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D O I:10.14036/ll-4513. 2017. 06. 020|首都侦育学院学报Journal of Capital University of P hysical Education and Sports 第29卷第6期/2017年11月V ol. 29 No.6 /November 2017565〜570运动对骨骼和肌肉的共调作用研究Study of t he Exercise Effects on Interaction between Bone and Muscle赵常红u，李世昌\孙朋\徐帅\方幸\季浏1ZHAO Changhong12, LI Shichang1, SUN Peng1, XU Shuai1, FANG Xing1, JI Liu1摘要：骨絡是一种由肌肉和重力共同作用的生物力学组织。
年龄的增加、疾病的产生、神经肌肉营养不良、内分泌不足等会导致骨骼和肌肉同时出现质量衰减及功能障碍。
通过肌肉组织和骨组织代谢的相互作用，提出运动可能是骨和肌肉共调解的有效方式。
方法：采用文献资料法回顾近年来有关骨骼和肌肉相互作用共调节的研究成果。
结果:发现骨骼和肌肉是一个关系紧密的整体，通过共享机制，在细胞和分子水平相互作用，达到共调控的平衡发展状态_结论:运动锻炼是实现共调节作用的一种有效方式，在增加肌肉质量和肌肉力量的同时，阻止骨量流失3关键词：骨骼;肌肉；共调节；运动中图分类号:G804.7 文章编号:1009-783X(2017)06-0565-06文献标识码:AAbstract：Bone is a kind of biomechanics which is composed of muscle and gravity. The increase of age, thegeneration of disease, the muscular dystrophy, the endocrine insufficiency and so on can result in simultaneousmass attenuation and the dysfunction of the bone and the muscle. Through the interaction between muscletissue and bone metabolism, it is suggested that exercise may be an elfective way to mediate bone and muscle.Methods: literature review on the regulation of bone and muscle interactions in recent years was reviewed.Results: through the review of the literature in recent years, it is found that the skeleton and muscle are closelyrelated to each other, and they can interact with each other at the cellular and molecular level through thesharing mechanism to achieve the balance. Conclusion: exercise training is an effective way to achieveinter-regulation, which can prevent bone loss while increasing muscle mass and muscle strength.Keywords：skeleton; muscle; interaction; movement近年研究发现，在生长过程中，骨骼和肌肉都可以作为与内 分泌共同发挥作用的器官随着机体的不断衰老和疾病引起的肌肉衰减，肌肉力量或运动能力也会大受损失此外，缺乏 运动或神经肌肉功能障碍，例如慢性阻塞性肺疾病、心脏衰竭、中风、癌症、帕金森病或糖皮质激素治疗等引起的肌肉废用会导 致骨M流失，继发骨质疏松症。
第27卷第4期2009年8月哈尔滨体育学院学报 Journal of Ha rbin Institute of Physical Educati on Vol .27No .4Aug .2009收稿日期63;修回日期65第一作者简介陈德明(65),男,教授,硕士,研究生导师,研究方向为运动疗法与机能评定。
