运动改善胰岛素抵抗与腺苷酸活化蛋白激酶关系的研究进展

腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)广泛存在于骨骼肌、肝脏、胰腺、脂肪组织及中枢神经系统中。作为"细胞能量调节器",AMPK激活后可通过多种机制改善胰岛素抵抗。本文综述了近年来AMPK(骨骼肌、肝脏和脂肪组织)的运动激活以及AMPK介导运动改善心血管胰岛素敏感性的研究进展,展望了AMPK运动激活的研究前景,旨在为全面了解和明确AMPK在运动干预效应中的重要地位提供理论依据。     

运动对高脂饲料喂养大鼠骨骼肌和肝脏组织脂联素-脂联素受体-腺苷酸活化蛋白激酶通路的影响

目的：探讨运动影响高脂喂养大鼠骨骼肌和肝脏组织在腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）通路上的可能机制。方法：40只雄性SD大鼠随机分为4组（n=1 0）：正常对照组（C组）：正常饮食不运动;正常饮食运动组（E组）：正常饮食同时进行10周游泳运动;高脂饮食对照组（H组）：高脂饲料喂养不运动;高脂饮食运动组（HE组）：高脂饲料喂养同时进行10周游泳运动。采用实时荧光定量PCR检测大鼠骨骼肌和肝脏脂联系受体1（AdipoR1）,Adipo R2 mRNA表达,Western blot检测大鼠骨骼肌和肝脏腺苷酸活化蛋白激酶α（AMPKα）蛋白表达及磷酸化水平。结果：股四头肌AdipoR1 mRNA、肝脏AdipoR2 mRNA表达在H组显著低于C组（P<0.05）;HE组股四头肌和肝脏AMPKα（Thr172）磷酸化水平显著高于H组（P<0.05）,分别较H组高43.2%和51.1%。结论：高脂喂养导致大鼠骨骼肌和肝脏A dipoR1/R2 mRNA表达下调,运动提高了大鼠骨骼肌和肝脏AMPKα（Thr172）磷酸化水平。     

AMPK与胰岛素抵抗

糖代谢是物质代谢的基础,运动中骨骼肌糖代谢水平直接影响机体运动能力。近年来研究发现,腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)作为能量代谢变化的感受器能够被运动中ATP/AMP的比值变化所激活,并能直接改善骨骼肌胰岛素抵抗,对机体运动能力有重要的影响。同时AMPK的长期激活可能参与了运动训练引起的胰岛素敏感性增加的调节,虽然其机制尚不清楚。本文通过文献检索法对运动中AMPK的激活机制及其在改善胰岛素抵抗过程中的作用及机制进行综述。     

骨骼肌钝挫伤恢复过程中HIF-1α、AMPKα2表达的改变

目的：观测大鼠骨骼肌钝挫伤（SMBI）恢复进程中腺苷酸活化蛋白激酶α2（AMPKα2）、缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）的表达变化,探讨SMBI恢复可能生物学机制。方法：雄性Wistar大鼠48只,随机选取6只作为正常对照组;另42只大鼠重物砸伤后肢小腿建立钝挫伤模型后分7组（n=6）,造模后各组分别在伤后12 h、2 d、5 d、7 d、10 d、15 d、30 d取材,检测小腿三头肌HIF-1α、AMPKα2表达的变化。结果：损伤后12 h HIF-1α、AMPKα2表达均明显升高,在伤后15 d开始回落接近正常;HIF-1α、AMPKα2表达的峰值出现在伤后2 d内,伤后5 d后表达量开始下降;除HIF-1α mRNA在伤后2 d组表达出现峰值外,其余时间点二者mRNA与蛋白表达时程变化基本一致。结论：SMBI后,HIF-1α、AMPKα2可能通过参与调解缺氧适应、肌细胞再生、能量代偿起到促进伤后恢复的作用。     

