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重复运动后大鼠骨骼肌线粒体电子传递链酶复合体活性变化

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重复运动后大鼠骨骼肌线粒体电子传递链酶复合体活性变化

作者：赵莹山东体育学院

学位级别：硕士

研究目的:为了更深入了解重复运动对大强度后骨骼肌微损伤的生理机制,分析在一次大强度离心运动及重复运动恢复过程中,线粒体在“重复运动”的主动适应性恢复中的自适应作用,为进一步研究骨骼肌微损伤中“能量危机”的出现及恢复机制提... 详细信息

研究目的:为了更深入了解重复运动对大强度后骨骼肌微损伤的生理机制,分析在一次大强度离心运动及重复运动恢复过程中,线粒体在“重复运动”的主动适应性恢复中的自适应作用,为进一步研究骨骼肌微损伤中“能量危机”的出现及恢复机制提供理论支撑。研究方法:通过选取8周龄雄性健康Wistar大鼠72只为研究材料,随机分为正常对照组(CON,N=6)、一次离心运动组(A组,N=30,每组6只)、重复离心运动组(B组,N=30,每组6只),6只备用。常规饲养一周,一周后采用动物电动跑台作为训练器械,(各组大鼠均未做过适应性训练,无任何运动刺激干预。)一次离心运动组和重复离心运动组在常规饲养一周后,以速度25m/min,坡度-16度,进行下坡跑训练,每30min休息5min,运动总时间为1小时。重复运动组于一周后进行第二次大强度跑台训练(共运动两次),训练强度同第一次大强度训练相同。对照组无任何运动干预刺激,以此训练方法建立骨骼肌损伤模型。一次大强度离心运动组于运动后0h、1d、2d、3d、7d后颈椎脱臼处死,取腓肠肌,采用分光光度酶活测定方法测得线粒体电子传递链酶复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ活性,一周后重复运动组进行第二次大强度运动,并于运动结束后0h、1d、2d、3d、7d取样,待测同上指标。对照组、一次离心运动组、重复运动组不同时序之间采用单因素方差分析。研究结果:1、A组较CON组于运动后0h、1d和2d酶复合体Ⅰ有明显上升,B组重复运动后同时间点也呈上升趋势,但B组活性明显低于A组,A组酶复合体Ⅰ活性较CON组在3d和7d处呈恢复趋势,B组恢复速度明显优于A组;2、A组酶复合体Ⅱ运动后即刻较CON组显著上升,1-2d后,酶活性显著降低,3-7d内又呈上升趋势;B组酶复合体Ⅱ在0-2d逐渐上升,3-7d显著性下降,显著性低于与同时期A组;3、A、B两组复合体Ⅲ在0-2d内逐渐上升并显著性高于安静对照组(CON组),随后逐渐下降至正常水平;A、B两组之间并未发现显著性差异。研究结论:1、在A、B两组内,大强度离心运动诱导线粒体酶复合体Ⅰ在0-2d活性较对照组显著上升;酶复合体Ⅱ在0-2d活性显著受到抑制,但3-7d活性显著高于对照;复合体Ⅲ在活性呈现先上升后逐渐下降,但活性始终高于对照组。2、重复运动组线粒体酶复合体酶活性低于一次大强度运动组,说明线粒体电子传递链在重复运动后产生了适应性变化,符合重复运动效应变化规律。3、酶复合体Ⅰ、Ⅱ活性变化呈现交替上升,说明运动刺激诱发电子传递出现代偿性变化,电子传递方式的变化有助于骨骼肌线粒体持续进行有氧代谢,从而减少“能量危机”,加速骨骼肌损伤修复。

关键词： Wistar大鼠大强度运动重复运动呼吸链酶复合体

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重复运动中模型预测位置控制研究

重复运动中模型预测位置控制研究

作者：张桓弋电子科技大学

学位级别：硕士

在现代工业领域,以永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)控制系统为核心的众多设备,例如精密机床、变速箱等,需要保持特定位置轨迹进行重复性周期性的运动。但在运行过程中遭遇的参数摄动、周期性扰动还有摩擦等非线... 详细信息

