抗阻训练调控Mitofusin-2表达对老龄大鼠骨骼肌线粒体功能的影响

发布时间：2017-03-25 17:03

  本文关键词：抗阻训练调控Mitofusin-2表达对老龄大鼠骨骼肌线粒体功能的影响，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：人体内能量代谢以及供给能量的核心细胞器是线粒体,它在细胞内通过氧化磷酸化为机体保证能量供给,线粒体结构和功能的微小变化会直接或间接地影响骨骼肌功能,乃至全身的健康。Mitofusin-2参与线粒体外膜融合,除此之外还参与了多种细胞生物学过程,如影响细胞的能量代谢、影响凋亡信号转导等,导致细胞增殖受到影响而发生凋亡现象。衰老会导致线粒体结构和功能变化,而抗阻运动可以作为一种较为有效的手段,来调控Mitofusin-2蛋白的表达,从而加速线粒体融合和线粒体网络化的形成。线粒体膜电位、活性氧(ROS)、游离钙这些指标可以及时反映出线粒体功能的变化,从而为抗阻运动调控线粒体结构和功能,进而为对抗衰老提供依据。方法:研究对象为雄性SD大鼠,将其随机分为四组:成年安静对照组(C组)、成年抗阻运动组(R组)、老龄安静对照组(O组)、老龄抗阻运动组(Y组),每组10只。安静对照组:大鼠不参加任何运动,自由饮食、饮水。R、Y组SD大鼠进行8周坡度跑台训练,坡度为35°,速度为15m/min。采用Western blott法测定各组大鼠Mitofusin-2蛋白含量,使用流式细胞仪对线粒体膜电位、活性氧、游离钙进行检测。研究结果:1.Mitofusin-2蛋白表达R组大鼠股四头肌Mfn2蛋白表达情况较C组大鼠小幅增长,但没有显著性差异;O组大鼠股四头肌Mfn2蛋白表达情况较C组大鼠显著下降,具有非常显著性差异(P0.01);Y组大鼠股四头肌Mfn2蛋白表达情况较O组大鼠上升,具有显著性差异(P0.05)。2.线粒体游离钙变化C组大鼠胞浆游离钙水平较高,R组大鼠在经过8周抗阻训练后,胞浆Ca2+较C组显著下降,具有非常显著性差异(P0.01);O组大鼠胞浆Ca2+较C组显著上升,具有非常显著性差异(P0.01),经过8周抗阻训练后,Y组大鼠胞浆游离钙虽仍处于较高水平,但其较O组大鼠胞浆Ca2+显著下降,具有非常显著性差异(P0.01)。3.线粒体活性氧变化C组大鼠线粒体活性氧水平较低,经过8周抗阻训练后,R组大鼠线粒体活性氧出现小幅增长,但与C组之间并无显著性差异;O组大鼠线粒体活性氧较C组显著上升,具有非常显著性差异(P0.01),经过8周抗阻训练后,Y组大鼠线粒体活性氧虽仍处于较高水平,但其较O组大鼠线粒体活性氧显著下降,具有非常显著性差异(P0.01)。4.线粒体膜电位变化C组大鼠与R组大鼠线粒体膜电位没有明显变化,两组间无显著性差异;O组大鼠线粒体膜电位较C组显著下降,具有非常显著性差异(P0.01),经过8周抗阻训练后,Y组大鼠线粒体恢复正常水平,与C组大鼠线粒体膜电位无显著性差异,较O组大鼠线粒体膜电位显著上升,具有非常显著性差异(P0.01)。研究结论:1.抗阻运动可使成年大鼠体重有一定程度地增长,使老龄大鼠体重保持稳定或小幅下降,推测经抗阻运动后老龄大鼠瘦体重增加,体脂含量降低。2.抗阻运动对成年大鼠Mfn2影响较小,老龄大鼠Mfn2蛋白表达出现显著下降,推测老龄大鼠出现了线粒体机能下降的现象;经抗阻运动后老龄大鼠Mfn2蛋白显著上调,推测抗阻运动促进了Mfn2介导的线粒体融合,改善了线粒体的功能,抑制了细胞的早期凋亡。3.老龄大鼠胞浆钙离子显著上升,推测钙离子的堆积已经对老龄大鼠线粒体机能产生了影响,并因此出现了骨骼肌机能下降、运动能力减退等现象,经抗阻运动后,成年和老龄大鼠胞浆钙离子较对照组皆出现显著性下降,推测抗阻运动可以提高线粒体对钙离子的摄取能力,维持膜内外的质子梯度,减少胞浆钙离子堆积对细胞造成的伤害,并改善成年和老龄大鼠的运动能力。