PGC-1α对骨骼肌肌纤维类型及运动能力的调控作用

过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α(peroxisome proliferator activated receptorγcoactivator-1α,PGC-1α)可调节能量代谢、诱导线粒体生物合成;在骨骼肌中促进肌纤维类型由IIb型或IId/x型向IIa型或I型转化;PGC-1α-b和PGC-1α-c亚型与运动耐力变化关系密切。全身性和骨骼肌特异性调节PGC-1α表达对骨骼肌肌纤维类型的转化和运动耐力的改变具有一定差异。外源性调控PGC-1α表达对提高运动耐力具有广阔发展前景。     

老年人肌少症发生机制

因年龄增长所致骨骼肌质量减少及功能衰退称为肌少症,其特点是随着年龄的增加,肌纤维的质量、力量、肌耐力、代谢能力下降,而脂肪、结缔组织增多。肌少症的本质是肌纤维数量与横截面积下降及蛋白质净降解,与炎症加剧、氧化应激损伤、线粒体功能障碍、细胞自噬异常和肌肉质量调控因子失调等因素密切相关。本文系统阐述了肌少症发生的分子机制,加深人们对肌少症的理解与认识,为肌少症的预防与治疗提供潜在靶点。     

运动与骨骼肌内雌激素代谢的研究进展

随着人口老龄化的加剧,由衰老导致的肌肉流失、代谢紊乱等问题引起了全球关注。有研究表明,骨骼肌雌激素的产生对绝经期女性和男性均有重要意义,运动作为一种健康的生活方式,影响了骨骼肌内雌激素水平。该文主要综述了骨骼肌雌激素的作用,探讨不同运动方式(抗阻运动和耐力运动)对雌激素代谢通路(DHEA和芳香化酶)的影响。     

骨骼肌卫星细胞对肉品质的影响及其分化调控

骨骼肌卫星细胞是一种肌源性干细胞, 在骨骼肌的生长、发育及肌肉损伤修复中有着至关重要的作用。肌卫星细胞通过增殖、分化融合肌纤维形成新的肌核从而导致骨骼肌纤维的肥大以及骨骼肌纤维类型的相互转化, 进而影响肉品质的形成。文章从肌纤维的发育与肉品质形成、卫星细胞分化与肌纤维特征的相关性等方面, 对卫星细胞的Notch等经典遗传信号通路和miRNA等表观遗传调控及其对肉品质的影响进行了综述。     

慢性缺氧大鼠膈肌纤维类型适应性变化

采用肌球蛋白ＡＴＰ酶（ｍＡＴＰ酶）组化将肌纤维分为Ⅰ、ⅡＡ和ⅡＢ三种类型,通过慢性常压和减压间断缺氧大鼠模型,观察慢性缺氧（分别缺氧１个月和３个月）大鼠膈肌纤维类型的适应性变化,并与肢体肌肉进行比较。结果表明,慢性缺氧大鼠膈肌纤维由酵解型向氧化型转化,主要表现为ⅡＡ纤维比例上升（Ｐ＜０．０５）和ⅡＢ（Ｐ＜０．０５－０．０１）下降,肋膈肌变化大于脚膈肌和肢体肌肉。肌肉间适应性变化的差异可能与其功能要求不同有关。     

低氧暴露诱导肌萎缩发生的机制探讨

高海拔地区常伴随着诸多不利环境因素,使初上高原者处于应激状态,对机体代谢系统产生一系列不良影响,其中之一就是诱发骨骼肌萎缩。肌萎缩是一种肌肉功能减退的反应,表现为肌纤维横截面积减小,肌纤维类型转变和肌肉力量、耐力下降。高原环境造成的肌萎缩与低氧环境密切相关。高原训练是竞技体育中一种提高氧运输能力、心脏供血能力及最大摄氧量的有效训练方式,但此过程中造成的骨骼肌质量丢失会影响运动员力量和耐力的发挥,不利于运动表现;同时,随着高原旅游和低氧减肥的兴起,世居平原大众进入高原后发生的肌量丢失和肌力下降也会影响其健康状态。低氧暴露所诱发的肌萎缩程度由低氧浓度和暴露时长所决定,是一个多器官、多组织参与的整体调控骨骼肌蛋白代谢失衡的过程,且在不同类型的肌纤维中表现不同。但目前关于低氧暴露导致肌萎缩的机制还不完全清楚。因此,本文将就该问题相关研究进展进行综述,以期进一步阐明低氧诱导肌萎缩的生物学机制,从而利用低氧刺激更好地提高运动成绩和服务大众健康。     