在现代工业领域,以永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)控制系统为核心的众多设备,例如精密机床、变速箱等,需要保持特定位置轨迹进行重复性周期性的运动。但在运行过程中遭遇的参数摄动、周期性扰动还有摩擦等非线性因素会严重干扰电机系统重复运动的位置跟踪精度,因此如何在系统受到多种扰动下保持快速准确的重复运动具有重要意义。模型预测控制作为一种近年来广受关注的控制策略,在知晓准确模型的基础上具有优秀的跟踪能力与精确度,基于以上所述因素研究PMSM伺服系统重复运动以及模型预测控制,本文主要研究工作呈现如下:(1)针对重复运动伺服系统的快速响应问题,设计了一种直接速度预测控制方法。在此基础上,考虑到有限集模型预测控制的权重因子设计问题,采用改进的顺序预测控制方法;设计滑模观测器估计负载变化,反馈到控制器中;最后,针对模型中参数误差问题,使用比例积分方法在输出端进行补偿。(2)针对重复运动伺服系统位置跟踪过程中存在的参数摄动、不确定扰动等问题,提出了一种基于数据驱动的模型预测直接位置控制方法。将传统的三环控制合并为单环控制,提高系统的响应能力。首先,建立包含集总扰动的PMSM模型,并设计了扰动观测器估计扰动的变化;其次,通过收集电流电压数据,构造了电压矢量与电流增量的对应表,设计了一种新颖的数据表更新方式;在此基础上,设计了位置单环控制器,设计了包含电流、速度与位置信息的代价函数,解决了直接位置模型预测方法下速度不可控的问题。(3)针对重复运动伺服系统存在的参数摄动、摩擦等问题,提出一种基于数据驱动的自抗扰模型预测位置控制方法。首先,建立包含摩擦的PMSM模型;其次,将摩擦以及不匹配扰动设计为集总扰动,设计二阶系统的自抗扰控制器;采集实时的电流数据与电压数据构建关于电机电流电压的超局部模型,并基于超局部模型设计电流模型预测控制器,消除参数摄动带来的影响。综上所述,本文针对PMSM在伺服控制重复运动中存在的摩擦、不确定扰动和参数摄动问题,研究了基于模型预测方法的重复运动伺服控制系统,并提高了伺服系统的快速响应能力与抗干扰性能,利用d SPACE和RT-Lab联仿实验平台验证了所设计算法的有效性。

关键词：永磁同步电机模型预测控制数据驱动位置跟踪重复运动

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温度和重复运动对中华鲟游泳行为的影响

水生态学杂志 2018年第1期39卷 63-68页

作者：袁喜黄应平郭文韬蒋清靖锦杰涂志英高勇中国长江三峡集团公司枢纽运行管理局、三峡工程鱼类资源保护湖北省重点实验室湖北宜昌443100 三峡地区地质灾害与生态环境湖北省协同创新中心(三峡大学) 湖北宜昌443002 三峡库区生态环境教育部工程研究中心三峡大学湖北宜昌443002

研究温度和重复疲劳运动对中华鲟游泳行为和能量代谢的影响,为中华鲟养殖环境水质量监测管理、物种保护和鱼道的设计等提供参考。在密封鱼类游泳装置中,利用速度递增法测定了不同温度（10、15、20和25℃）、流速条件下中华鲟（Acipenser... 详细信息

研究温度和重复疲劳运动对中华鲟游泳行为和能量代谢的影响,为中华鲟养殖环境水质量监测管理、物种保护和鱼道的设计等提供参考。在密封鱼类游泳装置中,利用速度递增法测定了不同温度（10、15、20和25℃）、流速条件下中华鲟（Acipenser sinensis）幼鱼（体长8.50~11.00 cm,体重5.10~8.80 g）的摆尾频率（TBF）、呼吸频率（RR）,并同时测定了游泳过程中的耗氧率（M_（O_2））。结果表明：随着摆尾频率或呼吸频率的增加,中华鲟幼鱼的耗氧率增加,耗氧率与摆尾频率或呼吸频率呈指数相关（M_（O_2）=a×TBF^b;M_（O_2）=A×RR^B）;随着温度增加,b值先减小后增加,15℃和20℃时b值较小;疲劳恢复后,第2次测试b值大于第1次;随着温度的增加,B值逐渐增加;疲劳恢复后,第2次测试B值小于第1次。游泳过程能量消耗随着温度的升高先降低后升高,15~20℃能量消耗较小。疲劳恢复后,第2次测试能量消耗大于第1次,游泳效率降低,特别是在10℃和25℃,15~20℃变化不明显。温度和重复游泳对中华鲟幼鱼游泳行为影响显著,温度不适宜和重复疲劳运动会产生叠加效应,导致游泳效率显著降低。

