧训练模型。试验结束后取心肌固定、制做石蜡标本,应用免疫组织化学、显微图象分析对HIF-1的阳性表达进行定量分析;采用免疫组织化学、体视学方法、显微图象分析对心肌组织毛细血管密度、灰度水平、表达面积进行计数和检测。研究结果:(1)在常氧条件下,低氧诱导因子有微弱的表达。在低氧情况下,与对照组相比,低氧诱导因子在心肌组织中表达均显着增加(p＜0.01)。(2)低氧运动组与常氧运动组相比,低氧运动组心肌组织中低氧诱导因子的表达呈显着增加(p＜0.01)。(3)常氧和单纯低氧不能显着增加心肌组织微血管密度,常氧训练、低氧训练可显着增加心肌组织微血管密度(p＜0.01)。(4)低氧训练与常氧训练组相比,低氧训练组心肌组织微血管密度增加明显(p＜0.05)。结论:(1)无论在哪种低氧情况下,包括低氧性缺氧和负荷性缺氧,低氧诱导因子在心肌组织中含量均增加。单纯就两者之间的比较而言,负荷性缺氧较低氧性缺氧更有积极的作用。(2)如果低氧同时负荷一定量的训练或在运动训练的同时加入低氧刺激,心肌组织中的HIF-1α的表达更为显著。表明低氧训练更能诱导HIF-1α在心肌组织中的表达,其中高住高练低练组在心肌组织中表达HIF-1α的效果最好。(3)常氧和单纯低氧不能显着增加心肌组织微血管密度,常氧训练、低氧训练可增加心肌组织微血管密度。(4)如果低氧同时负荷一定量的训练或在运动训练的同时加入低氧刺激,心肌组织中微血管生成的效果更加显着。表明低氧训练更能诱导心肌组织中微血管的生成,其中高住高练低练组在促进心肌组织中微血管形成的效果最好。(5)HIF-1α与心肌组织微血管的形成存在正相关,提示HIF-1α在低氧训练中促进心肌组织血管的形成起了很关键的作用,但HIF-1α导致VEGF增加的原因有待研究。
王元会[4]2017年在《有氧运动对心肌缺血作用及机制研究》文中指出研究背景:心肌缺血是一组由各种原因导致冠状动脉血流量减少的疾病,发病率和致死率均较高,常见于冠状动脉粥样硬化性心脏病。虽然临床应用抗心绞痛药物和冠脉介入、搭桥等技术的推广大大提高了冠心病患者的生存率,但是心肌缺血的发生率仍然居高不下。心脏康复近年来日益被社会关注,逐渐成为临床及科研的研究热点。运动训练在心脏康复中占有重要地位。研究表明,运动训练可以通过提高急性心肌损伤早期线粒体生物合成的适应性变化改善能量代谢来发挥心脏的保护作用。运动训练还能改善心肌梗死后的左心室重构稳定患者的病情。但大强度运动易致心肌缺血发作,有潜在的心血管临床风险。有氧运动是一种较低强度的运动方式,可增强健康人的心肺功能,提高运动耐力。研究表明,有氧运动能提高心肌梗死患者的心功能、改善冠脉灌注及运动耐力,并且早期适当运动训练可有效提升心肌梗死患者心功能,其分子机制目前尚不完全清楚。已有研究发现有氧运动可以改善心肌组织结构、影响血小板活化、调节血管内皮功能、促进血管新生等作用。有研究表明运动和缺血促进了冠脉侧支循环形成,伴有血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的显着增加。人类出生后有两种形式的血管生长:血管生成(angiogenesis)和动脉生成(arteriogenesis)。血管生成是指毛细血管网络的形成。动脉生成是指预先存在的固有侧支动脉随着血管血流量及剪切力的增加,引起血管内皮细胞增殖,引起血管重塑,逐步形成大的有功能的侧支传导动脉的过程,所形成的动脉能够有效地恢复因血管阻塞所致的缺血区的血液供应,可以代偿因堵塞而失去功能的传导动脉血管。有氧运动对缺血心肌血管舒缩方面作用改善血运方面的作用机制研究尚未见报道。降钙素基因相关肽(Calcitonin gene-related peptide,CGRP)是一种由37个氨基酸组成的神经多肽,在神经系统及心血管系统中广泛分布,具有很强的扩血管活性,能扩张冠脉血管具有心脏保护作用。