运动时长和强度对大鼠骨骼肌线粒体自噬的影响及其机制

本文旨在探讨不同时长、不同强度运动对大鼠骨骼肌线粒体功能和自噬的影响及FUNDC1的作用。选取60只雄性SD大鼠随机分为2周、4周的安静对照组(Con组)、中等强度运动组(M-ex组,跑台运动16 m/min,1 h/d,6 d/week)和大强度运动组(Hi-ex组,跑台运动35 m/min,20 min/d,6 d/week),每组10只。干预结束后分离双侧比目鱼肌,石蜡切片制备透射电镜样本,用ELISA检测柠檬酸合成酶(citrate synthase, CS)的含量,用冰冻切片免疫荧光染色法观察微管相关蛋白1轻链3 (microtubule-associated protein 1 light chain 3, LC3)/细胞色素c氧化酶IV亚型(cytochrome c oxidase IV, COX-IV)、FUNDC1/COX-IV及LC3/FUNDC1的共定位情况。提取骨骼肌线粒体,用Western blot检测过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子-1α(peroxisome proliferator-activated receptorγco-activator-1α, PGC-1α)、COX-I、腺苷酸活化蛋白激酶α(AMP-activated protein kinaseα,AMPKα)、p-AMPKα、Unc-51样激酶1 (Unc-51 like kinase 1, ULK1)、FUNDC1、LC3、自噬选择性底物(p62)等自噬相关蛋白表达。结果显示,运动可上调线粒体功能,即PGC-1α、COX-I蛋白表达和CS含量,2周Hi-ex组和2周M-ex组之间无差异,而4周Hi-ex组显著低于4周M-ex组。在运动强度相同的情况下,4周运动组大鼠的骨骼肌线粒体自噬激活程度高于2周运动组;在运动时长相同的情况下,Hi-ex组的线粒体自噬激活程度高于M-ex组。2和4周运动干预均可提高LC3/COX-IV、COX-IV/FUNDC1、FUNDC1/LC3共定位。运动可提高LC3-II/LC3-I比值,下调p62蛋白表达水平,上调FUNDC1、ULK1蛋白表达水平和AMPKα磷酸化水平,4周Hi-ex组的这些蛋白表达变化幅度显著大于4周M-ex组。以上结果提示,运动可诱导骨骼肌线粒体自噬,自噬的激活程度与运动时间和强度有关,运动的诱导机制可能是通过AMPK-ULK1通路影响FUNDC1的表达。     

高频电刺激小鼠坐骨神经促进骨骼肌自噬

本研究旨在探讨运动对骨骼肌自噬的调控作用。以小鼠为研究对象,通过高频(100 Hz)电刺激单侧坐骨神经的方法使同侧骨骼肌收缩,以对侧肌肉作为未刺激对照组。分别收集电刺激完成后0、30和60 min的腓肠肌肌肉组织,迅速投入液氮冷冻备用。采用实时荧光定量PCR和Western blot检测自噬相关基因mRNA与蛋白的表达水平。研究结果显示,在电刺激完成后0 min,相比对侧未刺激骨骼肌,电刺激一侧的骨骼肌腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)活性升高,自噬标志蛋白LC3-II/I比率显著升高,蛋白酶体泛素连接酶基因(atrogin-1和MuRF-1)和自噬相关基因(CathepsinL、Bnip3和Bnip3l)mRNA表达均显著上调,自噬相关蛋白ULK1活性升高。上述结果提示,电刺激引起的骨骼肌收缩可促进骨骼肌自噬水平升高,该过程可能通过AMPK/ULK1介导的信号途径调控。     

补糖和/或刺五加对大鼠运动后骨骼肌细胞AMPK蛋白表达的影响

目的:研究补糖和刺五加对大鼠运动后骨骼肌细胞的AMP激活蛋白激酶(AMPK)蛋白表达的影响及其恢复期的时相性变化。方法:128只SD大鼠大鼠随机分为训练对照组(C组)、训练补糖组(G组)、训练补刺五加皂甙组(A组)和训练补糖补刺五加皂甙组(GA组)四大组,补糖和刺五加均在运动后0.5 h内灌胃给予。根据运动前和运动后不同时间(0 h,4 h,12 h)采样,共分为16小组(n=8)。采用Western blot方法分析骨骼肌的AMPK蛋白含量。结果:①运动后骨骼肌的AMPK蛋白表达量上调,运动后即刻最高(209.23±21.32),随后逐渐恢复;②补药显著地提高了机体在消耗糖原运动后即刻和4 h后的股四头肌AMPK蛋白含量(225.11±20.58和186.31±15.26vs195.19±13.31和157.11±16.43),运动后12 h两组间没有差异;③补糖对骨骼肌AMPK的蛋白表达量的影响没有统计学意义;④补糖同时补药可提高运动后即刻和4 h后的股四头肌AMPK蛋白含量(217.96±19.25和191.86±14.69),但是运动后12h反而低于对照组(121.89±15.23vs137.92±16.01)。结论:运动可激活骨骼肌细胞AMPK,补充刺五加皂甙可上调运动后的AMPK蛋白表达,补糖则没有影响。     