关键词：中华鲟温度重复运动摆尾频率呼吸频率

基于余弦前馈的重复运动控制算法在水下仿生推进系统中的应用

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水下无人系统学报 2020年第2期28卷 149-154,173页

作者：赵晓瑞于洋李真山赵国平郑林北京精密机电控制设备研究所北京100076

常规比例-积分-微分(PID)控制算法在周期性正弦运动跟随上会产生幅值衰减和相位滞后,且负载越大其幅值衰减和相位滞后越严重,无法满足仿生推进运动的高精度跟随要求;针对周期性重复运动设计的重复控制器在受到外界扰动后,其产生的补偿... 详细信息

常规比例-积分-微分(PID)控制算法在周期性正弦运动跟随上会产生幅值衰减和相位滞后,且负载越大其幅值衰减和相位滞后越严重,无法满足仿生推进运动的高精度跟随要求;针对周期性重复运动设计的重复控制器在受到外界扰动后,其产生的补偿输出量需滞后一个运动周期才能响应,无法适应水下变负载运行条件。基于此,文中针对某水下推进系统在变负载工况下对低频率正弦位置指令跟踪性能问题,在借鉴前馈控制思想的基础上,提出了余弦前馈补偿控制算法,与常规PID控制器一起,构成复合前馈控制来消除正弦跟随的幅值与相位误差,并进行了仿真与实验验证。仿真与实验结果表明,基于余弦前馈的重复运动控制算法较传统PID控制方法效果显著,在变负载工况下依然可以实现对给定正弦运动指令的精确跟随,相位差较补偿之前减小了60%左右。文中的研究可为实现仿生推进系统流畅精确的周期运动提供新的解决思路。

关键词：水下仿生推进系统前馈控制余弦补偿重复运动

基于递归神经网络的冗余机械臂重复运动规划研究

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基于递归神经网络的冗余机械臂重复运动规划研究

作者：唐青青浙江科技学院

学位级别：硕士

在实际生产中,常常要求冗余机械臂跟踪目标轨迹,并在规定区域内执行重复运动。逆运动学模型的提出,有效的解决了这类问题。传统的方法通常将增益模块设为固定参数,其运动控制方法可以实时调整各关节角的偏差,但是误差的收敛速度仍不够快... 详细信息

在实际生产中,常常要求冗余机械臂跟踪目标轨迹,并在规定区域内执行重复运动。逆运动学模型的提出,有效的解决了这类问题。传统的方法通常将增益模块设为固定参数,其运动控制方法可以实时调整各关节角的偏差,但是误差的收敛速度仍不够快,以及不具备抗干扰的性能。本文旨在规划与控制冗余机械臂的重复运动,给出基于变系数的递归神经网络算法,从而设计出运动控制器。最后讨论了有噪声干扰的模型实现问题,并给出了具体的迭代控制算法。本文的主要工作如下:1.针对机器人逆运动学问题的多解性,引用速度层上最小化性能指标,作为机械臂速度向量的二次函数,并联合机器人逆运动学方程,建立起一个统一协调的冗余度解析方案。为进一步对各关节角的实时控制,引入拉格朗日乘子,将二次规划转化成线性矩阵方程。考虑到模型解析解与理论解之间的误差,设计出二次规划求解器,将求解结果传递给下位机控制器,从而驱动机械臂重复运动。2.针对凸二次规划问题,提出一种基于时变系数的递归神经网络控制方法Generalized Varying-Parameter Recurrent Neural Network（GVP-RNN）,形成一种快速收敛的非线性凸二次规划模型。为分析所提算法的稳定性,引用正定的李亚普诺夫候选函数,证明学习算法以指数级速率将误差收敛到零。通过与现有算法的比较,理论分析并仿真验证了所提模型的有效性和优越性。3.针对冗余机械臂的重复运动系统,提出一种基于指数函数的递归神经网络解析方案Exponential Varying-Parameter Neural Network（EVPNN）。对于实现模型过程中的噪声干扰,设计出加快收敛速度的时变指数参数,从而估计残余误差的上界,控制机械臂对实际轨迹的渐进修正。通过与现有算法的实验结果对比,再次验证所提方案在抗干扰方面的有效性。