背根神经节是CGRP主要的合成部位,在背根神经节内含有大量的神经元胞体,其周围神经分布在心血管组织中。人类和鼠的CGRP有两种分子异构体:α-和β-CGRP,二者分子结构相似,具有相似的生物活性。除了强大的扩血管活性外,CGRP还具有保护内皮细胞、促进血管新生活性,即促进血管生成。有研究发现,等长收缩运动后骨骼肌中CGRP有显着增加。还有研究发现低氧条件下血浆CGRP降低,而运动可使血浆中CGRP升高,提示运动有可能通过CGRP途径保护缺血心肌减轻损伤。研究还发现内源性CGRP因其强大的扩血管活性和促血管生成活性促进了血管再形成,可以改善小鼠缺血后肢血供,其具体机制之一可能是CGRP与其受体结合激活了c AMP信号通路,增强了VEGF表达。本实验通过采用腹腔注射盐酸异丙肾上腺素制作大鼠心肌缺血模型,在4周长期游泳有氧运动后,观察心肌、血液中CGRP、背根神经节内CGRP m RNA(α-CGRP和β-CGRP)表达情况、缺血心肌侧支血管形成情况以及心功能情况,观察有氧运动在改善心肌缺血方面作用以及降钙素基因相关肽在此过程中的变化,进一步明确有氧运动在改善心肌缺血方面应用价值,并探讨机制,为临床冠心病患者运动康复提供实验依据。目的:利用大鼠心肌缺血模型,明确有氧运动对心肌缺血的作用及初步探讨其可能的分子机制:(1)观察有氧运动对心肌缺血的保护作用;(2)观察心肌缺血有氧运动后CGRP的变化;(3)探讨CGRP在有氧运动改善心肌缺血中的作用机制。方法:健康雄性Wistar大鼠180-220 g约21只,随机分为对照组(Control)、心肌缺血组(MI)、心肌缺血有氧运动组(MI+AE)3组,每组7只。心肌缺血组和心肌缺血有氧运动组采取腹腔一次性注射2 mg/kg盐酸异丙肾上腺素注射液(Iso)制作心肌缺血模型。在注射24小时后2组大鼠于麻醉下四肢针刺电极连接于心电图机做II导联心电图,筛选出心肌缺血大鼠。对照组腹腔注射等量生理盐水。对照组与心肌缺血组不进行有氧运动,常规安静笼内饲养4周。心肌缺血有氧运动组采用游泳有氧运动训练4周,每周5天,每天40分钟,其中第一周每天游泳时间从10分钟开始逐渐延长至40分钟,之后3周每天游泳40分钟。实验终点时,所有动物麻醉下完成心脏超声检测心功能:测量左心室收缩期末内径(left ventricular internal end-systolic diameter,LVIDs)、左心室舒张末期内径(left ventricular internal end-diastolic diameter,LVIDd)、射血分数(ejection fraction,EF)、短轴缩短率(fractional shortening,FS)等指标,所有检测指标均取5个心动周期的平均值。之后动物处死取材,标本包括血清、缺血心肌和背根神经节。叁组标本进入实验室检测并将观测结果进行统计分析:酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测外周血、缺血心肌CGRP蛋白含量,逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)法检测背根神经节中CGRP m RNA(α-CGRP和β-CGRP)表达,心肌HE染色镜下观察心肌缺血损伤情况,CD34因子免疫组化法标记血管内皮细胞镜下检测缺血心肌毛细血管密度。结果:1.注射盐酸异丙肾上腺素的大鼠均成功复制出心肌缺血模型。在4周游泳有氧运动训练后,MI+AE组体重(447.1±53.5 g)较MI组体重(420.0±43.2 g)有增加趋势(P=0.24),两组与Control组(451.43±24.103)比较,差异均未达到统计学意义(P=0.85,P=0.18)。2.