大负荷运动后时钟基因Bmal1调控骨骼肌线粒体结构功能的作用机制

作     者：夏雨 丁海丽 傅泽铤 XIA Yu;DING Hai-li;FU Ze-ting

作者机构：成都体育学院运动医学与健康研究所四川成都610041 

出 版 物：《中国病理生理杂志》 (Chinese Journal of Pathophysiology)

年 卷 期：2022年第38卷第2期

页      面：325-332页

核心收录：

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 1001[医学-基础医学(可授医学、理学学位)] 08[工学] 100104[医学-病理学与病理生理学] 0836[工学-生物工程] 10[医学] 

基　　金：国家重点研发计划(No.2018YFF0300604) 国家自然科学基金资助项目(No.81904318) 运动医学四川省重点实验室暨国家体育总局运动医学重点实验室资助项目(No.2021-A021) 

主　　题：大负荷运动 时钟基因 过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α 线粒体 骨骼肌 

摘      要：目的:探讨大负荷运动后大鼠骨骼肌时钟基因Bmal1节律振荡变化及其对线粒体结构功能的调控作用。方法:将156只成年SD大鼠随机分为对照组和运动组,运动组予以一次大负荷运动训练。每6 h取各组大鼠腓肠肌,使用RT-qPCR检测各时相时钟基因Bmal1的mRNA水平,并用余弦分析软件CircaCompare(R Packages)获取拟合余弦曲线参数,分析时钟基因Bmal1的mRNA表达节律性振荡情况,透射电镜下观察每周期始末(ZT0、ZT24、ZT48和ZT72)骨骼肌线粒体的形态学变化,Western blot检测Bmal1和过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α(peroxisome proliferator activated receptorγcoactivator-1α,PGC-1α)的蛋白表达,ELISA测定ATP和ADP含量,以及线粒体氧化呼吸链酶细胞色素C氧化酶复合物亚单位Ⅱ(subunitsⅡof cytochrome C oxidase complex,COXⅡ)和COXⅣ的活性。结果:运动组Bmal1的mRNA表达在ZT0~ZT24时节律出现紊乱(P0.05),ZT24~ZT48和ZT48~ZT72时节律恢复(P0.05)。大负荷运动后运动组线粒体形态于ZT0出现肿胀、嵴结构损伤等异常,于ZT24和ZT48时有所恢复,ZT72时损伤基本消失。与对照组相比,运动组Bmal1、PGC-1α的蛋白表达于ZT0时显著升高(P0.05),ATP和ADP含量分别于ZT0时显著下降和升高(P0.05),COXⅡ和COXⅣ活性于ZT0时显著升高和下降(P0.05),在ZT24时二者活性下降至最低(P0.05)。结论:大负荷运动可诱发骨骼肌时钟基因Bmal1的节律紊乱,可能参与调控了线粒体的结构功能异常。