4.抗阻运动对成年大鼠线粒体活性氧含量的影响较小;老龄大鼠线粒体活性氧出现显著上升,推测过量的活性氧已经使老龄大鼠产生了氧化应激,机体出现了氧化损伤;经抗阻运动后,老龄大鼠线粒体活性氧显著下降,推测抗阻运动可以提高细胞和机体的抗氧化能力,并加快老龄大鼠体内过量ROS的清除。5.老龄大鼠线粒体膜电位出现显著性下降,推测老龄大鼠线粒体膜的通透性发生了改变,并出现了早期细胞凋亡现象;经抗阻运动后,老龄大鼠线粒体膜电位显著上升,推测抗阻运动可以提高老龄大鼠线粒体膜电位,以此来对抗因衰老而引起的早期细胞凋亡现象。6.经抗阻运动后,老龄大鼠较对照组大鼠Mfn2蛋白表达显著上调、胞浆游离钙显著下降、线粒体活性氧显著下降、线粒体膜电位显著上升,推测抗阻运动通过调控Mfn2蛋白的表达改善了线粒体的功能,从而对抗了因衰老而引起的细胞凋亡、骨骼肌机能下降、运动能力下降等现象。
【关键词】：抗阻训练 Mitofusin-2 线粒体功能
【学位授予单位】：辽宁师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：G804.2
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-9
• 中英文对照表9-12
• 引言12-13
• 1 文献综述13-22
• 1.1 Mitofusin-2 蛋白结构及其对线粒体功能的影响13-15
• 1.2 线粒体相关因子变化对其结构和功能的影响15-17
• 1.2.1 ROS对线粒体功能的影响15
• 1.2.2 Ca~(2+)对线粒体膜通透性的影响15-17
• 1.3 运动对线粒体结构和功能的影响17-18
• 1.3.1 不同运动形式对Mitofusin-2 的影响17-18
• 1.3.2 运动对线粒体Δφm的影响18
• 1.4 抗阻训练对对抗衰老的作用18-20
• 1.4.1 抗阻训练与机体的适应性改变19-20
• 1.4.2 抗阻运动与抑制骨骼肌细胞凋亡20
• 1.5 小结20-22
• 2 实验材料与方法22-30
• 2.1 实验对象22
• 2.2 实验分组22
• 2.3 运动模型22-23
• 2.4 取材23
• 2.5 试剂与仪器设备23-24
• 2.5.1 试剂23
• 2.5.2 仪器设备23-24
• 2.6 测试方法24-28
• 2.6.1 Western blot测试Mitofusin-2 蛋白表达24-27
• 2.6.2 裂解红细胞27
• 2.6.3 胞浆游离钙检测27-28
• 2.6.4 活性氧(ROS)检测28
• 2.6.5 线粒体膜电位检测28
• 2.7 统计学分析28-30
• 3 实验结果30-37
• 3.1 各组SD大鼠的体重变化走势30-31
• 3.2 大鼠股四头肌Mitofusin-2 蛋白表达变化31-32
• 3.3 大鼠股四头肌胞浆Ca~(2+)对比32-33
• 3.4 大鼠股四头肌线粒体ROS对比33-35
• 3.5 大鼠股四头肌线粒体膜电位变化35-37
• 4 分析讨论37-43
• 4.1 抗阻运动对大鼠体重的影响37-38
• 4.2 抗阻运动对大鼠Mitofusin-2 蛋白表达的影响38-39
• 4.3 抗阻运动对大鼠胞浆Ca~(2+)的影响39-40
• 4.4 抗阻运动对大鼠线粒体ROS的影响40-41
• 4.5 抗阻运动对大鼠线粒体膜电位的影响41-42
• 4.6 抗阻训练在衰老研究中的应用前景探讨42-43
• 结论43-44
• 参考文献44-51
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况51-52
• 致谢52

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