八眉猪、长白猪及长×八杂交猪肌肉组织中FoxO1基因的表达

分别取6月龄八眉、长白和 (长×八)杂交猪后腿部比目鱼肌、腓肠肌和趾长伸肌, 提取总RNA, 根据人、黑猩猩及大鼠等物种FoxO1基因同源序列设计并合成引物, 以猪b-actin 基因作为内参, 优化反应条件和体系, RT-PCR 单管扩增猪FoxO1基因, 检测八眉、长白和长×八杂交猪不同类型骨骼肌中FoxO1基因mRNA的表达差异。结果表明: 在不同经济类型猪群和不同类型骨骼肌中FoxO1基因mRNA的表达丰度不同, 即在八眉 猪骨骼肌中的表达普遍高于长白猪 (P<0.01), 在杂交组合 (长×八)骨骼肌中的表达也高于长白猪 (P<0.01); 同时在以Ⅰ型纤维为主的比目鱼肌中表达丰度最低(P<0.01), 在以Ⅱb型纤维为主的趾长伸肌中表达丰度最高(P<0.01)。结果提示, FoxO1基因的表达与Ⅰ型肌纤维的含量成反比; 不同经济类型猪品种骨骼肌的发育与FoxO1基因的调控有关。     

小鼠骨骼肌纤维类型定量PCR内参基因的筛选

旨在筛选定量PCR检测不同骨骼肌纤维类型的稳定内参基因,为骨骼肌的能量和糖代谢等功能研究提供基础数据.试验选用6周龄小鼠,采集腓肠肌(Gastrocnemius muscle,GAS)、比目鱼肌(Soleus,SOL)、胫骨前肌(Tibialis anterior muscle,TA)和趾长伸肌(Extensor di...     

大负荷运动诱导大鼠骨骼肌损伤对其自噬超微结构及Beclin1和LC3-Ⅱ/Ⅰ的影响

目的:观察大负荷离心运动对大鼠骨骼肌自噬超微结构及自噬相关蛋白Beclin1和LC3Ⅱ/Ⅰ的影响。方法:48只SD雄性大鼠适应性训练后随机分成对照组(C,n=8)和大负荷离心运动组(E,n=40)。E组于跑台进行90 min下坡跑,运动后0 h、12 h、24 h、48 h和72 h取比目鱼肌,透射电镜观察其自噬体超微结构变化; Western blot检测Beclin1和LC3Ⅱ/Ⅰ蛋白表达;免疫荧光观测LC3的定位及含量变化。结果:E组比目鱼肌自噬体数量在运动后0 h、12 h和24 h均有增加,并伴LC3自噬荧光明显增强(P<0.01),同时运动后48 h自噬荧光仍有显著性升高(P<0.05); Beclin1和LC3Ⅱ/Ⅰ在大负荷离心干预后表达升高(P<0.05),运动后12 h～24 h达到峰值(P<0.01),直至运动后72 h完全恢复。结论:大负荷离心运动可诱导骨骼肌自噬超微结构变化,自噬蛋白表达增强,以上可能是运动损伤的骨骼肌功能下降的原因之一。     