运动调控昼夜节律在抗肌萎缩中的作用

随着全球老龄化进程加剧,老年人口剧增,伴随着工作和生活方式的改变,导致体育锻炼减少与生活作息不规律等问题愈发严重。这样的结果显著增加了骨骼肌萎缩的发病率,降低了老年和慢性疾病人群机体健康,影响其生活质量。与此同时,饮食不均衡和运动量降低以及激素水平波动等进一步加剧骨骼肌萎缩的发生,其病理机制主要为慢性炎症加重、线粒体功能障碍、自噬功能状态低下、细胞凋亡增加、肌卫星细胞功能受损以及昼夜节律紊乱等。其中,随着昼夜节律相关研究的深入,骨骼肌作为机体最大的外周生物钟,可通过调控昼夜节律核心基因BMAL1以及CLOCK基因,对骨骼肌纤维结构、线粒体功能、肌肉质量等产生影响。运动锻炼作为改善骨骼肌质量的重要干预策略,还可激活昼夜节律信号通路,调控其相位,进而改善肌肉再生、提高肌肉力量,发挥延缓肌萎缩作用。为此,本文从昼夜节律的角度去阐述其与肌萎缩发生以及潜在运动干预的分子机制,以期为肌萎缩的预防、治疗及康复提供新的靶向思路。     

运动对骨骼肌基因表达的表观遗传调控作用

DNA甲基化、组蛋白修饰和miRNA表达调控是表观遗传调控的3种重要方式,其在基因表达调控中发挥着关键作用。适当运动有益于身心健康。骨骼肌作为运动的主体组织,运动可以提高其代谢能力,改善其线粒体生物学功能,调控肌纤维类型转化,增加骨骼肌力量。近年来越来越多的研究表明,表观遗传调控在机体适应运动过程中发挥着重要作用,DNA甲基化、组蛋白修饰和miRNA表达调控等表观遗传调控方式通过调控骨骼肌基因表达来改变骨骼肌代谢能力、线粒体生物学功能和肌纤维类型,从而适应运动变化。本文对近年来运动对骨骼肌基因DNA甲基化、组蛋白修饰和相应miRNA表达调控等3种表观遗传调控方式的研究现状进行了综述,以期为进一步研究运动改善机体机能和健康提供参考。     

鳜慢肌胚后发育与生长特征

鱼类快肌和慢肌分别占据骨骼肌的不同位置,表现不同的生长发育特征。为了解鳜(Sinipercachuatsi)慢肌纤维的胚后发育特征,本研究通过制作孵化后1～33日龄鳜个体的石蜡切片,采用慢肌特异抗体的免疫组织化学染色,观察了背鳍起点处躯干横切面慢肌的发育变化特征,并利用图像分析软件统计慢肌纤维的数目和面积。结果表明,孵化后鳜仔鱼慢肌位于水平肌隔附近,呈楔形,向背、腹两侧生长。孵化后1～9日龄为单层肌纤维,11日龄发育为多层肌纤维,19日龄覆盖侧线附近,33日龄延伸至背侧第2背肌节、腹侧腹部肌肉2/3处,并在水平肌隔和侧线处分别形成两个肌群。位于骨骼肌最外层的扁平状表层细胞,可能为慢肌增生生长的主要来源。躯干单侧慢肌肌纤维数目由孵化后6个增加至315个,总面积从13.18μm2增加到7 839.58μm2,孵化后13日龄的增生生长占优势,其他发育阶段,肥大生长一直占主导优势。     

