不同能量水平下植物甾醇对小鼠骨骼肌蛋白质代谢的影响

发布时间：2017-03-29 09:07

  本文关键词：不同能量水平下植物甾醇对小鼠骨骼肌蛋白质代谢的影响，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目的:膳食中脂肪摄入的增加会使活性氧(Reactive oxygen species,ROS)的产生超过机体抗氧化能力并导致氧化应激,过多的ROS会氧化蛋白质等生物大分子,而骨骼肌作为机体内最大的蛋白质储存库,也会被ROS氧化损伤。研究表明,植物甾醇在抗氧化以及调节动物生长方面具有良好功效,能有效清除自由基,并且提高动物生长性能,改善胴体品质。因此,本文旨在研究不同脂肪水平饮食对小鼠骨骼肌氧化还原状态和蛋白质代谢的影响,并通过在饲料中添加植物甾醇以验证其通过调节骨骼肌氧化还原状态和蛋白质代谢来参与调控骨骼肌的生长发育。方法:72只SPF级雄性C57BL/6小鼠预饲一周后按体重随机分为九组:低脂对照组(正常饲料,5%脂肪)以及正常饲料分别添加0.002%和0.004%植物甾醇,中脂对照组(中脂饲料,10%脂肪)以及中脂饲料分别添加0.004%和0.008%植物甾醇,高脂对照组(高脂饲料,20%脂肪)以及高脂饲料分别添加0.008%和0.016%植物甾醇。实验17周运用综合实验动物监测系统测定各组小鼠的活动能力和基础代谢。实验18周处死小鼠,取比目鱼肌和腓肠肌精确称重以计算腿肌率,测定腓肠肌中ROS水平、氧化应激指标、总蛋白含量、糖元含量以及蛋白质氧化产物羰基和AOPP水平。RT-PCR测定各实验组小鼠骨骼肌中肌肉生长和蛋白质代谢相关基因的表达。结果:随着饲料中脂肪含量的增加,小鼠:1)单位体重能量摄入无显著差异,氧气消耗量、二氧化碳产量和产热均显著降低(P0.05);2)腓肠肌中ROS和MDA水平显著升高,相关抗氧化酶(GSH-Px、CAT、SOD)活性和总抗氧化能力T-AOC显著下降(P0.05);3)血浆和腓肠肌中蛋白质氧化产物羰基和AOPP水平显著提高(P0.05);4)腓肠肌中总蛋白含量显著下降,蛋白质合成相关基因(PI3K、Akt、m TOR、4EBP1、e IF4E、S6K1、rp S6)的表达显著下调,蛋白质降解关键基因(Fox O3a、Mu RF1、MAFbx)的表达显著上调(P0.05);5)腿肌率显著下降,腓肠肌中肌细胞生成素的表达显著下调,肌肉生长抑制素的表达显著上调(P0.05);6)运动能力显著下降,腓肠肌中糖元储备水平显著减少(P0.05)。在饲料中添加植物甾醇:1)显著提高小鼠的氧气消耗量、二氧化碳产量和产热,其中高脂组小鼠单位体重能量摄入也显著增加(P0.05);2)显著降低腓肠肌中ROS和MDA水平,恢复抗氧化酶活性和总抗氧化能力(P0.05);3)显著降低血浆和腓肠肌中蛋白质氧化产物AOPP和羰基水平(P0.05);4)显著提高小鼠骨骼肌蛋白质含量,并且显著上调蛋白质合成相关基因的表达,恢复蛋白质降解关键基因的表达(P0.05);5)显著提高小鼠的骨骼肌质量和腿肌率,同时显著上调肌细胞生成素的表达,恢复肌肉生长抑制素的表达(P0.05);6)显著增强小鼠运动能力,并提高肌糖元储备水平(P0.05)。相关性分析显示,腓肠肌中ROS水平和各项抗氧化指标(MDA、GSH-Px、CAT、SOD、T-AOC)均与腿肌率和肌肉总蛋白含量呈显著相关性。结论:膳食中脂肪摄入的增加导致小鼠体内ROS产生加快,引起骨骼肌氧化应激,对蛋白质造成氧化损伤,并且引起蛋白质合成和降解的失衡,从而导致骨骼肌蛋白质含量降低,影响骨骼肌的生长发育和功能;植物甾醇能通过改善骨骼肌氧化还原状态,清除ROS并抑制其对蛋白质的氧化损伤,同时通过调节能量代谢和部分调控PI3K/Akt信号通路来促进骨骼肌蛋白质合成并抑制蛋白质降解,提高骨骼肌蛋白质含量,从而达到促进骨骼肌生长,改善骨骼肌功能的效果。
【关键词】：植物甾醇 骨骼肌 氧化应激 蛋白质代谢
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R151
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-7
• 中英文缩略语对照表7-10