实验终点时,背根神经节MI组α-CGRP m RNA(0.358±0.031)、β-CGRP m RNA(0.345±0.022)和MI+AE组α-CGRP m RNA(0.504±0.038)、β-CGRP m RNA(0.41±0.019)表达水平均显着低于Control组(0.573±0.038,0.46±0.03,P<0.01);MI+AE组α-CGRP m RNA、β-CGRP m RNA表达水平均显着高于MI组(P<0.01)。3.外周血清CGRP蛋白表达水平在MI+AE组(14.488±2.951 ng/ml,P<0.01)、MI组(10.319±3.414 ng/ml,P<0.01)均显着低于Control组(20.509±3.463 ng/ml);且MI+AE组显着高于MI组(P<0.05)。心肌CGRP蛋白表达水平在MI+AE组(189.46±61.81 pg/ml,P<0.01)、MI组(99.87±32.3 pg/ml,P<0.05)显着低于Control组(255.04±66.83 pg/ml);且MI+AE组显着高于MI组(P<0.01)。4.实验终点时,左心室心肌毛细血管(CD34因子染色阳性)密度MI+AE组(71.7±11.7 capillaries/mm2)显着高于MI组(50.1±5.7 capillaries/mm2,P<0.01)。MI组和MI+AE组心肌毛细血管密度显着低于Control组(139±19.6 capillaries/mm2,P<0.01)。5.左心室心肌HE染色后400倍高倍镜下观察,盐酸异丙肾上腺素注射后MI组心肌细胞损伤坏死改变较明显,而4周游泳有氧运动后MI+AE组心肌细胞损伤改变较轻。6.实验终点时各组超声心动图检测结果显示:(1)MI组左室收缩期内径LVIDs(6.18±1.2)、左室舒张期内径LVIDd(7.72±1.17)较Control组(3.55±0.86,4.85±1.31)均显着增加(P<0.01);(2)MI组左室射血分数LVEF(48.29±6.09)、短轴缩短率FS(20.93±3.15)较Control组(71.39±6.46,34.23±3.97)均明显减小(P<0.01);(3)MI+AE组左室收缩期内径LVIDs(4.6±0.47)、左室舒张期内径LVIDd(6.21±0.72)较Control组均显着增加(P<0.05);(4)MI+AE组左室射血分数LVEF(64.19±3.83)、短轴缩短率FS(30.11±2.16)较Control组均明显减小(P<0.05);(5)MI+AE组的EF、FS较MI组均显着增加(P<0.01),MI+AE组的LVIDs(P<0.01)及LVIDd(P<0.05)较MI组显着降低。7.叁组CGRP蛋白与心肌毛细血管密度及EF相关分析:Control组、MI组、MI+AE组叁组心肌CGRP蛋白含量与心肌毛细血管密度呈显着正相关(r=0.904,P<0.01;r=0.839,P<0.05;r=0.855,P<0.05)。Control组、MI组、MI+AE组叁组心肌CGRP蛋白含量与左心室射血分数EF成显着正相关(r=0.929,P<0.01;r=0.923,P<0.01;r=0.931,P<0.01)。上述结果表明,大鼠腹腔注射盐酸异丙肾上腺素后导致心肌缺血,外周血及心肌CGRP蛋白及背根神经节CGRP m RNA(α-CGRP m RNA和β-CGRP m RNA)均显着降低,心肌毛细血管密度及心功能也显着降低。4周游泳有氧运动可使CGRP蛋白及其m RNA水平显着提高、毛细血管密度和心功能均显着提高。CGRP的合成和分泌增加与心肌毛细血管密度增加、心功能改善具有显着相关性。结论:本实验在盐酸异丙肾上腺素诱导的大鼠心肌缺血模型上,4周游泳有氧运动可以改善心肌缺血,提高心功能,其机制可能通过CGRP介导的扩血管作用和血管生成途径,促进心肌侧支循环形成,保护了缺血心肌。CGRP在促进心肌缺血侧支循环形成过程中可能起到重要作用。有氧运动可诱导CGRP合成和释放增加,可用于冠心病患者辅助扩血管药物治疗,促进患者心脏康复,该方法具有安全、有效、经济等特点,临床应用价值较高,值得推广应用。