运动性骨骼肌疲劳亚细胞机制的探讨

本实验采用持续性下坡跑运动,观察大鼠骨骼肌运动后不同时相线粒体形态、代谢、机能等指标的变化,结果表明：大鼠运动后即刻线粒体钙含量、细胞膜丙二醛（ＭＤＡ）值明显增加,ＡＴＰ含量和细胞膜Ｎａ＋,Ｋ＋－ＡＴＰ酶活性下降;运动后２４ｈ线粒体钙含量、ＭＤＡ值增加最明显,ＡＴＰ含量仍未恢复,细胞膜Ｎａ＋,Ｋ＋－ＡＴＰ酶活性基本恢复,线粒体体密度、平均体积比运动前明显增加,比表面缩小;运动后４８ｈＡＴＰ含量完全恢复,线粒体钙含量、ＭＤＡ值开始恢复。本研究结果提示,急性运动引起的细胞膜脂质过氧化加强、线粒体形态、代谢机能异常抑制线粒体氧化磷酸化过程、减少ＡＴＰ生成可能是运动性骨骼肌疲劳的亚细胞机制之一。耐力训练可以通过改善线粒体形态、代谢、机能提高机体的运动能力。     

FUNDC1与运动诱导线粒体自噬

线粒体为细胞正常生命活动提供物质和能量,然而各种因素会导致线粒体损伤,衰老及功能紊乱。线粒体自噬是维持细胞稳态,及时清除细胞潜在危险因素的关键过程,FUNDC1是新近发现的一种线粒体自噬受体蛋白,在介导线粒体自噬方面有重要作用。运动是激活线粒体自噬的应激条件,其诱导骨骼肌线粒体自噬及FUNDC1在此过程中的作用机制正逐步明确。本文介绍FUNDC1的结构、功能和调节,分析FUNDC1与线粒体分裂、融合、自噬的关系,探讨运动诱导线粒体自噬过程中FUNDC1的调控机制,为进一步研究提供参考依据。     

FUNDC1与运动诱导线粒体自噬北大核心CSCD

线粒体为细胞正常生命活动提供物质和能量,然而各种因素会导致线粒体损伤,衰老及功能紊乱。线粒体自噬是维持细胞稳态,及时清除细胞潜在危险因素的关键过程,FUNDC1是新近发现的一种线粒体自噬受体蛋白,在介导线粒体自噬方面有重要作用。运动是激活线粒体自噬的应激条件,其诱导骨骼肌线粒体自噬及FUNDC1在此过程中的作用机制正逐步明确。本文介绍FUNDC1的结构、功能和调节,分析FUNDC1与线粒体分裂、融合、自噬的关系,探讨运动诱导线粒体自噬过程中FUNDC1的调控机制,为进一步研究提供参考依据。     

长期亚磁场处理降低成年雄性小鼠肌肉组织的线粒体功能和运动能力*

亚磁场是深空载人航天任务中的一个关键风险因素。研究表明,亚磁场影响动物多种运动相关行为,但长期亚磁场处理对成年个体运动能力的影响还需要进一步的研究,以评估深空飞行任务中亚磁场的潜在风险。本研究利用三轴亥姆霍兹线圈系统模拟的亚磁环境,长期（一个月）曝露处理成年雄性C57BL/6小鼠,并从行为,组织,细胞,分子水平研究其对小鼠运动能力的影响。相比于地磁组对照,亚磁组小鼠的耐力显著下降。并且,其骨骼肌中柠檬酸水平和肌膜下线粒体数量的下降,以及骨骼肌线粒体形态的变化,表明亚磁场诱导了肌肉线粒体功能抑制,并可能导致其与耐力密切相关的能量代谢的下降。我们的研究结果为线粒体直接响应亚磁场提供了体内证据,并且提示线粒体相关指标可能用于亚磁场效应的风险评估和干预药物的开发。     

