2021-4-9 | 運動培訓(xùn)論文
作者:王兵 單位:西安工業(yè)大學(xué)體育學(xué)院
1材料與方法
1.1動物模型的建立
健康雄性SD大鼠60只,體重約200~250g.室溫20~22℃,相對濕度保持在45%~55%之間,動物飼養(yǎng)房采取12h黑暗與12h光照交替循環(huán)的模式.實驗大鼠購入后先適應(yīng)性飼養(yǎng)l周后,將大鼠隨機分為安靜對照組(C組)、中等強度運動組(ME組)和大強度運動組(HE組),每組20只.安靜對照組常規(guī)飼養(yǎng),不加干預(yù).運動組在電動鼠類跑臺上進行不同強度的運動訓(xùn)練,持續(xù)8周,每周訓(xùn)練6天,訓(xùn)練強度參照Bedford[3]的運動負荷標(biāo)準(zhǔn).運動強度分級為:中等強度運動的大鼠跑速12m/min、大強度運動的大鼠跑速18m/min,持續(xù)時間20min,隔日增加速度分別至15m/min和18m/min增加時間30min,依次累加,當(dāng)跑速分別達20m/min和30m/min,時間60min后,跑臺傾斜5°,維持此強度運動,5d/w,持續(xù)8w結(jié)束.
1.2試劑與儀器
1.2.1試劑采用AMPKα1/2抗體,β—actin抗體,其余試劑均為國產(chǎn)分析純試劑.
1.2.2主要儀器采用MINI-PROTEIN垂直電泳糟,低溫高速離心機,Odyssey紅外掃描儀,勻漿機(PT-MR2100,CE).
1.3蛋白表達的蛋白質(zhì)印跡(WesternBlot)分析ME組和HE組于訓(xùn)練結(jié)束后24h內(nèi)進行,大鼠戊巴比妥鈉(注射量為:40mg/100g體重)進行腹腔注射麻醉后,暴露大鼠的胸腔并取出心臟,將其放入生理鹽溶液進行血液洗凈.依據(jù)現(xiàn)有文獻資料,從左心室心尖部位剪取少量的心肌組織,按每lmg心肌組織加入40μL勻漿緩沖液內(nèi),用勻漿機制備成勻漿.將肌肉勻漿分裝于準(zhǔn)備好的離心管中,溫度定位80℃,持續(xù)加熱5min,置于-20℃冰箱保存[4].使用時先進行解凍,100℃持續(xù)加熱5min,10000r/min離心3min后即刻取上清液進行上樣.蛋白分離我們采用的是SDS-PAGE系統(tǒng),采用Laemmli積層膠(濃度為4%)的及濃度為10%的分離膠,每道上樣孔加樣約為3g的蛋白質(zhì)樣品,在20mA/gel的恒流電下進行電泳,后轉(zhuǎn)膜.轉(zhuǎn)膜完畢取出膜放入封閉緩沖液中封閉60分鐘后.放入一抗(1∶1000稀釋)中,4℃搖動過夜.一抗孵育結(jié)束后,TBS清洗.將膜置于二抗(1∶10000稀釋)室溫避光輕搖1h,TBS清洗[5].使用推廣度較高的Odyssey紅外掃描儀,選擇激發(fā)波長(anti-rabbit,700nm)對整個膜進行掃描,并得出最終的實驗結(jié)果.
1.4圖像分析及數(shù)據(jù)統(tǒng)計采用傳統(tǒng)的Image軟件對所有圖像進行分析,選擇樣本目標(biāo)條帶,測定條帶光密度.用Origin7.0軟件對實驗蛋白進行半定量分析.各組有效實驗數(shù)據(jù)均采用mean+SEM的形式表示,并使用SPSS社會統(tǒng)計學(xué)軟件對隨機區(qū)組的有效設(shè)計資料進行方差分析.p<0.05時認為差異有顯著性.
2結(jié)果與分析
2.1一般狀況實驗過程中,各組大鼠自由進食和飲水,飲食與尿量均無異常、體重按計劃(1.3%~1.5%的增長速度)增長、毛色光滑亮澤、自主活動無異常、零死亡.飼養(yǎng)房室溫控制在22℃~24℃,濕度35%~55%,遵循自然光日照時間(7:00~19:00).