毛杉杉[5]2004年在《低氧、训练对大鼠骨骼肌毛细血管新生的影响及HIF-1和VEGF在其中的作用机制研究》文中研究指明1 选题背景和依据“高住低训”是1991年Levine提出的高原训练方法,即让运动员居住在高原或低氧发生装置中,训练却在平原或较低海拔处。主要为了提高运动员的有氧竞技能力。据研究者推测,运动员有氧竞技能力的提高可能更有赖于骨骼肌能力的提高。因此,骨骼肌的研究日益引起学者们的关注。骨骼肌在缺血、缺氧条件下,可能会产生组织学、血液动力学等一系列代偿性应急反应。组织代偿的主要方式之一即毛细血管增生以增加血供、改善缺血缺氧;还能缩短氧从毛细血管向组织细胞弥散的距离,增加组织供氧量。因此,毛细血管新生是骨骼肌在组织水平上适应低氧、维持和提高机能的重要机制之一。但低氧条件下,骨骼肌毛细血管是否增生,目前还存在争议;长期低氧运动对毛细血管新生影响的研究也未深入展开,且已有的少量研究结论也很不一致。人们尚未得到长期低氧能增加哺乳动物骨骼肌毛细血管的有力证据。若要探究低氧/训练对骨骼肌毛细血管新生反应的规律,就有必要研究其内在机制。影响毛细血管增生的因素中,VEGF是近十年发现的一种能特异作用于血管内皮细胞的强促细胞分裂素和促血管生成因子,由低氧诱导,是目前公认的最重要的促血管增生的因子。低氧/训练能否改变VEGF及其受体的蛋白和基因表达,如若可以,是由低氧和训练共同作用还是某一因素单独作用的结果,此方面研究极罕见,有必要深入探究。低氧对VEGF表达的影响机制可能有叁个,其中首要的一点就是低氧对HIF-1的影响。因而,微血管新生机制探讨必然涉及HIF-1。HIF-1是诱导低氧反应基因(如VEGF、EPO基因)和修复细胞内氧环境稳定调控中,起核心调节作用的新的细胞信号转录因子,是低氧信息传递的共同途径。研究表明:HIF-1由(、(两个亚基组成,(才是其特有的受低氧调控的亚基。HIF-1(蛋白合成决定HIF-1的DNA结合活性。因此,若想探究低氧/训练下毛细血管新生的分子生物学机制,核心转录因子HIF-1(的表达是回避不了的环节。
刘霞[6]2007年在《低氧暴露与运动对肌糖原合成的调节机理研究》文中指出目的:探讨低氧暴露与运动对肌糖原合成的调节机理,以胰岛素调节肌糖原合成的信号途径作为研究主线,并对低氧暴露与运动调节葡萄糖转运的另一个重要信号途径AMPK进行研究。同时对影响肌糖原合成的下游信号—葡萄糖转运载体4(GLUT4)和糖原生成素(GN)进行研究。方法:以SD雄性大鼠为研究对象,将其分为安静对照组、低氧暴露组、常氧运动组和高住低训组,运动方式为跑台运动,坡度为5度,跑速为20米/分,每周6天,共4周。晚上在氧浓度13.6%的低氧帐篷内低氧暴露12小时,共4周。分别于实验1天、7天、28天和复氧7天取材。观察胰岛β细胞形态与分泌功能、测定骨骼肌胰岛素受体亲和力、探讨调节肌糖原合成的信号通路PI-3K、AMPK、GLUT4和GN蛋白或基因表达在低氧与运动中的变化。结果:(1)间歇性低氧暴露和高住低训在初期,胰腺腺泡在形态上有明显到中度脂肪变性,但随着低氧暴露时间的延长,腺泡脂肪变性减轻。(2)图像分析表明,运动可使胰岛β细胞数量增加,β细胞/胰岛面积百分比增加,而低氧暴露和高住低训则使之减少。(3)从I/G与C/G比值可见,常氧运动和高住低训无显着性差异。(4)低氧和/或运动对胰岛素低亲和力受体的影响更加显着,体现在胰岛素受体亲和力下降,但胰岛素受体结合容量非常显着性增加。