不同肌糖原含量影响运动诱导大鼠肌源性IL-6基因表达及其分子调控机制的研究

摘要

本论文的目的是研究运动前不同肌糖原含量调控运动诱导的肌源性IL-6基因表达、蛋白释放与sIL-6R分泌的规律；并探讨运动前不同肌糖原含量状态下运动诱导肌源性IL-6基因表达的分子机制及肌源性IL-6基因表达产物与机体糖代谢的关系。为此安排了两组试验。 试验一：40只雄性SD大鼠随机分为四组：安静对照组（A）、运动后即刻组（B）、低糖膳食组（C）与正常膳食组（D）。运动大鼠在坡度为0o的跑台上运动。总运动时间为2小时。分为4组，每组30分钟，每组间歇时间为3分钟；前三组跑台速度为18米/分，最后一组速度为30米/分。运动后6小时内，C组禁食，随后喂饲低碳水化合物饲料，并一直饮用蒸馏水；D组喂饲标准呲齿动物饲料，并在大鼠饮用水中加入5％蔗糖。大鼠分别在相应时间点宰杀，测定股四头肌肌糖原含量。结果：B组与安静组相比，大鼠肌糖原含量显著性下降，恢复24小时后，C组肌糖原含量虽然与B组相比显著升高，但显著低于D组；而D组肌糖原含量已基本恢复至A组水平。随后的试验进一步证明，运动与膳食干预引起大鼠下一次运动前不同肌糖原含量，同时血清IL-6浓度及其基因表达没有显著性变化，说明按此方案所形成的动物试验模型是成功的。 试验二：88只大鼠随机分为3大组11小组：空白对照组(A)、低肌糖原组（B）与正常肌糖原组(C)。后两个大组按时间顺序每个包含5个小组：安静、运动30min、120 min、运动120 min后3h与6h组。大鼠进行糖原消耗试验，运动方案与随后24小时的膳食方案同试验一。在第一次运动后24h，大鼠进行下一次定量负荷运动，运动及恢复时间随分组而定。在此次运动后的恢复期，均未采用膳食干预。大鼠分别于相应时间点宰杀，测定血液中的血糖、CK、IL-6、sIL-6R、肌、肝糖原含量、肌肉JNK、p38MAPK及NF- B蛋白含量、肌肉IL-6mRNA与GLUT4mRNA含量。结果发现，①运动30min后，血清IL-6浓度显著上升，运动120 min后大幅度上升，运动后下降，但仍没恢复到运动前水平，并且在运动时，B组血清IL-6浓度显著高于C组。血清sIL-6R浓度变化与IL-6相似，但变化幅度小得多，并且在B组与C组之间没有显著性差异。骨骼肌IL-6mRNA在B组运动120 min后开始增加，随后继续增加，24h后基本恢复，C组在运动后3h才开始增加。②骨骼肌磷酸化p38在运动30min后显著增加，运动120min后达到峰值，运动后降低，并且B组从运动120min开始显著高于C组。骨骼肌磷酸化JNK变化与上相似，但两组之间没有显著性差异。骨骼肌磷酸化NF- B变化也与p38相似，但其峰值是在运动结束后3h。③运动后3h，B组骨骼肌GLUT4mRNA开始增加，运动后6h，增加更加明显。C组运动后6h才开始增加，但是两组之间没有显著性差异。血清CK活力则是在运动120min显著增加，随后降低，运动后6h基本恢复。 结论①在特定的运动负荷下，骨骼肌IL-6基因转录的增加可能是在运动后，而不是在运动中。运动前肌糖原含量可调控运动诱导的IL-6基因转录。②运动诱导骨骼肌IL-6基因的转录可能是JNK、p38MAPK及NF- B信号通道共同作用的结果，并且肌糖原含量可能调控p38和NF- B信号通道激活骼肌IL-6基因的转录。③大强度长时间运动促进骨骼肌GLUT4基因转录，并且GLUT4基因转录很有可能与IL-6基因转录存在某种关联。④大强度运动诱导肌源性IL-6与sIL-6R释放随运动时间延长而增加，但是后者增加的幅度比前者明显要小；运动前低肌糖原含量会促进运动诱导IL-6释放的效应，但是对血清sIL-6R的增加与恢复影响不大；运动后血清IL-6存在一个短时间的快速恢复期和长时间的慢速恢复期。