鸢尾素与肌少症的相关性

肌少症是一种以肌肉质量和肌肉力量丧失或身体机能下降为特征的慢性骨骼肌疾病。鸢尾素是一种主要由骨骼肌细胞分泌的新型肌源性因子，在改善糖、脂及骨代谢，减轻胰岛素抵抗中发挥重要作用。鸢尾素不仅可通过影响糖尿病、骨质疏松、代谢综合征等危险因素参与肌少症的发生发展，还可通过调节线粒体代谢活性、促进骨骼肌蛋白合成和肥大、抑制蛋白萎缩及拮抗负性肌调节因子肌生长抑制素等来影响肌少症的发生发展。然而，目前鸢尾素影响肌少症的具体发生机制尚未明确。本文综述了鸢尾素与肌少症的相关性，旨在为研究肌少症的发病机制、诊断及治疗提供参考。     

失重状态下肌萎缩研究进展

失重条件下人和动物生理状态会发生一系列的变化,其中骨骼肌萎缩和力量下降较为显著,目前其发生的机制仍不明确且缺少特效的干预措施。本文从肌肉湿重及肌纤维横截面积的变化、肌纤维类型的变化、肌纤维超微结构的变化、肌梭的适应性变化四个方面进行简要阐述,探讨肌肉萎缩的可能发生机制。     

失神经骨骼肌萎缩的研究现状及进展

当今骨科领域,周围神经损伤一直影响着患者疗效。肌萎缩的发生,细胞凋亡导致骨骼肌萎缩,神经-肌肉接头处营养因子的代谢发生障碍,肌卫星细胞的减少,生长因子以及线粒体和各种酶的变化都是失神经骨骼肌萎缩的机制。电刺激法,保护神经元,生长因子,神经植入提高神经再生速度以及被动活动可以有效治疗患者。失神经骨骼肌萎缩的研究进展也趋于完善。     

长期亚磁场处理降低成年雄性小鼠肌肉组织的线粒体功能和运动能力（英文）

亚磁场是深空载人航天任务中的一个关键风险因素.研究表明,亚磁场影响动物多种运动相关行为,但长期亚磁场处理对成年个体运动能力的影响还需要进一步的研究,以评估深空飞行任务中亚磁场的潜在风险.本研究利用三轴亥姆霍兹线圈系统模拟的亚磁环境,长期(一个月)曝露处理成年雄性C57BL/6小鼠,并从行为、组织、细胞、分子水平研究其对小鼠运动能力的影响.相比于地磁组对照,亚磁组小鼠的耐力显著下降.并且,其骨骼肌中柠檬酸水平和肌膜下线粒体数量的下降,以及骨骼肌线粒体形态的变化,表明亚磁场诱导了肌肉线粒体功能抑制,并可能导致其与耐力密切相关的能量代谢的下降.我们的研究结果为线粒体直接响应亚磁场提供了体内证据,并且提示线粒体相关指标可能用于亚磁场效应的风险评估和干预药物的开发.     

骨骼肌质量控制信号通路

骨骼肌质量约占健康成人体重的40%。骨骼肌不仅直接参与运动,还作为分泌器官分泌多种肌肉因子影响其它器官的功能,因此骨骼肌功能的维持对机体健康具有重要意义。骨骼肌质量作为骨骼肌功能的基础,常常受到运动、疾病等多种因素的影响。如抗阻运动可引起骨骼肌细胞蛋白质合成增加,诱发肌肉肥大;而肢体废用、慢性阻塞性肺疾病、心衰、慢性肾病、恶病质、杜氏肌营养不良等疾病可导致骨骼肌细胞蛋白质合成降低或降解增强,引起肌肉萎缩。骨骼肌肥大或萎缩的过程涉及多条信号通路的改变,如IGF-1/PI3K/Akt、肌肉生长抑制素、G蛋白等介导的信号通路参与了骨骼肌肥大的调控;而泛素-蛋白酶体途径、IGF-1/Akt/FoxO、自噬-溶酶体途径、NF-κB及糖皮质激素介导的信号通路则在调节肌肉萎缩中发挥重要作用。这些信号通路在不同的条件下被激活或抑制,共同调节骨骼肌质量。本文综述骨骼肌质量控制信号通路及其主要转导机制,以加深对骨骼肌质量调控的理解与认识。     