(5)常氧运动和高住低训增加骨骼肌肌糖原的含量,且常氧运动更为显着。(6)低氧和/或运动能够增加骨骼肌AMPK和PI3K蛋白的含量,且7天组AMPK和28天组PI3K蛋白含量的增加更为显着。(7)低氧和/或运动能够增加GLUT4mRNA和GNmRNA的表达,且28天组二者增加更为显着。结论:(1)低氧导致胰腺腺泡脂肪变性,但低氧和/或运动均未明显改变胰岛β细胞的正常分泌功能。(2)低氧和/或运动诱导或增强了胰岛素低亲和力受体的密度,说明胰岛素对低氧和/或运动的反应能力增强。(3)低氧和/或运动能够增加骨骼肌肌糖原的含量,但常氧运动更有利于肌糖原的合成。其机理是:一方面通过改变骨骼肌胰岛素受体亲和力及其结合容量、增加骨骼肌PI3K蛋白含量,增强了胰岛素信号途径的作用;另一方面也通过增加AMPK蛋白含量来促进葡萄糖转运。同时低氧和/或运动能够增加GLUT4mRNA和GNmRNA的表达,这对于低氧和/或运动促进骨骼肌肌糖原合成起着重要的作用。
李爱红[7]2007年在《模拟不同高原训练方法对大鼠心肌超微结构及生理生化指标的影响》文中指出本研究通过应用人工低压氧舱模拟各种不同高原训练方法,建立动物训练模型,应用形态学和生理生化检测方法,对不同训练模式下大鼠心肌及血液相关指标的测试及研究分析,对比研究各训练方式对心肌形态学和生化指标的影响,并从运动生物学和运动训练学的角度对这些方法的应用意义及存在的问题进行分析,以便帮助科研人员和教练员更全面地认识这些问题,同时在训练实践中更有效地利用这些方法。按实验要求将大鼠随机分为低住安静组(LoC)、低住低练组(LoLo)、低住高练组(LoHi)、高住安静组(HiC)、高住低练组(HiLo)、高住高练组(HiHi),高住高练低训组(HiHiLo),共7组,每组10只。以A.X.Bigard跑台训练方法进行递增、大强度的跑台训练方式建立模拟低氧训练模型。各组大鼠在给予相应的模拟高原训练后(共4周),每组随机抽取一只断头处死,取心尖组织,制成50nm厚度切片,采用JEM2-1230型透射电镜技术从细胞核、线粒体、肌原纤维、心肌闰盘和毛细血管等五个方面观察大鼠心肌细胞超微结构在低氧训练过程中的变化。其余各组大鼠在模拟高原训练完成后,一次性在跑台跑至力竭,记录力竭时间,后断头处死,快速剥离心脏,取血液样品分离血清,将心肌组织和血清液氮冷冻,后置于冰箱(-40℃)保存。用试剂盒检测心肌组织和血清中的SOD、LDH、LA、CK、SDH、ATP酶的活性和含量。实验结果表明:1)对心肌线粒体的影响,其中LoC、LoLo、HiLo组的线粒体数目丰富、个数较多,结构完整无损伤;而LoHi、HiC、HiHi、HiHiLo组线粒体形态结构有不同程度的损伤,表现为体积大小不均,形态各异,有肿胀,嵴聚集,数目减少等。2)对肌原纤维和肌细胞核的影响,LoC、LoLo、LoHi、HiLo组肌原纤维和肌细胞核结构完整,肌丝排列规则整齐,肌节清晰可见,肌膜完整;HiC、HiHi、HiHiLo组肌原纤维有变化,排列不整齐,长短不均一,部分局域肌丝缺失。3)对心肌微血管和闰盘的影响,不同高原训练方式中HiHiLo组微血管有部分结构损伤,表现为血管内皮细胞核染色质聚集,肿胀膨大,内皮细胞有破坏。LoHi组心肌闰盘有变化,表现为桥粒减少、间隙增大、连接不紧密等。4)对血清LA和LDH的影响,不同的低氧训练方法中对大鼠无氧代谢能力有不同的改善作用,其中以HiLo、LoHi和HiHi组值低于其他各训练组,提示其对乳酸有较好的耐受和清除能力。5)对心肌ATP酶的影响,Na~+-K~+ATP酶以HiHiLo、HiLo组;Ca~(2+)、Mg~(2+)-ATPase以HiLo、HiHiLo、LoHi组酶活性优于其它各组。提示,主要的模拟高原训练方法HiLo、HiHiLo和LoHi组对心肌的ATP酶活性都有比较显着的改善作用。