α-硫辛酸通过激活AMPK/mTOR通路改善2型糖尿病大鼠肝脏病变

目的:探讨α-硫辛酸是否通过激活腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)/雷帕霉素靶蛋白(mTOR)通路改善2型糖尿病(T2DM)大鼠肝损伤。方法:应用高糖高脂饮食联合链脲佐菌素27.5 mg/(kg·d)腹腔注射法制备T2DM大鼠模型。将32只成模大鼠随机分为4组：T2DM组、α-硫辛酸组、Compound C(AMPK抑制剂)组和α-硫辛酸+Compound C组,每组各8只。另8只健康Sprague-Dawlay(SD)大鼠作为正常对照组。α-硫辛酸注射液100 mg/(kg·d)腹腔注射,Compound C 20 mg/(kg·d)腹腔注射,药物干预共持续8周。检测相关生化指标;计算肝脏质量指数;进行光镜、电镜观察;采用Western blot方法检测大鼠肝脏中AMPK、p-AMPK、mTOR、p-mTOR蛋白的表达水平。结果:与正常对照组相比,T2DM组大鼠肝脏质量指数、胰岛素抵抗指数、空腹血糖、谷丙转氨酶、谷草转氨酶、γ–谷氨酰转肽酶、甘油三酯水平均升高(P均<0.05);肝组织结构损伤,脂肪变明显;肝脏组织中p-AMPK表达显著减少(P<0.05),p-mTOR表达显...     

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。     

大负荷运动诱导大鼠骨骼肌损伤对其自噬超微结构及Beclin1和LC3-II/I的影响*

目的: 观察大负荷离心运动对大鼠骨骼肌自噬超微结构及自噬相关蛋白Beclin1和LC3II/I的影响。方法: 48只SD雄性大鼠适应性训练后随机分成对照组(C,n=8)和大负荷离心运动组(E,n=40)。E组于跑台进行90 min下坡跑,运动后0 h、12 h、24 h、48 h和72 h取比目鱼肌,透射电镜观察其自噬体超微结构变化;Western blot检测Beclin1和LC3II/I蛋白表达;免疫荧光观测LC3的定位及含量变化。结果: E组比目鱼肌自噬体数量在运动后0 h、12 h和24 h均有增加,并伴LC3自噬荧光明显增强(P＜0.01),同时运动后48 h自噬荧光仍有显著性升高(P＜0.05);Beclin1和LC3II/I在大负荷离心干预后表达升高(P＜0.05),运动后12 h～24 h达到峰值(P＜0.01),直至运动后72 h完全恢复。结论: 大负荷离心运动可诱导骨骼肌自噬超微结构变化,自噬蛋白表达增强,以上可能是运动损伤的骨骼肌功能下降的原因之一。     

有氧运动对糖尿病大鼠PPARα信号通路的影响及其与PPARγ关系

目的:探讨4周有氧运动对糖尿病大鼠血糖血脂的改善作用及其与PPARα和PPARγ的调控关系。方法:6周龄雄性SD大鼠8周高脂饮食喂养后一次性腹腔注射链脲佐菌素以建立糖尿病模型大鼠。除普通膳食对照组(Con)外,建模成功的糖尿病大鼠随机分成糖尿病对照组(DM)、糖尿病运动组(TDM)、糖尿病运动加PPARγ激动剂吡格列酮组(TDP)和糖尿病运动加PPARγ抑制剂GW9662组(TDG),每组8只。TDP组和TDG组大鼠在运动前分别补充吡格列酮和GW9662,TDM、TDP和TDG组大鼠进行4周中等强度递增负荷跑台运动(第1周15m/min,30 min;第2周15 m/min,60 min;第3周20 m/min,60 min;第4周20 m/min,90 min),每周运动6 d,每天1次。运动期间所有大鼠给予普通饲料。最后一次运动结束后36 h,大鼠麻醉、取血,然后处死大鼠、收集肝和腓肠肌。检测空腹血糖血脂指标(血糖、血胰岛素和血脂四项)。Western blot方法检测肝和腓肠肌PPARα、PPARα上游分子腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)和下游分子肉碱棕榈酰转移酶-1(CPT1)的...     

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。     

秋水仙碱对新西兰兔不稳定斑块形成的影响研究

目的 探究秋水仙碱对新西兰兔动脉粥样硬化不稳定斑块形成的影响及其作用机制。方法 雄性新西兰白兔32只,3月龄,按空白对照组(n=8)、模型组(n=8)、秋水仙碱组(n=8)、匹伐他汀组(n=8)进行分组。实验组高脂饲料诱导2周后行颈动脉液氮冻伤,术后8周和术后12周分别检测兔血清血脂水平及高敏C反应蛋白(high sensitive C-reactive protein, hsCRP)、白介素6(interleukin 6,IL-6)表达水平。术后12周处死,取颈动脉做石蜡切片,HE染色观察血管组织形态,实时定量PCR(RT-qPCR)检测斑块内腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase, AMPK)、沉默信号调节因子1(sirtuin 1,SIRT1)、过氧化物酶体增殖激活物受体γ辅激活因子1α(peroxisome proliferator-activated receptor-gamma coactivator-1α,PGC-1α)基因表达水平,免疫印迹(Western Blot)检测斑块内p-AMPK、SIRT1、PGC-1α蛋白表达水平,并做...     

