骨骼肌支链氨基酸代谢小分子与运动

骨骼肌是支链氨基酸的主要代谢场所,其代谢产生的分支α-酮酸,C3、C4和C5酰基肉碱,3-羟基异丁酸以及β-氨基异丁酸等代谢小分子,具有代谢和信号分子的双重身份,不仅作用于骨骼肌自身,还可进入血液循环,作用于脂肪、心肌、肝脏等外周组织,调节机体稳态。运动与支链氨基酸代谢关系密切,随着代谢组学的发展,运动与支链氨基酸代谢小分子的研究必将成为新的热点。本文将对上述支链氨基酸代谢小分子代谢过程、生物学功能及病理生理意义及运动对它们影响的研究进展进行综述。     

AMPK在机体骨骼肌运动代谢适应方面的研究进展

腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)作为机体细胞的"能量感受器",可通过激活其下游靶蛋白调节组织细胞糖、脂代谢过程。运动适应涉及机体多个系统和器官,其中骨骼肌在机体对运动产生的代谢适应方面的作用最为明显。运动作为对机体的一个刺激可活化组织细胞AMPK,本文将针对AMPK在机体组织对运动产生代谢适应方面的最新研究进展加以综述,以期为阐明运动防治代谢性疾病的机制提供理论依据。     

骨骼肌的脂质代谢及其与胰岛素抵抗的研究进展

一系列的研究表明骨骼肌细胞内甘油三酯(intramyocellular triacyglycerol,IMTG)和胰岛素抵抗之间有密切联系。许多因素可调控IMTG的动态变化,如甘油三酯水解酶、激素敏感性脂肪酶、甘油一酯脂肪酶和脂滴结合蛋白等。而IMTG的代谢中间产物甘油二酯、神经酰胺和脂肪酸在骨骼肌中的聚集也与胰岛素抵抗密切相关。脂滴和线粒体对于细胞内甘油三酯及其代谢产物的周转速度起关键作用,对胰岛素抵抗也起着重要的作用。     

鱼类摄食代谢和运动代谢研究进展

摄食和运动不仅是动物最主要的生理活动,同时也是机体代谢能量消耗的主要过程。相关研究表明鱼类摄食代谢主要由营养物质同化过程的耗能组成,其食物蛋白质同化耗能远低于陆生脊椎动物,而摄入营养物质不平衡可能导致摄食代谢耗能增加;鱼类摄食代谢和运动代谢上可能存在能量消耗与性能维持之间的权衡,且都可能受最大代谢能力限制。鱼类不仅在摄食和运动代谢的相对大小及其他特征上存在差异,而且在摄食和运动代谢竞争上存在不同的模式。从功率分配的角度,研究鱼类摄食和运动代谢特征及其与物种生态习性的关系将成为鱼类能量学研究的重要方向之一。     

运动调节骨骼肌细胞葡萄糖摄取的研究进展

胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)是2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)的主要诱因,运动因其在改善骨骼肌胰岛素敏感性方面的显著作用,已被临床采用作为防治IR和T2DM的有效手段。运动能增加葡萄糖转运子4 (glucose transporter type 4,Glut4)的转位,而影响Glut4转位和葡萄糖摄取的途径包括胰岛素信号通路和肌肉收缩两大类。研究发现运动通过增加骨骼肌血流灌注、毛细血管募集、胰岛素信号途径和Sestrins-mTOR (mammalian target of rapamycin)信号通路而改善Glut4转位。因此,全面理解运动调节骨骼肌Glut4转位和葡萄糖摄取的分子机制对于揭示运动疗法防治糖代谢异常的机制具有重要意义。     

雌激素受体在骨形成代谢中的研究进展

内源性雌激素在维持机体生长、发育、繁殖等过程中具有重要的作用。雌激素受体(estrogen receptor,ER)是属于核受体家族,与骨形成代谢等具有密切关系。ER有两种亚型,ERα和ERβ,具有共同的结构框架,但它们的配体存在很大差异。在骨形成过程中,ER可促进成骨细胞分化增殖,抑制破骨细胞生长。这可能与许多复杂的信号通路及相关细胞因子(如TGFβ,Wnt,BMP,SOX9等)有关。该方面是目前国内外研究热点,本综述就此方面做一简要概述。     

