初探以GLUT4为分子靶点的精确体能训练对大鼠运动能力的影响

发布时间：2017-07-04 09:00

  本文关键词：初探以GLUT4为分子靶点的精确体能训练对大鼠运动能力的影响

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【摘要】：研究目的:糖是机体运动所需的主要能源物质。骨骼肌对葡萄糖摄取能力和速率是评价运动能力及运动疲劳形成后机体恢复快慢的重要因素。糖是一种极性分子,不能直接替骨骼肌细胞供能,必需借助细胞膜上葡萄糖转运蛋白家族(Glucose transporters,GLUTs)的介导采用易化扩散方式来完成供能。葡萄糖转运蛋白4(glucose transporter 4,GLUT4)是葡萄糖转运蛋白家族在骨骼肌细胞中最重要的转运载体,它介导的葡萄糖转运是骨骼肌糖代谢主要的限速步骤[1-5]。近几年研究[6]显示不需任何训练,仅口服调节葡萄糖转运蛋白4(Glucose transporter 4,GLUT4)基因及蛋白的激活子5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸(5-Amino-imidazole-4-carboxamideribo-nucleoside,AICAR)四周,就能增加小鼠葡萄糖转运能力而提高44%的跑步耐力。大量研究表明,运动训练也能干预GLUT4基因及蛋白的表达[7-15]。所以我们假设不通过这样的药物,而是通过运动刺激可提高GLUT4基因及蛋白的表达,能增强机体运动能力。为此我们设计三个部分实验来验证这一假设。研究方法:第一部分实验,本研究特别筛选出先天运动能力很强与运动能力很差的Wistar大鼠各10只,观察运动能力很强的大鼠是否是高表达了骨骼肌细胞GLUT4蛋白?而运动能力很差的大鼠是否与骨骼肌细胞GLUT4的低表达相关?来说明骨骼肌细胞GLUT4表达水平对运动能力起着重要作用。于是我们先对40只雄性Wistar大鼠进行运动能力测试,筛选出运动能力最高和最低的Wistar大鼠各10只,并经统计学检验有显著性差异。然后,检测其GLUT4基因和蛋白表达水平来验证运动能力高低与GLUT4表达水平的关系。第二部分实验,将12只雄性Wistar大鼠随机分为三组,以GLUT4为分子靶点的分子靶点耐力训练组、传统耐力训练组及无运动的对照组。分子靶点耐力训练组采用负重5~15%G的游泳训练,传统耐力训练组进行不负重的游泳训练,每天2~3组,每组30~40分钟,每周6天,为期八周。对照组不运动,正常饮食饮水。第四周训练结束休息三天,进行负重7%G的游泳运动能力测试。第八周训练结束休息三天,进行负重15%G的游泳运动能力测试。然后,取骨骼肌肌肉组织检测GLUT4基因和蛋白表达水平。第三部分实验,本研究特别筛选出运动能力无差异的Wistar大鼠共20只,并经过统计学上的显著性检验表明无显著性差异。对这些运动能力无差异的大鼠进行以GLUT4为靶点的分子靶点耐力训练。将20只大鼠按运动成绩均衡分为分子靶点耐力训练组和无运动的对照组。接着,分子靶点耐力训练组开始为期四周,每周6天,每天2组,负重5~12%G的游泳训练,水温控制在25~28℃。四周训练结束休息三天,进行负重7%G的运动能力测试。结果:1.分子靶点耐力训练组比无运动的对照组运动成绩提高了100~128%,而比传统耐力训练组运动成绩提高了24~38%。2.八周训练后分子靶点耐力训练组比无运动的对照GLUT4表达水平提高了163.8%。而比传统耐力训练组GLUT4表达水平提高了35.2%,二者虽然没有显著性的差异,但是有表达增加的趋势。3.先天运动能力高水平组比运动能力低水平组GLUT4表达水平高出196.4%,且具有显著性差异。4.运动成绩与GLUT4/GAPDH值的相关性检验,表明二者存在正相关关系。结论:1.先天运动能力很强大鼠的骨骼肌细胞具有高表达GLUT4蛋白水平,相反先天运动能力很差大鼠的骨骼肌细胞具有低表达GLUT4蛋白水平,这表明在一定程度上骨骼肌细胞GLUT4表达水平对运动能力起着重要作用。2.以GLUT4为分子靶点的精确体能训练能够明显提高Wistar大鼠骨骼肌细胞GLUT4蛋白的表达,并同时伴有大鼠运动能力的显著提高,因此以GLUT4为分子靶点的精确体能训练可能是一种比传统耐力训练更优的提高大鼠运动能力的训练理念和方法。