AMPK促凋亡机制研究进展

腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)是调节细胞能量代谢的关键酶。近年来研究还发现AMPK可通过抑制p53降解、上调Bim表达、抑制m TOR活性及升高活性氧(ROS)水平等途径促进细胞凋亡。本文综述了近年来关于AMPK促细胞凋亡机制的研究进展。     

不同香烟烟雾暴露强度对大鼠骨骼肌线粒体功能的影响

目的:探讨不同烟熏暴露强度对大鼠外周骨骼肌线粒体功能的影响。方法:将SD大鼠随机分成4个组,分别接受正常空气或3个周期烟熏暴露(分别是4周、8周、12周)。采用western blot检测大鼠外周骨骼肌与线粒体生成有关的过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1(PGC-1α)以及涉及氧化磷酸化的细胞色素c氧化酶(COX)4的蛋白表达,RT-PCR检测与线粒体氧化代谢有关的Sdhb、线粒体转录因子A(TFAM)的基因表达以及比色法检测琥珀酸脱氢酶(SDH)活性,电镜检测线粒体形态结构的改变。结果:香烟烟雾暴露能够下调大鼠伸趾长肌(EDL)PGC-1α和COX4的蛋白表达,PGC-1α的表达下调呈明显的暴露强度依赖性。香烟烟雾暴露能够诱发大鼠比目鱼肌Sdhb、TFAM基因水平的下调,降低大鼠比目鱼肌SDH活性并呈明显的暴露强度依赖性。电镜显示香烟烟雾暴露诱发伸趾长肌线粒体发生空泡样变性。结论:香烟烟雾暴露诱发大鼠骨骼肌线粒体功能障碍,但该作用与骨骼肌的纤维类型组成无明显相关性。     

新疆维吾尔族人2型糖尿病患者AMPK α2基因多态性的分析研究

目的:研究腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)单核苷酸多态性(SNPs)rs2143754位点与新疆地区维吾尔族人2型糖尿病之间的关系.方法:以聚合酶链式反应-限制性内切酶长度多态性(polymerase chain reaction-restriction frag-ment length polymorphism,PCR-RFLP)技术,对150例2型糖尿病和150例正常对照者AMPK-rs2143754位点进行基因分型.结果:AMPKα2位T/T、G/T和G/G基因型频率在病例组为(40%,51%和9%),正常对照组为(28%,49%和29%),两组基因型和等位基因频率分布差异有显著性(P<0.05).结论:AMPKα2多态性与新疆维吾尔族人2型糖尿病有明显相关性.     

TNF-α通过ERK和MAPK信号途径抑制猪骨骼肌成肌细胞分化

研究肿瘤坏死因子α(TNFα-)对猪骨骼肌成肌细胞分化的影响,并探讨其可能的作用机制。原代培养猪骨骼肌成肌细胞,通过倒置显微镜定性观察细胞分化的形态学变化;生肌指数和肌酸激酶(CK)活性定量分析成肌细胞分化程度;细胞免疫化学法分析肌球蛋白重链(MyHC)的蛋白表达情况;采用特异性抑制剂探讨TNFα-可能的作用信号途径。结果显示:在猪骨骼肌成肌细胞分化过程中,外源性TNFα-减少细胞核融合和肌管形成;浓度依赖性地显著降低生肌指数和CK活性(P<0.05);并显著抑制MyHC蛋白表达(P<0.05);TNFα- SB205380或TNFα- PD98059处理组与TNFα-处理组相比,其CK活性和myogenin蛋白表达显著回升(P<0.05)。结果表明:TNFα-抑制猪骨骼肌成肌细胞分化,并且这种作用可能是通过激活细胞外信号调节激酶(ERK)和促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号转导通路实现的。研究结果暗示TNFα-在猪骨骼肌成肌细胞分化过程中可能具有重要作用。