运动、肠道菌群代谢物——短链脂肪酸与骨骼肌代谢调控

寄生于人体的肠道菌群是一个高度动态化和个体化的复杂生态系统,受遗传、环境、饮食、年龄和运动等因素的影响,并通过其产生的代谢物与机体众多组织器官产生广泛的应答效应。短链脂肪酸(short chain fatty acid, SCFA)主要是由位于盲肠和结肠内的菌群以膳食纤维为底物发酵产生,其被吸收进入肠系膜上下静脉,随后汇入门静脉至肝。部分短链脂肪酸被肝作为糖异生和脂质合成的底物,剩余的短链脂肪酸以游离脂肪酸的形式经肝静脉进入外周循环。研究发现,运动可使产生SCFA的肠道菌群组分的丰度提高和参与调控SCFA生成的相关基因表达增加,使肠道中短链脂肪酸含量增加。由短链脂肪酸刺激结肠内分泌细胞合成分泌的胰高血糖素样肽1(glucagon like peptide-1, GLP-1)可促使胰岛B细胞合成分泌胰岛素,进而调节骨骼肌的葡萄糖摄取与糖原合成。此外,短链脂肪酸通过提高骨骼肌胰岛素受体底物1(insulin receptor substrate 1,IRS1)基因转录起始位点附近的组蛋白乙酰化水平,增强骨骼肌的胰岛素敏感性。同时,短链脂肪酸通过激活腺苷酸活化蛋白质激酶(AMP-activated protein kinase, AMPK)促进骨骼肌的脂肪酸摄取、脂肪分解和线粒体生物发生,抑制脂肪合成。本文就肠道菌群代谢物——短链脂肪酸概述、运动对产生短链脂肪酸的肠道菌群的影响和运动介导肠道菌群代谢物——短链脂肪酸对骨骼肌代谢调控机制的最新研究进展进行综述,为骨骼肌运动适应的新机制研究提供理论依据。     

环境雌激素的微生物代谢

环境雌激素作为一类重要的新型环境污染物,可通过干扰生物体的内分泌系统危害生物体健康。微生物降解是去除环境雌激素与进行环境修复的主要手段。本文归纳整理了目前研究较深入的雌激素降解微生物,类比阐述了其预测的降解通路与降解机制,并对后续环境雌激素降解研究的主要内容与方向进行了展望。     

运动与健康的基因组学和代谢组学研究进展

运动能力和健身效果有较高的遗传度。运动健身后,10%~20%的人表现出没有效果或者变化小于5%,10%~20%的人表现为不良效果。本文对于基因组学和代谢组学阐明个体运动健身效果差异性和运动有益于健康的分子机制进展进行了综述。     

运动介导microRNAs调控骨代谢的研究进展

运动改善骨代谢,促进骨骼生长发育,缓解骨量流失的作用已被广泛证实。在骨代谢中,微小RNA(microRNAs,miRNAs)广泛参与骨髓间充质干细胞、成骨细胞及破骨细胞等骨组织细胞的增殖及分化,通过靶向作用于相关成骨因子或骨吸收因子调控骨形成与骨吸收之间的平衡,在骨代谢的调控中发挥重要作用。近年的研究表明,调控miRNAs是运动或机械应力促进骨代谢正平衡的途径之一,运动能够诱导骨骼中miRNAs差异表达,进而调控相关成骨因子或骨吸收因子的表达,进一步加强运动的促成骨效应。本综述总结了运动介导miRNAs调控骨代谢的相关研究进展,为骨质疏松的运动防治提供理论基础。     

猪的骨骼肌生长发育研究进展

瘦肉率对生猪产业来说是一个极其重要的经济指标,而这一指标完全取决于骨骼肌的生长发育。因此,猪骨骼肌生长发育机理的研究是十分必要的。然而,在早期由于各种因素的限制,猪骨骼肌单个基因的研究一直进展缓慢;相反,以小鼠为模型,其骨骼肌单基因的功能研究却取得了较大进展。在这一时期,影响肌决定和肌分化的基因,如MRFs家族和MEF2家族相继被发现,这些基因在猪的肌肉发育中也发挥着同样的作用。然而,这些结果并不能很好地揭示骨骼肌发育过程中复杂的基因间互作关系。随着近年来芯片和测序技术的不断发展,更多人试图从整个转录谱的水平来阐述猪肌肉发育的分子机理,并且也取得了较大的进展。为了对猪骨骼肌生长发育有一个更为清晰的认识,该文将以目前猪骨骼肌生长发育研究结果为基础,同时结合模式动物小鼠骨骼肌单基因的研究成果,对猪的骨骼肌生长发育分子调控机理进行详细的阐述。     

骨骼肌芳香化酶的研究进展

芳香化酶是机体雌激素合成的限速酶之一,在调节机体雌激素平衡方面发挥着重要作用。近年来研究发现,骨骼肌内也存在芳香化酶的表达和雌激素的生成,并有研究提示雌激素水平的下降导致了骨骼肌雌激素受体和骨骼肌质量的下降。然而调控芳香化酶的水平,是否可以减缓由雌激素分泌量减少导致的肌肉减少症,还没有定论。本综述在介绍芳香化酶结构和催化机制的基础上,探讨芳香化酶、雌激素、骨骼肌三者的作用关系,旨在探究芳香化酶和雌激素对维持骨骼肌健康的作用。     