【关键词】：葡萄糖转运 骨骼肌 GLUT4 运动训练 运动能力
【学位授予单位】：成都体育学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：G804.7
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 1 前言13-15
• 2 文献综述15-23
• 摘要15
• 1 前言15
• 2 国内外研究成果与分析15-21
• 3 结论和建议21-22
• 4 展望22
• 5 参考文献22-23
• 3 研究方法23-51
• 3.1 第一部分先天运动能力强弱和GLUT4表达水平的相关性检验23-33
• 3.1.1 引言23
• 3.1.2 材料与方法23-29
• 3.1.2.1 实验动物23
• 3.1.2.2 实验主要试剂23-24
• 3.1.2.3 主要仪器24
• 3.1.2.4 实验设计24-25
• 3.1.2.5 取材25
• 3.1.2.6 Western blot25-28
• 3.1.2.7 统计学分析28-29
• 3.1.3 实验结果29-32
• 3.1.3.1 动物实验一中先天运动能力高低水平组运动成绩测试数据29-30
• 3.1.3.2 动物实验一先天运动能力高低组GLUT4与GAPDH表达情况30-31
• 3.1.3.3 运动能力高低水平组运动成绩与GLUT4基因和蛋白表达水平的相关性检验31-32
• 3.1.4 分析讨论32
• 3.1.5 结论32
• 3.1.6 创新点32-33
• 3.2 第二部分以GLUT4为分子靶点的八周游泳训练33-44
• 3.2.1 引言33
• 3.2.2 材料与方法33-37
• 3.2.2.1 实验动物33
• 3.2.2.2 实验主要试剂33-34
• 3.2.2.3 主要仪器34
• 3.2.2.4 实验设计34-37
• 3.2.2.5 取材37
• 3.2.2.6 Western blot37
• 3.2.2.7 统计学分析37
• 3.2.3 实验结果37-43
• 3.2.3.1 动物实验二中A,B,C三组运动能力测试数据37-40
• 3.2.3.2 动物实验二中八周训练后A,B,C三组大鼠GLUT4与GAPDH表达情况40-42
• 3.2.3.3 运动成绩与GLUT4基因和蛋白表达水平的相关性检验42-43
• 3.2.4 分析讨论43
• 3.2.5 结论43
• 3.2.6 创新点43-44
• 3.3 第三部分排除先天运动能力差异后开展的以GLUT4为分子靶点的四周游泳训练44-51
• 3.3.1 引言44
• 3.3.2 材料与方法44-48
• 3.3.2.1 实验动物44
• 3.3.2.2 实验主要试剂44-45
• 3.3.2.3 主要仪器45
• 3.3.2.4 实验设计45-47
• 3.3.2.5 取材47
• 3.3.2.6 Western blot47-48
• 3.3.2.7 统计学分析48
• 3.3.3 实验结果48-50
• 3.3.3.1 动物实验三中筛选出的Wistar大鼠中分子靶点耐力训练组与无运动的对照组的运动成绩数据48-50
• 3.3.4 分析讨论50
• 3.3.5 结论50-51
• 3.3.6 创新点51
• 4 全文实验结果与分析51-52
• 5 全文结论与建议52-54
• 5.1 结论52
• 5.2 建议52-54
• 6 参考文献54-59
• 致谢59

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