6)心肌LDH值以HiHiLo组较高,心肌CK以HiLo、LoHi、HiHiLo组活性高于其他各组。提示,不同的低氧训练方法中对心肌无氧代谢改善作用比较显着的训练方法是HiLo、HiHiLo和LoHi组。7)HiLo、LoHi法对心肌SOD活性的提高较其它各组显着。心肌有氧代谢酶SDH活性提高较显着的组是HiLo、LoHi组,提示模拟高原训练方法HiLo、LoHi训练法对运动大鼠心肌抗氧化能力和有氧代谢能力有较好的改善作用。。结论:1)经过4wk模拟不同高原训练,对心肌超微结构有不同的影响,HiLo组LoLo组心肌超微结构有适应性变化,而HiHiLo、HiHi组心肌结构在线粒体、微血管、肌纤维、心肌闰盘等方面表现有不同程度的损伤。提示,模拟高原训练方法对心肌超微结构的影响因训练方法的异同而产生不同的效果。2)不同高原训练方式对心肌生理生化指标有不同影响,但整体来看,高原训练可以有效的改善机体机能,提高运动能力,不同的训练方法中尤以高住低练法较为显着,可能优于其它各组。
侯振海[8]2004年在《单纯低氧及低氧复合运动对骨骼肌影响的实验研究》文中认为单纯低氧及低氧复合运动对骨骼肌影响的实验研究 目的：研究单纯低氧及低氧复合运动情况下大鼠骨骼肌超微结构、骨骼肌内自由基以及血清相关酶学的变化规律及发生机制，探讨在低氧情况下进行军事、体育训练的最佳方法。 方法：分别建立大鼠低氧及正常氧情况下运动模型，雄性SD大鼠40只，随机分为4组，即正常氧安静组(A)、正常氧运动组(B)、低氧安静组(C)、低氧运动组(D)，大鼠运动采用跑台模型，速度设定为25米／分，检测在急性低氧(3天)与慢性低氧(14天)时各组大鼠体重(W)、血清肾上腺素(A)、肌型肌酸激酶同功酶(CK-MM)、乳酸脱氢酶同功酶(LDH_5)、骨骼肌中一氧化氮(NO)及骨骼肌线粒体丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)等氧自由基损伤相关指标的变化，对骨骼肌中血管内皮生长因子(VEGF)表达进行RT-PCR分析。电镜观察骨骼肌超微结构的改变，采用析因分析，分别研究低氧及训练的不同阶段对骨骼肌的影响，分析其交互作用，探讨骨骼肌结构、功能改变的发生机制及演变过程，寻找军事、体育训练的最佳方法。 结果：形态学方面单纯低氧组大鼠急性期光镜下肌纤维形态尚正常，电镜下已出现线粒体体积增大，嵴稍肿胀、嵴内腔扩大，嵴紊乱，高尔基器、内质网稍肿大等一系列改变；在慢性期光镜下出现肌纤维萎缩，线粒体轻度肿胀，水性变及空泡化，内膜、嵴破坏溶解改变。低氧运动组大鼠未出现以上病理改变，表现为肌纤维增粗，毛细血管增生，电镜下可见线粒体数目增加。单纯低氧组大鼠和正常氧安静组比较体重降低，低氧复合运动组大鼠和正常氧安静组比较体重增加；低氧及运动情况下大鼠血中A浓度升高，二者有协同作用；单纯低氧组大鼠急性期CK-MM、LDH_5均显着升高，慢性期都恢复到正常氧水平，而低氧复合运动可以降低单纯低氧组急性期CK-MM、LDH_5的升高；单纯低氧组急性期MDA升高，慢性期MDA继续升高，低氧下运动可减轻MDA的升高；低氧下SOD降低，运动时SOD升高，二者无交互作用；运动提高骨骼肌中NO含量，氧含量的变化对NO无影响。低氧情况下，无论运动与否大鼠骨骼肌中VEGF mRNA表达均显着上调，急性期尤为明显，慢性期稍有下降，运动同样可以引起VEGFn】RNA表达上调，并可与低氧一起起协同作用。 结论:大鼠在单纯低氧条件下表现出种种不适应现象如体重降低、肌纤维萎缩、线粒体的破坏，血清cK一MM、LDHS升高，骨骼肌中MDA升高，SOD降低等。而低氧复合大鼠表现出良好的适应现象，未出现以上病理改变，相反表现为体重增加，肌纤维增粗，毛细血管增生等良胜反应。出现以上两种截然不同的结果与运动过程中神经内分泌和免疫功能的调节改变密不可分，同时运动引起机体内一些激素、神经介质等分泌水平的改变也起了重要的作用。而在单纯低氧情况下，机体的神经内分泌和免疫功能、神经介质调节则出现了相反的变化。我们的研究显示，单纯低氧会造成包括骨骼肌在内的组织、器官的损伤，而低氧条件下进行适宜体育锻炼可以减少这些损伤，起到良好的促进高原习服的作用。