不同训练方式对大鼠骨骼肌纤维类型转化和CaMK II/MEF2传导途径的影响*

目的: 探讨间歇速度训练和耐力训练对大鼠骨骼肌纤维类型转化及钙调蛋白激酶/肌细胞增强因子2(CaMK II/MEF2)信号传导通路的影响。方法: 成年雄性SD大鼠(8周龄)18只,随机分成间歇速度训练组(IST),耐力训练组(ET),设空白组(C),每组6只,IST组采用75 m/min×1 min、20 m/min×1 min的交替训练6次,跑台坡度15,持续时间12 min/d;ET组采用速度30 m/ min、跑台坡度7、持续时间90 min/d的耐力训练。干预8周后,分别取小鼠右侧胫骨前肌、比目鱼肌,酶联免疫吸附法检测骨骼肌琥珀酸脱氢酶(SDH)、乳酸脱氢酶(LDH)活性,ATP酶染色法观察I、Ⅱ型肌纤维面密度、数密度变化情况,SDS-PAGE凝胶电泳技术观察骨骼肌MHC亚型百分比含量、骨骼肌mRNA表达谱测序分析及qRT-PCR技术检测CaN、CaMKII、MEF2水平。结果: 相比C组,ET组SDH活性显著上升,LDH活性降低(P＜0.05);IST组胫骨前肌中LDH活性值升高(P＜0.01)。ET组胫骨前肌MHCIIa%升高,MHCIIb%降低(P＜0.05),比目鱼肌MHCI% 和MHCIIa%升高,MHCIIb%均降低(P＜0.05)。相比IST组,ET组胫骨前肌MHCIIx%升高(P＜0.05)。相比C组,ET组胫骨前肌 I、II 型纤维纤维密度上升,IST组II型纤维纤维密度提高,IST组、ET组比目鱼肌I型纤维纤维密度上升(P＜0.05)。相比C组,ET组骨骼肌CaN、CaMKII、MEF2 mRNA表达水平增高,IST组CaN、CaMKII、MEF2 mRNA表达水平下降(P＜0.01)。Illumina高通量测序筛选骨骼肌纤维转化相关因子及关联分析,运动干预促使骨骼肌纤维转化相关因子表达变化富集于TGF-β/Smad3、CaN/MEF2、AdipoQ等信号通路,而耐力训练显著提高骨骼肌纤维转化、干细胞功能相关信号通路的富集。结论: 耐力训练促进向氧化型肌纤维转化(慢肌),而间歇速度训练向酵解型肌纤维转化(快肌),并伴随着CaMK II/MEF2传导途径中CaN、CaMKII、MEF2基因的高表达。     

运动调控衰老骨骼肌UPRmt和线粒体自噬互作的机制

衰老性肌萎缩中的线粒体功能障碍与线粒体未折叠蛋白反应(mitochondrial unfolded protein response,UPRmt)和线粒体自噬构成的线粒体质量控制(mitochondrial quality control, MQC)的损伤密切相关。线粒体质量控制是线粒体维持内环境稳态的保护机制，其中UPRmt和线粒体自噬分别负责受损线粒体的修复和清除。UPRmt应对未折叠蛋白应激，维持线粒体和细胞蛋白质稳态，延长寿命并调节代谢重构，而线粒体自噬选择性地去除受损严重的线粒体，两者共同维护线粒体稳态。本文总结UPRmt与线粒体自噬的互作、衰老骨骼肌UPRmt与线粒体自噬的变化和运动逆转衰老骨骼肌UPRmt和线粒体自噬的机制，重点总结运动源的活性氧(reactive oxygen species, ROS)调控UPRmt与线粒体自噬互作的信号通路研究进展，并为衰老性肌萎缩进程中线粒体质量控制的维持提供参考。