运动对G LUT4影响的研究进展陈德明,孟妮佳,朱俊杰(哈尔滨体育学院,黑龙江哈尔滨 150008)摘 要:葡萄糖跨膜转运是机体利用葡萄糖的首要步骤。
葡萄糖载体(G LUT )是细胞膜上介导葡萄糖跨膜转运的蛋白质,它们对机体的葡萄糖利用有重要意义。
运动可有效增加外周组织(主要为骨骼肌和脂肪组织)细胞膜葡萄糖载体4(G LUT4)的数量,使细胞内G LUT4的囊泡数量增多,G LUT4mRNA 的表达增强,有效地加快血糖的转移、吸收和利用,解除外周组织胰岛素抵抗,调节血糖平衡,对糖尿病人的治疗有积极的作用和意义。
关键词:运动;G LU T4;胰岛素抵抗;糖尿病中图分类号:G80417 文献标识码:A 文章编号:1008-2808(2009)04-0042-05Advan ced Re s ear ch on the Effects of Exerc is e on G lucos e Tran spor ter 4CHEN De -m ing,MENG N i -jia,ZH U Jun -jie(Ha r bin I nstitute of Physical Educa tion,Harbin 150008,H eil ongjiang China)Abstra ct:The gluc ose tr ans m e m brane transport is the first step of body using glucose 1Glucose transporte rs (G LUT )are the p r otein of cell m e m br ane glucose tr ans porter -m edia ted glucose trans m e m br ane,which are i mpor 2tant to glucose utilizati on on body 1Exercise can inc r ease the num ber of peripheral tissue (m ainly skeletal m uscle and adi pose tissue )of cell m e m brane glucose tr ans porter 4(G LUT4)1A s the result,it increa ses the num ber of G LUT4vesicles and func ti ona lity of G LUT4mRNA,effec tively speed up the transferring,absor ption and utiliza tion of glucose,the lifting of peri pheral tissue insulin resistance,regulati on of bl ood sugar balance 1I t als o has a positive effect to diabetic patients on treat ment .Key wor ds:Exe r c ise;Gluc ose transporte r 4;I nsulin resistance;D iabetes CL Cn u m ber :G80417 Docu m en t code:A Ar ti c le I D :1008-2808(2009)04-0042-05 糖尿病是由于胰岛素作用缺陷,使周围组织不能有效的利用葡萄糖,进而使血糖升高的一种疾病。
运动对葡萄糖转运蛋白4介导的骨骼肌糖摄取调节机制的研究
进展
近年来，研究人员在运动对糖代谢的调节作用方面取得了许多重要进展。
其中，葡萄糖转运蛋白4（GLUT4）介导的骨骼肌糖摄取调节机制成为了一个研究的热点。
GLUT4作为一种糖转运蛋白，能够将葡萄糖从血液中转运到细胞内，从而参与调节血糖水平。
而骨骼肌是体内最主要的糖储存组织之一，可以在运动状态下增加GLUT4的表达，并促进糖的摄取和蓄积。
研究发现，运动可以通过多种途径来增加骨骼肌GLUT4的表达和活性。
首先，通过肌肉收缩和体温升高，体内的腾脱葡萄糖激酶（AMPK）和钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶（CaMK）等信号分子被激活，最终促进GLUT4的运输到细胞膜。
其次，运动也可以通过肌肉中的受体激活诱导剂（RAGE）等信号通路，促进GLUT4的表达和活性。
最后，运动也可以通过调节线粒体功能和促进脂肪酸氧化等代谢途径，间接促进GLUT4的表达。
虽然运动通过上述途径可以增加GLUT4的表达和活性，但具体机制还需要更深入的研究。
例如，目前针对RAGE信号通路的研究还比较有限，需要进一步探究该通路的作用机制，以及与其他信号通路的关系。