2.2各組大鼠心肌組織中AMPK表達圖1結(jié)果顯示β?actin為內(nèi)參蛋白表明各孔道蛋白上樣量基本相同.相對于同步對照組,中等強度運動組(ME組)和大強度運動組(HE組)AMPK含量表達升高.大強度運動組(HE組)升高較明顯.在真核細胞中AMPK是一種異源三聚體形式存在包括催化亞基α和調(diào)節(jié)亞基β?γ.α亞基含有一個N端激酶結(jié)構(gòu)域和一個C端結(jié)構(gòu)域,N端是催化核心部位,C端負責(zé)與β和γ亞基結(jié)合.C端還含有變構(gòu)結(jié)合位點,參與和AMP的結(jié)合.β亞基是一個腳手架結(jié)構(gòu)其N端負責(zé)AMPK與膜相互作用時的定位,中間部分為一段糖原結(jié)合結(jié)構(gòu)域(GBD)C端KIS和ASC分別與α和γ亞單位結(jié)合[6],γ亞基包括核苷酸結(jié)合區(qū)[7],心肌中α2活性遠高于α1,大鼠大強度運動骨骼肌AMPK表達顯著增加,中等強度卻沒有增加[8],研究發(fā)現(xiàn):心肌在大強度運動中AMPK表達顯著增加,與骨骼肌表達一致;運動可能增加AMP量,而降低磷酸肌酸量[9]使AMPK容易變構(gòu)激活[10],最近研究認為單次中等強度的刺激骨骼肌AMPKα2活性增加明顯[11].DavidL.Coven等發(fā)現(xiàn)大鼠單次運動,其骨骼肌AMPKα1和AMPKα2都隨運動強度增加而增加,且AMPKα2增加更明顯[12],在我們研究中心肌α2亞基在不同強度訓(xùn)練中表達與AMPK總量的表達基本一致.現(xiàn)有研究表明:在整個運動過程中,隨著心臟做功的增加,心肌收縮力,心率,血壓都在增加,這些都可能激活AMPK[13],但心肌AMPK表達增加的具體機制還不太清楚,有待以后進一步研究.
2.3AMPK在運動中作用圖2結(jié)果顯示與同步對照組相比,中等強度運動組AMPK1(ME組)呈升高趨勢,但沒有統(tǒng)計學(xué)意義,(p>0.05)而大強度運動組(HE組)與中等強度運動組(ME組)相比,有統(tǒng)計學(xué)意義,(p<0.05)圖3結(jié)果顯示:與同步對照組相比,中等強度運動組(ME組)有統(tǒng)計學(xué)意義,(p<0.05)而大強度運動組(HE組)與中等強度運動組(ME組)比呈升高趨勢,有統(tǒng)計學(xué)意義,(p<0.05)心臟有著非常高的能量需求,24h所產(chǎn)生和消耗的能量(ATP)遠高于其他臟器.心臟中的能量儲備非常低,一但ATP產(chǎn)生停止,則數(shù)秒內(nèi)心臟中的ATP供應(yīng)就會完全耗竭,所以AMPK作為能量代謝中心感受器和調(diào)節(jié)器的作用在心臟中顯得尤為重要,在缺血、缺氧、高血壓等刺激下,使心肌AMPK活化,促進線粒體對脂肪酸攝取和氧化[14],還能提高葡萄糖攝取和糖酵解.一方面可調(diào)節(jié)細胞生長和增生,細胞膜,線粒體再生及細胞凋亡和自噬盡管長時間的運動中AMPK在脂肪酸氧化中起的作用還不確定,但是單次運動中AMPK可導(dǎo)致骨骼肌的丙二酰COA減少,脂肪酸氧化增加,另一方面AMPK通過減少細胞內(nèi)吞作用增加肌纖維膜上的葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白(GLUT4)數(shù)量,從而增加細胞對葡萄糖的攝取和利用.有利于提高運動員的運動成績.運動員AMPK表達增高后,機體產(chǎn)能增加,可以提高運動水平,但AMPK的上下游信號通路需我們進一步研究的.