大负荷运动及恢复期间大鼠骨骼肌骨架蛋白Nebulin和Vimentin及超微结构的变化

摘要

目的：研究大负荷运动及恢复期大鼠骨骼肌骨架蛋白Nebulin及Vimentin及超微结构的变化。
　　 方法：以36只6周龄健康雄性SD大鼠为研究对象。将其随机分为6组，每组6只：A，安静对照组(Control)；B，力竭运动即刻组(E0)；C，力竭运动后12h组(E12)；D，力竭运动后24h组(E24)；E，力竭运动后48h组(E48)；F，力竭运动后72h组(E72)。各力竭运动组进行为期一周的负重力竭性游泳运动，并于末次力竭运动后的不同时间点宰杀取样。所有大鼠用乌拉坦腹腔麻醉、宰杀后迅速取腓肠肌、比目鱼肌、股外侧肌、股直肌，部分液氮冷冻保存待用，另一部分分别用4％多聚甲醛或2.5％戊二醛固定。采用SABC-DAB免疫组化方法检测大鼠比目鱼肌和股外侧肌中骨架蛋白Nebulin和Vimentin蛋白表达，并用图像分析仪对免疫染色切片进行定量分析。取股直肌样本制作电镜超薄切片，透射电子显微镜下观察骨骼肌的超微结构变化。
　　 结果：
　　 (1)免疫组化结果显示，大负荷运动后，E0组股外侧肌vimentin和nebulin染色程度明显加深，而且阳性范围明显增大，不仅分布于胞浆中，还分布于细胞周围的结缔组织，以及小血管的周围及内部；运动后E12组，vimentin和nebulin表达强度明显低于运动后即刻组(P＜0.05)，但仍明显高于对照组；运动后E24组的染色范围更大，但染色程度比运动后即刻和运动后12组稍浅。E48组染色范围和运动后E24组范围相近，胞浆，细胞周围以有小血管分布处都有表达，尤其在个别坏死细胞处整个细胞区域都有表达，表达程度比前面几组都要浅。运动后E72组阳性范围明显增大，染色逐渐减淡。比目鱼肌的结果与股外侧肌相似。
　　 (2)大鼠股外侧肌、比目鱼肌免疫组化结果均显示，vimentin和nebulin图像分析系统统计结果基本相似。对照组无论是平均光密度值还是阳性目标面积都较少。E0组大鼠骨骼肌vimentin和nebulin表达的平均光密度值最高，说明此时表达信号最强；E12组表达强度明显低于运动后E0组(P＜0.05)，但仍明显高于C组(P＜0.05)；运动后24、48组表达强度低于运动后12组，但差异没有统计学意义，E72组显色最淡。
　　 另外，运动后所有时相的vimentin和nebulin阳性面积百分比PSA都明显高于对照组。E24组大鼠骨骼肌中PSA最高。从各组平均光密度值和阳性面积来看，E0组平均光密度最大，以后逐渐减少。而阳性表达面积从运动后即刻开始逐渐递增，E24、E48组的阳性表达面积较大，PSA最高值在E24组，表明运动后不同时间点vimentin和nebulin的表达都有不同程度的增加。
　　 (3)通过观察安静对照组和E0组、E24组股直肌电镜照片发现，对照组的骨骼肌呈正常的超微结构，内质网及线粒体均清晰可见，细胞核呈正常结构，肌原纤维排列整齐规则，H带、I带、M线及Z线界限清晰，基质内有少许空泡。力竭运动组(E0、E24)骨骼肌结构明显遭受破坏，具体表现细胞间质水肿、肌间隙增宽，内质网、线粒体可见有轻度变形，细胞核及核膜保存尚好；肌原纤维疏松变细，H带、I带界限不清，M线、Z线模糊，出现Z线扭曲、消失，部分基质变浅，力竭运动组可明显看出线粒体变形、扭曲、肿大。
　　 结论：
　　 (1)大负荷运动后大鼠骨骼肌肌纤维免疫组化结果显示，Nebulin和Vimentin染色程度及阳性范围均不同程度、不同范围地出现了增加，在运动后即刻达峰值，表明细胞骨架蛋白nebulin和vimentin是骨骼肌运动性微损伤的敏感形态学指标.
　　 (2)vimemin和nebulin免疫组化图像分析系统统计结果，二者基本相似。与对照组相比，力竭运动后Nebulin和Vimentin平均光密度及阳性面积百分比均显著升高，平均光密度在力竭后即刻较高，但阳性面积百分比最高点出现在运动后24小时。表明运动后不同时间点vimentin和nebulin的表达都有不同程度的增加。
　　 (3)大鼠股直肌电镜下观察结果显示，一周大负荷游泳运动能够引起骨骼肌超微结构较为显著的变化，如：肌纤维A带拉长，肌原纤维排列紊乱，Z线大范围内不规则，相邻间断裂，可见Z线流等。表明大负荷向心运动可作为观察骨骼肌超微结构的重要模型之一。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略词表

声明

第一部分文献综述

前言

1细胞骨架的概述

1.1骨骼肌细胞骨架概念及分类

1.2 Desmin结构特征和功能

1.3 Nebulin的结构特征和功能

1.4 Vimentin的结构特征和功能

2运动对大鼠骨骼肌骨架蛋白的影响

2.1运动对Desmin的影响

2.2运动对Nebulin的影响

2.3运动对Vimentin的影响

3运动对骨骼肌超微结构的影响

3.1运动性骨骼肌微损伤

3.2运动对骨骼肌超微结构的影响

4.结语

第二部分实验部分

1 实验材料和建模

1.1实验对象

1.2运动条件

1.3实验动物分组

1.4大鼠游泳力竭标准

1.5运动模型的建立

2实验方法

2.1主要实验仪器

2.2主要实验试剂

2.3组织样本的制备

2.4免疫组织化学(IHC)实验方法

2.5电镜观察组织的超微结构

2.6数据统计方法

3实验结果

3.1力竭游泳运动前后大鼠一般情况的对比观察

3.2大负荷运动及恢复期间大鼠骨骼肌细胞骨架蛋白nebulin和vimentin的变化

3.3大负荷运动及恢复期间大鼠骨骼肌超微结构的变化

4分析与讨论

4.1运动对骨骼肌伴肌动蛋白nebulin表达的影响

4.2运动对骨骼肌波形蛋白vimentin表达的影响

4.3运动对大鼠骨骼肌超微结构的影响

5结论

6参考文献

7致谢