雌激素及其受体与肺癌的研究进展

肺癌是目前世界上发病率和死亡率最高、预后性最差的恶性肿瘤之一,严重影响人类的健康和生存质量。过去的数10年里,研究人员普遍认为肺癌主要与吸烟、职业病、化学药品和环境污染等因素有关。近年研究显示,男性的肺癌发病率和死亡率正缓慢下降,而女性的肺癌发病率和死亡率却呈上升趋势。实验和流行病学研究均显示,雌激素可能参与了肺癌的形成。简要介绍了近期关于雌激素、雌激素受体和芳香化酶与肺癌相关的研究进展。     

锦鲫的摄食代谢与运动代谢及其相互影响

为了探讨锦鲫(Carassius auratus)幼鱼摄食后特殊动力作用(SDA)的变化特征及运动代谢与摄食代谢之间的相互影响,实验首先灌喂锦鲫4%体重的饲料和等体积的纤维素(湿重),测定灌喂前后的耗氧率;另设灌喂饲料、灌喂纤维素、空腹组(对照组)3个组,测定3组的临界游泳速度(Ucrit)和运动耗氧率(MO2);然后在70%、0%临界游泳速度下,分别测定饱足摄食组和空腹组的耗氧率。结果显示:1灌喂饲料后代谢率快速上升,达到峰值后又迅速下降,代谢时间较短,没有一个相对稳定的平台期,灌喂纤维素后代谢率没有显著性变化(P0.05)。提示锦鲫幼鱼的特殊动力作用功率曲线为一个典型的"三角型"模型,且在特殊动力作用总耗能中,生化特殊动力作用占特殊动力作用总耗能的绝大部分,而机械特殊动力作用只占特殊动力作用的极少部分。2锦鲫幼鱼在摄食后临界游泳速度显著下降(P0.05),代谢率显著升高(P0.05)。摄食后的运动过程中,代谢率从摄食开始到代谢率回落至空腹组代谢的标准误范围内的首个数据所对应的时间长度均为6.5 h,且摄食代谢无显著性差异。提示,对锦鲫幼鱼来说,摄食代谢降低了其运动能力,而运动代谢并没有影响摄食代谢。     

离体骨骼肌蛋白质代谢速率测定方法

本文分别以酪氨酸掺入、酪氨酸释放和净释放作为大鼠比目鱼肌蛋白质合成、分解和净耗的指标,建立了测定离体骨骼肌蛋白质代谢速率的方法,结果表明,在2小时的保温时间内,比目鱼肌细胞内游离酪氨酸及 ³H-酪氨酸比放射性基本恒定,蛋白质合成与分解速率基本不变。测定正常大鼠比目鱼肌酪氨酸掺入,释放和净释放,结果稳定,重现性好。此外,我们还观察了介质中亮氨酸、胰岛素的影响。     

运动调节肠道菌群改善机体代谢机制研究进展

研究发现,机体肠道内寄居着数以万亿的微生物,其代谢产物及其对肠道健康的影响效应对多种慢病的发生发展具有重要的调节作用。最新研究认为肠道菌群可被视为一种重要的内分泌器官,通过探究肠道菌群的变化对机体代谢稳态和生理状态的影响,可更好地了解肠道菌群的功能及其对健康调节的重要机制。有证据表明,人类肠道菌群可受内、外环境等多种因素的影响,其中最主要的两大影响因素为饮食和运动。目前,饮食与肠道菌群的关系研究已较为广泛,而运动对机体肠道菌群的影响仍有很多尚待解决的问题。本文针对运动对肠道菌群的调节及其对机体健康影响研究的最新进展进行综述,以期为今后探究运动调节肠道菌群、改善机体健康的机制提供理论依据。     

胰岛素样生长因子-1与代谢性疾病及运动干预的研究进展

胰岛素样生长因子-1 (insulin-like growth factor-1,IGF-1)是分子结构与胰岛素类似的多肽类物质.IGF-1在组织生长发育、细胞代谢、增殖、分化和凋亡中发挥关键作用.IGF-1主要由肝脏分泌,其分泌量占总体的75％,剩余25％由骨骼肌、心、肾和脾等器官分泌.IGF-1可靶向心脏、血管、肝...     

雌激素β受体研究进展

雌激素是由芳香化酶催化雄激素转化而来的。脑组织局部产生的雌激素不仅作用于生殖系统,也深刻影响着脑发育、学习记忆和认知等功能。雌激素的信号是由雌激素受体介导的,以前只发现了一种雌激素受体,这面临着许多无法解释的现象,新克隆的雌激素受体即β受体加深了人们对雌激素信号途径的认识,为全面阐明雌激素在不同组织中的作用机制提供了新的线索。