关键词：冗余机械臂重复运动递归神经网络算法二次规划噪声干扰

下坡跑运动与重复运动对大鼠骨骼肌组织病理学影响研究

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体育科研 2015年第3期36卷 45-48页

作者：李可峰吕晨曦董贵俊葛新发山东体育学院运动基础科学学院济南250063 中国科学院电工研究所生物医学工程部北京100190

为探讨重复运动后大鼠骨骼肌损伤适应过程中组织病理改变,将大鼠分为正常对照组、下坡跑运动组、重复运动组并分别进行下坡跑运动及重复运动,观察下坡跑运动及一周后重复运动后即刻、24 h、48 h、72 h、168 h大鼠股四头肌病理切片的变... 详细信息

为探讨重复运动后大鼠骨骼肌损伤适应过程中组织病理改变,将大鼠分为正常对照组、下坡跑运动组、重复运动组并分别进行下坡跑运动及重复运动,观察下坡跑运动及一周后重复运动后即刻、24 h、48 h、72 h、168 h大鼠股四头肌病理切片的变化。结果表明:重复运动组各时间段形态学变化较一次大强度下坡跑运动组有所减轻,表现为下坡跑运动后24 h肌纤维不完全断裂,损伤处细胞溶解,48 h病灶开始逐步清除,至168 h后仍有部分病灶存在。重复运动后症状相应减轻,48 h后病灶清除速度明显加快,168 h后基本恢复到正常水平。这可能是损伤修复后肌纤维再生重建、肌节长度趋于均等化、增强了抗损伤能力的结果,提示重复运动能有效加速骨骼肌损伤修复的速度,加速骨骼肌对运动训练刺激的适应性。

关键词：组织病理下坡跑运动重复运动骨骼肌

泰山赤灵芝对重复运动后骨骼肌微损伤的保护作用研究

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泰山医学院学报 2014年第8期35卷 711-716页

作者：李晨吕晨曦吴磊泰山医学院山东泰安271000 泰山学院山东泰安271000

目的探讨泰山赤灵芝对大强度重复运动(力竭运动)后大鼠骨骼肌微损伤的修复及保护作用。方法成年雄性SD大鼠52只,随机分为2组:对照组、实验组。重复运动的动物模型构建:大鼠在跑台上进行下坡跑,速度18 m/min,坡度-16度,大强度重复运动(... 详细信息

目的探讨泰山赤灵芝对大强度重复运动(力竭运动)后大鼠骨骼肌微损伤的修复及保护作用。方法成年雄性SD大鼠52只,随机分为2组:对照组、实验组。重复运动的动物模型构建:大鼠在跑台上进行下坡跑,速度18 m/min,坡度-16度,大强度重复运动(力竭运动)。设立实验组(喂养泰山赤灵芝水煎液)、对照组,进行同样的重复力竭运动,在同一时间点分别对对照组、实验组在大强度重复运动(力竭运动)后取股四头肌,同时对实验组大鼠进行治疗量泰山赤灵芝喂养,考察该药对大强度重复运动下大鼠骨骼肌微损伤的修复及保护作用,观察对照组、实验组大强度运动(重复运动)下大鼠骨骼肌超微结构变异进行研究。结果补充泰山赤灵芝后重复运动训练下大鼠骨骼肌超微结构变异研究表明:利用透射电镜对补充泰山赤灵芝后大鼠进行相同的大强度重复运动(力竭运动)后,该过程中骨骼肌超微结构变化程度看出大鼠股四头肌的微损伤有显著改善,但是仍表现为肌原纤维排列不规则,肌节不完整,Z线变细,肌丝卷曲等。结论大强度运动下骨骼肌超微结构图谱变异与骨骼肌微损伤或者疲劳存在一定的适应性机制,同时对补充泰山赤灵芝过程中可带来一定的修复机制,泰山赤灵芝对重复运动后骨骼肌超微结构具有保护作用。

关键词：泰山赤灵芝重复运动骨骼肌实验研究

富氢水对重复力竭运动大鼠骨骼肌氧化应激损伤的影响

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泰山医学院学报 2015年第4期36卷 371-375页

作者：李晨吕晨曦庞力吴磊泰山医学院山东泰安271000 泰山学院山东泰安271000

目的探讨富氢水对重复力竭运动大鼠骨骼肌氧化应激损伤的影响。方法成年雄性SD大鼠100只,随机分为2组:对照组、实验组。重复运动的动物模型构建:大鼠在跑台上进行下坡跑,速度18 m/min,坡度-16度,大强度重复运动(力竭运动)。设立实验组... 详细信息