苏艳红[9]2005年在《MyoD、myogenin在低氧、运动引起肌球蛋白重链转变中的调节作用》文中研究指明本研究目的在于探索肌球蛋白重链(MHC)转换的转录调控机制,研究肌源性调节因子MyoD和myogenin是否参与MHC转换的基因调控,为此,设定低氧和耐力训练的双重刺激,观察MHC表达不同改变条件下MyoD和myogenin的表达。从而从机制上探讨MHC改变的原因,为不同运动员选材和合理的营养干预提供理论基础。方法:实验动物为SD大鼠40只,随机分为常氧对照组(NC)、常氧训练组(NT)、低氧对照组(HC)和低氧训练组(HT)。HC组和HT组动物均生活在模拟海拔4000米高度的低氧舱中(氧浓度12.7%),每天至少保证22小时低氧时间;NT和HT训练组进行跑台练习(均在常氧条件下进行):跑台坡度+10°,跑速20米/分,每天1次,每次1小时,每周训练6天,所有处理共计28天,28天后取浅层胫前肌和股中间肌,NC组加取两侧比目鱼肌。RT-PCR方法测定MyoD、myogenin及四种MHC亚型mRNA表达,SDS-PAGE方法测定各种MHC亚型蛋白表达,生化方法测定肌球蛋白Ca~(2+)-ATPase活性。结果:常氧耐力训练不影响MHC蛋白组成;MHC mRNA表达表现为MHC-Ⅱx mRNA显着下降,MHC-Ⅱa mRNA不显着性升高;MyoD和myogenin mRNA均显着下降;肌球蛋白Ca~(2+)-ATPase活性无明显改变。单独低氧刺激使MHC-Ⅱa蛋白表达显着下降, MHC-Ⅱx和MHC-Ⅱb蛋白表达显着升高;低氧影响MHC基因表达为MHC-Ⅱa mRNA显着升高,MHC-ⅠmRNA不显着下降;Myogenin mRNA无显着改变,MyoD mRNA有下降趋势,但不具显着性;肌球蛋白Ca~(2+)-ATPase活性显着增加。低氧运动组MHC蛋白组成的改变与低氧组一致,即MHC-Ⅱa显着下降, MHC-Ⅱx和MHC-Ⅱb显着升高;MHC mRNA表达为MHC-Ⅱb mRNA显着升高;Myogenin mRNA显着升高,MyoD mRNA无明显改变。Myogenin与MHC-Ⅰ基因表达显着正相关(偏相关系数r =0.6874, P=0),MHC-Ⅱb与myogenin mRNA也显着正相关(偏相关系数r =0.4662, P = 0.029)。安静状态下,比目鱼肌Myogenin mRNA表达显着高于浅层胫前肌,MyoD mRNA显着低于浅层胫前肌,Myogenin/MyoD比值比目鱼肌显着高于浅层胫前肌。结论:1、耐力训练和低氧对于MHC改变是两种不同形式的刺激,耐力训练使慢型MHC表达升高,低氧使快型MHC表达升高。2、Myogenin与MHC-Ⅰ基因表达显着正相关说明myogenin可能在转录水平调节MHC-Ⅰ表达。3、MHC-Ⅱb与myogenin mRNA存在正相关,根据以往研究显示的MyoD在MHC-Ⅱb和MHC-Ⅱx区域选择表达的理论,MHC的转录调节可能更为复杂。4、肌球蛋白Ca~(2+)-ATPase活性的改变始终与MHC组成的改变保持一致,即当MHC-Ⅱ增加时肌球蛋白Ca~(2+)-ATPase活性增加;前者不变时,后者也保持不变。说明MHC组成决定了肌球蛋白Ca~(2+)-ATPase活性。5、慢肌Myogenin基因表达高于快肌,快肌MyoD基因表达高于慢肌。创新点:1、以往对于MyoD和Myogenin的研究主要集中于胚胎肌发生的过程,本研究首次利用运动模型探讨两因子的改变。2、首次进行运动模式下MHC的改变与MyoD和Myogenin关系的研究。3、首次探讨在多种MHC改变条件下(低氧、运动、低氧运动),MHC与MyoD和Myogenin关系。4、用电泳方法确定的MHC组成作为肌纤维分类的依据。
