P38在过度训练大鼠骨骼肌细胞时序性表达及其意义

摘要

目的：运动训练所产生的骨骼肌适应是反复训练效果的累加,但能导致机体长期适应的信号应答是与每一次的运动训练密切相关.其中丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)在细胞的基因表达、增殖、分化、凋亡、转运、代谢和对环境应激的适应中起着非常重要的作用.本试验采用大鼠进行力竭跑台训练建立过度训练动物模型,从细胞信号转导角度探讨运动与p38信号级联关系,探讨p38(p38 mitogen-activated protein kinase p38)在过度训练过程中的改变及其意义. 方法：通过对大鼠进行力竭跑台训练,建立大鼠过度训练动物模型,电镜下观察腓肠肌Z线异常率,用Western-bloting法检测骨骼肌细胞的p38表达. 结果：电镜观察A0、B3、C3组腓肠肌Z线异常率差异有显著性意义(P＜0.05);安静组未检测到p38活性表达;正常运动量组p38活性有表达,各组之间差异无显著性意义(p＞0.05);力竭运动组p38有明显表达,各组之间差异有显著性意义;腓肠肌细胞p38活性变化与z线异常率的相关系数r=0.984.细胞信号转导系统是一个有严密组织的、高度网络化的系统.近年来,众多学者就运动对细胞信号转导途径的影响开始深入研究,并使运动生物学的研究中心向这一研究方向转移.目前MAPKs超家族在哺乳动物中至少发现4种亚家族,p38途径应激,包括渗透压应激、炎性细胞因子、脂多糖(LPS)、紫外线、生长因子等可以激活p38信号转导途径.依次激活MEKK1,SEK1/MKK4/JNKK,p38 MAPK(Thr180/Tyr182).MKK3 (Ser189/Thr193)/MKK6(Ser207/Thr211)也是p38的上游激酶.活化的p38继而激活MAPKAP-2;活化的P38mapk还可激活转录因子Elk-1,ATF-2,Max和CREB.运动激活p38同时,也激活下游的信号分子MAPKAPK-2,但运动过程中PKC不参与p38途径上游的信号传递,提示运动对p38途径的作用存在特殊的级联激活机.我们推测,通过调控核转录因子活性,从而参与大量基因表达可能.运动使骨骼肌细胞p38激酶活化过程延长,可能是力竭运动强大机械刺激、运动产生大量炎性因子、代谢产物、氧自由基堆积刺激,导致p38激酶持续、长时间的活化.在运动训练第7天、14天出现p38活性表达下降,表明鼠在逐渐适应了恒定负荷的运动训练后,机体自身得到了调整,p38活性表达也逐渐减小;这两种相互作用共同参与了骨骼肌的重塑过程,变得更加适应新的运动的环境,说明运动具有双向性,p38激酶活化是介导骨骼肌细胞对超负荷训练调控重要方式. 结论：p38信号级联参可能参与骨骼肌对运动适应的调控过程,p38激酶活性可反应大负荷运动训练致骨骼肌损伤指标之一. 机体对运动所产生反应与适应有着高度的特异性,与运动的类型、频率、持续时间有关.运动训练所产生的骨骼肌适应是反复训练效果的累加,但能导致机体长期适应的信号应答是与每一次的运动训练密切相关.运动是一个非常复杂的生理性刺激,可以激起细胞水平的多种生理和生化反应,需要机体有非常精巧的控制网络.哺乳动物细胞内,许多信号级联反应调控细胞的各种功能.其中丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)在细胞的基因表达、增殖、分化、凋亡、转运、代谢和对环境应激的适应中起着非常重要的作用.本试验采用大鼠进行力竭跑台训练建立过度训练动物模型,从细胞信号转导角度探讨运动与p38信号级联关系,探讨p38在过度训练过程中的改变及其意义.