目的探讨富氢水对重复力竭运动大鼠骨骼肌氧化应激损伤的影响。方法成年雄性SD大鼠100只,随机分为2组:对照组、实验组。重复运动的动物模型构建:大鼠在跑台上进行下坡跑,速度18 m/min,坡度-16度,大强度重复运动(力竭运动)。设立实验组、对照组(实验组运动前30min与运动后即刻口服各10ml体重富氢水;对照组相同时间口服同剂量生理盐水),进行同样的重复力竭运动,在同一时间点分别对对照组、实验组在大强度重复运动(力竭运动)后取股四头肌,同时对实验组大鼠进行治疗量富氢水喂养,考察富氢水对重复运动下大鼠骨骼肌微损伤氧化应激损伤的影响作用,观察对照组、实验组大强度运动(重复运动)下大鼠骨骼肌超微结构变异进行研究。结果补充富氢水后重复运动训练下大鼠骨骼肌超微结构变异研究表明:利用透射电镜对补充富氢水后大鼠进行相同的重复运动(力竭运动)后,该过程中骨骼肌超微结构变化程度看出大鼠股四头肌的微损伤有显著改善,但是仍表现为肌原纤维排列不规则,肌节不完整,Z线变细,肌丝卷曲等。结论大强度运动下骨骼肌超微结构图谱变异与骨骼肌微损伤或者疲劳存在一定的适应性机制,同时对补充富氢水过程中可带来一定的修复机制,富氢水对重复力竭运动大鼠骨骼肌氧化应激损伤具有保护作用。

关键词：富氢水重复运动骨骼肌氧化应激损伤

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重复大强度运动对骨骼肌蛋白质组变异研究

体育科学 2013年第5期33卷 41-49页

作者：葛新发董贵俊王玉站李可峰潘卫东山东体育学院山东济南250102 中国科学院电工研究所生物医学工程部北京100190

目的:通过蛋白质组学研究手段分析重复大强度运动对骨骼肌损伤修复过程中蛋白质组表达情况,并从蛋白质组变异角度分析重复运动对骨骼肌损伤修复可能的作用机制;方法:72只Wistar大鼠随机分为正常对照组、一次离心运动组及一周后重复运动... 详细信息

目的:通过蛋白质组学研究手段分析重复大强度运动对骨骼肌损伤修复过程中蛋白质组表达情况,并从蛋白质组变异角度分析重复运动对骨骼肌损伤修复可能的作用机制;方法:72只Wistar大鼠随机分为正常对照组、一次离心运动组及一周后重复运动组。对照组不运动,其余组大鼠进行下坡跑,速度为18m/min,坡度-16°,运动时间为30min后休息5min,再运动30min。运动时间共60min。重复运动在一次运动后一周后进行。在运动后即刻、24h、48h、72h、168h取股四头肌进行蛋白质提取、双向电泳及特异蛋白质鉴定,并按照蛋白质功能对特异蛋白质进行分类;结果:重复运动后的修复过程中,能量代谢相关蛋白和细胞损伤修复相关蛋白表达在重复运动组中主要表现为下调为主,特别是在运动后0～72h之间。重复运动组中骨骼肌细胞结构蛋白0～24h内上调和下调数目无明显差异,在72h时,下调数目明显多于上调蛋白数目。损伤修复过程中表达变化的蛋白质中,能量代谢相关蛋白有异柠檬酸脱氢酶、磷酸葡萄糖变位酶、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸脱氢酶、血色素结合蛋白、丙酮酸脱氢酶、磷酸丙糖异构酶,细胞损伤修复相关蛋白有泛素羧基末端水解酶、免疫球蛋白λ轻链、胞内氯离子通道蛋白、蛋白磷酸酶2C蛋白、谷胱苷肽过氧化物酶、双功能过氧化物酶等表达活跃,骨骼肌细胞结构蛋白有热休克蛋白、内质网驻地蛋白、角蛋白、肌球蛋白、线粒体内膜蛋白等。结论:重复运动后能量代谢关键酶表达,加速损伤细胞能量供应,同时在24h-48h之间进行可以减缓骨骼肌收缩蛋白降解、清除自由基、加快细胞胞吞、减缓炎症反应从而加快骨骼肌损伤修复。

关键词：重复运动骨骼肌离心运动蛋白质组鼠动物实验