• 1 绪论10-19
• 1.1 高能饮食与氧化应激10
• 1.2 氧化应激与骨骼肌10-11
• 1.3 骨骼肌的生长发育及调控11-14
• 1.3.1 骨骼肌的形成和生长11
• 1.3.2 调控骨骼肌生长发育相关信号分子及通路11-14
• 1.4 植物甾醇14-17
• 1.4.1 植物甾醇的吸收、代谢和安全性15-16
• 1.4.2 植物甾醇与抗氧化16-17
• 1.4.3 植物甾醇与调节动物生长17
• 1.4.4 植物甾醇与蛋白质代谢17
• 1.5 立题依据及研究内容17-19
• 2 材料与方法19-25
• 2.1 试剂与仪器19
• 2.1.1 实验动物19
• 2.1.2 实验原料19
• 2.1.3 主要实验试剂19
• 2.1.4 主要实验仪器19
• 2.2 试验方法19-24
• 2.2.1 实验设计及动物饲养19-20
• 2.2.2 小鼠 24h基础代谢监测20-21
• 2.2.3 血液及组织样品采集21
• 2.2.4 小鼠生长指标的测定21
• 2.2.5 全血及腓肠肌中ROS水平的测定21
• 2.2.6 肌肉组织氧化还原指标的测定21-22
• 2.2.7 血浆和腓肠肌中晚期氧化蛋白产物AOPP水平的测定22
• 2.2.8 血浆和腓肠肌中羰基水平的测定22
• 2.2.9 肌肉中总蛋白含量的测定22-23
• 2.2.10 肌肉中糖元含量的测定23
• 2.2.11 肌肉生长和蛋白质代谢相关基因的表达23-24
• 2.3 数据处理24-25
• 3 结果与讨论25-43
• 3.1 不同脂肪水平饮食对小鼠体重变化的影响及植物甾醇的干预作用25-27
• 3.1.1 不同脂肪水平饮食对小鼠采食量的影响及植物甾醇的干预作用25
• 3.1.2 不同脂肪水平饮食对小鼠体重的影响及植物甾醇的干预作用25-26
• 3.1.3 不同脂肪水平饮食对小鼠腹脂量的影响及植物甾醇的干预作用26
• 3.1.4 结果讨论26-27
• 3.2 不同脂肪水平饮食对小鼠骨骼肌生长的影响及植物甾醇的干预作用27-29
• 3.2.1 不同脂肪水平饮食对小鼠骨骼肌质量的影响及植物甾醇的干预作用27
• 3.2.2 不同脂肪水平饮食对小鼠腿肌率的影响及植物甾醇的干预作用27-28
• 3.2.3 不同脂肪水平饮食对小鼠骨骼肌生长相关基因表达的影响及植物甾醇的干预作用28-29
• 3.2.4 结果讨论29
• 3.3 不同脂肪水平饮食小鼠骨骼肌功能的影响及植物甾醇的干预作用29-31
• 3.3.1 不同脂肪水平饮食对小鼠活动能力的影响及植物甾醇的干预作用29-30
• 3.3.2 不同脂肪水平饮食对小鼠肌糖元储备的影响及植物甾醇的干预作用30-31
• 3.3.3 结果讨论31
• 3.4 不同脂肪水平饮食对小鼠骨骼肌氧化应激的影响及植物甾醇干预作用31-35
• 3.4.1 不同脂肪水平饮食对小鼠全血和腓肠肌ROS水平的影响及植物甾醇的干预作用31-32
• 3.4.2 不同脂肪水平饮食对小鼠骨骼肌抗氧化指标的影响及植物甾醇的干预作用 . 2332-33
• 3.4.3 不同脂肪水平饮食对小鼠血浆和腓肠肌中羰基和AOPP水平的影响及植物甾醇的干预作用33-34
• 3.4.4 结果讨论34-35
• 3.5 不同脂肪水平饮食对小鼠骨骼肌蛋白质代谢的影响及植物甾醇的干预作用35-41
• 3.5.1 不同脂肪水平饮食对小鼠骨骼肌蛋白质含量的影响及植物甾醇的干预作用 . 26 3.5.2 不同脂肪水平饮食对小鼠能量代谢的影响及植物甾醇的干预作用35-36
• 3.5.2 不同脂肪水平饮食对小鼠能量代谢的影响及植物甾醇的干预作用36-38
• 3.5.3 不同脂肪水平饮食对小鼠骨骼肌蛋白质代谢相关基因表达的影响及植物甾醇的干预作用38-41
• 3.5.4 结果讨论41
• 3.6 腿肌率、肌肉总蛋白含量与腓肠肌氧化应激指标相关性分析41-43
• 主要结论与展望43-45
• 主要结论43-44
• 展望44-45
• 致谢45-46
• 参考文献46-52
• 附录: 作者在攻读硕士学位期间发表的论文52

【参考文献】

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本文编号：274099