有氧运动对成年小鼠肾脏铁代谢的影响

发布时间：2020-03-30 19:55

【摘要】：铁是维持机体细胞代谢不可缺少的微量元素,也是合成血红蛋白(Hemoglobin,Hb)的重要原料,它在机体中发挥着重要的作用。随着年龄的增长,机体各器官、功能开始衰退,免疫功能逐渐下降;此外,机体的衰老也会导致肾脏内炎症反应增强,进而增加各种慢性疾病的发病率和死亡率。有研究表明储铁器官如肝脏和脾脏随着年龄的增长会出现铁沉积现象。前期实验研究表明中老年之后肾脏铁含量明显增加,易引发过氧化损伤。有氧运动能促进机体铁水平的重新分布,降低机体铁水平。但有氧运动能否通过减少肾脏炎症反应,促进肾脏铁释放,降低肾脏铁含量,进而达到改善老年肾脏铁沉积,缓解肾脏过氧化损伤,预防慢性肾脏疾病,还有待进一步研究。本实验以成年小鼠为实验动物模型,探讨随着衰老肾脏炎症与铁代谢之间的关系,有氧运动对肾脏铁含量的影响及原因,为有氧运动预防肾脏铁过载性相关疾病提供实验依据。研究内容与方法:本实验采用C57BL/6品系小鼠,13月龄雄性小鼠20只,随机分为对照组(Control,C)和运动组(Exercise,E),每组10只。对照组小鼠安静喂养,运动组小鼠进行有氧运动干预。运动组小鼠进行跑台运动,先进行1周的适应性训练,正式跑台运动22周,每周跑台运动6天,休息1天,每次运动时间45min,跑台坡度为0°。每两周速度递增1 m/min,速度从10 m/min上升至15 m/min;再每两周降低1 m/min下降至10 m/min。有氧运动干预22周后取材。测定血清铁、血清铁蛋白、总铁结合力、组织铁、肾脏Hepcidin mRNA的表达及肾脏DMT1、FPN1、TfR1和IL-6蛋白的表达。所有的实验数据都采用SPSS 20.0软件进行数据处理和统计分析,所用数值均以“平均数±标准差”表示,组间比较采用独立样本T检验,P0.05表示差异具有显著性,P0.01表示差异具有高度显著性。研究结果:(1)有氧运动对小鼠机体铁水平的影响:运动组小鼠转铁蛋白饱和度、血清铁和血清总铁结合力水平显著高于对照组(P0.01),血清铁蛋白水平也高于对照组(P0.05)。22周的有氧运动干预后,运动组肾脏组织铁含量明显低于对照组(P0.01)。储铁脏器肝脏和脾脏的组织铁含量也显著降低(P0.01)。心脏和骨髓组织铁含量运动组比对照组有所下降(P0.05)。骨骼肌组织铁含量明显高于对照组(P0.01)。(2)有氧运动对小鼠炎症因子的影响:经22周的有氧运动干预后,小鼠血清IL-6水平运动组血清IL-6水平明显下降(P0.01);运动组IL-6蛋白表达量显著低于对照组(P0.01)。(3)有氧运动对小鼠肾脏Hepcidin mRNA的影响:22周的有氧运动干预后,小鼠肾脏Hepcidin mRNA表达量明显下调(P0.01)。(4)有氧运动对小鼠肾脏DMT1、TfR1、FPN1蛋白的影响:通过22周的有氧运动干预后,运动组的DMT1(+IRE)、DMT1(-IRE)和FPN1蛋白表达量显著高于对照组(P0.01),TfR1蛋白表达量也高于对照组(P0.05)。研究结论:(1)随着年龄的增长机体铁水平增加,各脏器出现铁沉积现象;有氧运动干预后,加速机体内铁的消耗,降低机体铁水平,缓解了肾脏的铁过载现象。(2)有氧运动使肾脏铁代谢相关蛋白TfR1和DMT1表达增加,摄入铁的增加使FPN1表达升高,进而促进铁的释放,加速了铁的循环利用,将更多的铁从肾脏运输到血液中,从而改善了肾脏铁沉积。(3)有氧运动降低机体炎症因子IL-6蛋白的表达和血清IL-6水平,肾脏Hepcidin mRNA的表达也随之下调,有效地降低了肾脏炎症反应,减缓了机体的衰老速度。
【图文】：

信号通路,血清铁

活 Hepcidin 启动子主要是依靠 STAT 应答元件来完A 的转录，如图 1。因此，通过 STAT3 信号传导途径促从而反映出机体的炎症反应。肝脏是 Hepcidin 主要合关键调节剂。Hepcidin 控制饮食中的铁和肝细胞及巨噬抑制铁输出来降低血清铁。此外，Hepcidin 在小肠中通的输入，通过血清铁水平的转录调节 Hepcidin 的合成显著上调，铁缺乏时 Hepcidin 明显下调[75]。在炎症号通路中的 IL-6 诱导铁调素表达[76]。在正常情况下，制铁的吸收，而低表达的 Hepcidin 促进铁的吸收[77]。平[78]，从而说明运动可以下调 Hepcidin，减少 Hepcid1、DMT1 以及 FPN1 在小鼠和人的肾脏中皆有表达[8,7脏中均有表达，结合肾小球滤液中的 Tf，可能参与肾

铁代谢,调控过程,肾脏,内体

研究发现，，DMT1、FPN1 在肾小管内有PN1 蛋白的表达对维持机体铁平衡起着非常重要的作用提出一种假设：铁与 Tf 的合成经肾小球的过滤再经 TfR是 Cubilin，再由近端小管细胞进行吸收，内体/溶酶体铁与转铁蛋白会在酸性环境中分离。DMT1 从内体将通过 FPN1、Hephaestin 辅助输出回到循环中。FPN1 是肝细胞、巨噬细胞的储存铁和十二指肠吸收的铁运输 2。
【学位授予单位】：河北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：G804.7

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