蔡明春[10]2005年在《缺氧及缺氧复合运动大鼠心肌、骨骼肌的适应性变化及机制》文中进行了进一步梳理平原人进入高原后劳动能力降低,这是对高原低氧环境习服不良在整体水平的表现,积极寻找促进高原习服的措施是当前高原医学与生物学研究的前沿和热点。在平原进行体力锻炼有助于机体对高原缺氧的适应[1],实践表明在高原进行适当的运动训练更有利于促进高原的习服[2]。我们近年的研究表明,在高原低氧环境中进行适当的运动锻炼促进机体对高原低氧环境的习服的机制与缺氧复合运动促进组织毛细血管增生、改善心功能和组织细胞对氧的利用等因素有关[3]。以往在这方面的研究大多是从整体和器官水平上对结构和功能进行观察,而对结构和功能改变的生化和分子生物学基础国内外则报道甚少。高原环境对人的影响的主要因素是缺氧,能量产生和能量利用平衡是进入高原后机体习服与否的关键。因此,我们系统的观察了缺氧复合运动对组织能量代谢的影响,以进一步了解缺氧复合运动促进高原低氧习服的机制。本课题以大鼠在低压舱内游泳训练模拟缺氧复合运动作为动物模型,以能量代谢为中心,运用了生化技术、SDS-PAGE、同位素掺入、western blot技术等多种实验手段,观察了大鼠心肌和骨骼肌肌球蛋白重链异构体组成、葡萄糖有氧和无氧代谢的关键酶、能量监控器AMPK酶活性、线粒体功能等的变化。探讨缺氧习服过程中,适当的运动锻炼促进高原习服,改善机体劳动能力的分子生物学适应机制。为寻求更有效的促习服措施奠定理论基础。主要结果和结论如下:1.慢性缺氧大鼠血球压积显着增加,右心室肥大;缺氧复合运动后大鼠血球压积与缺氧组比较明显降低,右室指数和右室与左室比值无显着差异;结果表明在高原适当运动可降低红细胞压积,有利于改善微循环状态从而减轻心脏负荷。2.运动训练大鼠心室肌MHCα异构体比例显著增加;与平原对照和缺氧组比较,缺氧复合运动后MHCα异构体比例显著增加。结果表明运动运动训练可使心肌肌球蛋白异构体组成改变,ATP酶活性高的MHCα异构体比例显著增加,这可能是缺氧条件下适当运动心功能增强的机制之一。3.慢性缺氧比目鱼肌Ⅰ型MHC显着增加,Ⅱa型MHC显着降低。单纯运动和缺氧复合运动组与缺氧组变化趋势相同。结果表明慢性缺氧和运动训练使比目鱼肌MHC
参考文献：
[1]. 低氧运动促进肌组织血管生成的机制[D]. 郑澜. 上海体育学院. 2004
[2]. 低氧、运动对大鼠腓肠肌VEGF和bFGF表达的影响及其作用研究[D]. 王维群. 苏州大学. 2007
[3]. 低氧运动对大鼠心肌组织低氧诱导因子和血管新生的影响[D]. 邹志兵. 湖南师范大学. 2008
[4]. 有氧运动对心肌缺血作用及机制研究[D]. 王元会. 青岛大学. 2017
[5]. 低氧、训练对大鼠骨骼肌毛细血管新生的影响及HIF-1和VEGF在其中的作用机制研究[D]. 毛杉杉. 北京体育大学. 2004
[6]. 低氧暴露与运动对肌糖原合成的调节机理研究[D]. 刘霞. 北京体育大学. 2007
[7]. 模拟不同高原训练方法对大鼠心肌超微结构及生理生化指标的影响[D]. 李爱红. 西北师范大学. 2007
[8]. 单纯低氧及低氧复合运动对骨骼肌影响的实验研究[D]. 侯振海. 第一军医大学. 2004
[9]. MyoD、myogenin在低氧、运动引起肌球蛋白重链转变中的调节作用[D]. 苏艳红. 北京体育大学. 2005
[10]. 缺氧及缺氧复合运动大鼠心肌、骨骼肌的适应性变化及机制[D]. 蔡明春. 第叁军医大学. 2005