总之，GLUT4介导的骨骼肌糖摄取调节机制在运动代谢调节中发挥了重要作用。
运动能够通过多种途径来增加GLUT4的
表达和活性，从而促进糖的转运和蓄积，维持身体能量平衡。
未来的研究还需要进一步深入探究这些途径的作用机制和相互关系。
长期中等强度运动应用于小鼠骨骼肌HIF—Iα mRNA的表达与葡萄糖转运研究课题项目：西藏民族大学青年学人培育计划资助项目（编号：16MYQP02）阶段性成果。
目的：探讨长期中等强度运动应用在小鼠中对骨骼肌HIF-Iα mRNA的表达与葡萄糖转运的效果。
方法：选择试验小鼠20只分为两组，命为观察组与对照组，每组10只，其中对照组不予以运动干预，观察组采取长期中等强度运动干预，两组试验小鼠观察12周后测定骨骼肌HIF-Iα mRNA的表达与葡萄糖转运情况，实施组间统计学分析。
结果：观察组试验小鼠HIF-Iα mRNA、VEGF-A mRNA、GLUT-1mRNA、GLUT-4mRNA均高于对照组试验小鼠（P＜0.05）。
结论：长期中等强度运动对小鼠骨骼肌有影响，可增加VEGF-A mRNA表达，同时提高GLUT-1mRNA、GLUT-4mRNA表达，分析原因可能和HIF-Iα mRNA表达升高有关，需加强重视。
标签：小鼠；骨骼肌；HIF-Iα mRNA；葡萄糖转运；长期中等强度运动糖尿病属于全球公共卫生健康问题，世界卫生组织指出全球糖尿病患者接近2亿，预计2030年可达到3.5亿之多。
越来越多的研究证实糖尿病与生活方式、机体衰老及遗传等有关，而不良生活方式属于主要外因[1]。
运动与饮食控制可作为糖尿病防治的长期措施，在流行病学研究与运动干预中看出，长期规律运动和糖尿病发生呈负相关。
同时，骨骼肌属于人体运动状态时利用葡萄糖最为主要的器官，长期运动会导致骨骼肌适应性生理反应，使得骨骼肌葡萄糖转运蛋白4与线粒体酶含量升高，更好地利用葡萄糖。
为了探讨长期中等强度运动应用在小鼠中对骨骼肌HIF-Iα mRNA的表达与葡萄糖转运的效果，本文就20只试验小鼠进行了研究，报道如下。
1 材料与方法1.1 试剂与仪器。
96孔光学反应板、光学膜、实时荧光定量PCR仪、RNA Stat-60TM reagent Tel-Test、RT-PCR kit、ZH-PT小鼠跑台等。
运动介导的GLUT4转位和骨骼肌葡萄糖摄取葡萄糖是肌肉收缩重要的原材料，运动时肌肉葡萄糖摄取的限速步骤是葡萄糖的运输。
肌肉收缩后葡萄糖转运子4（GLUT4）从细胞内贮存器转位到细胞膜，葡萄糖被GLUT4携带通过被动转运进入骨骼肌细胞。
细胞膜GLUT4的量增加在是葡萄糖运输的限速步骤。
本文从收缩介导的GLUT4转运的分子信号机制进行总结，探讨运动介导的GLUT4转位及骨骼肌葡萄糖摄取的机制。
标签：运动GLUT4转位；骨骼肌葡萄糖是肌肉收缩重要的原材料，肌肉收缩后葡萄糖转运子4（GLUT4）从细胞内贮存器转位到细胞膜和T-小管，葡萄糖被GLUT4携带通过被动转运进入骨骼肌细胞。
目前对影响GLUT4转位的信号分子有以下7个。
1 Ca2+对肌肉葡萄糖摄取的激活Witczak等发现在小鼠骨骼肌过表达活性的CaMKKa增加AMPKaT172磷酸化和葡萄糖摄取[2]。
C-PKC亚基能够被钙离子和甘油二脂（DAG）激活，所以推测C-PKC能够在肌肉收缩时被激活。
肌肉特异性敲除PKCλ（lambda）而没有影响运动诱导的葡萄糖的摄取[3]。
钙离子通过引起肌肉收缩和SERCA泵的激活，引起对肌肉细胞代谢的压力以及AMPK的激活导致肌肉葡萄糖的摄取。
2 MAPK MAPK家族包括ERK1和ERK2，p38，JNK在肌肉收缩和运动时被激活[4]。
研究显示在大鼠肌肉，通过抑制上游激酶MEK抑制ERK活性并没有抑制收缩诱导的葡萄糖摄取[5]。
有研究显示JNK1 KO小鼠表现出减少的空腹血糖和胰岛素，尽管如此，没有导致小鼠肌肉收缩诱导的葡萄糖摄取[6]。
p38仍没有被认为是一个重要的调节收缩诱导的葡萄糖摄取的因子[7]。
3肌动蛋白细胞骨架肌动蛋白细胞骨架已经在许多细胞被证实参与细胞内运输和控制GLUT4转位的信号传导。
在大鼠肱骨内上踝肌肉里，actin被指出在肌纤维膜下形成网眼样结构[8]。
在L6肌管细胞和小鼠腓肠肌肉内，肌动蛋白细胞骨架的重新排列对胰岛素诱导GLUT4转位非常重要。
①Ｂ组与Ａ组比较，Ｐ＜０．０５；②Ｄ组与ｃ组比较，Ｐ＞０．０５；③Ｄ组与Ｃ组比较，Ｐ＜０．０５（Ａ组为糖尿病大鼠运动组；Ｂ组为糖尿病大鼠非运动组：Ｃ组为正常大鼠运动组：Ｄ组为正常大鼠非运动组）图１：运动前各组大鼠血糖比较（Ａ组为糖尿病大鼠运动组；Ｂ组为糖屎病大鼠非运动组；Ｃ组为正常大鼠运动组：Ｄ组为正常大鼠非运动组）图２：运动后各组大鼠糖耐量比较２．实验后各组体重、血胰岛素、甘油三脂、胆周醇的比较经１２周的游泳训练后。
ＯＬＥＴＦ运动组和ＯＬＥＴＦ非运动组比较。
血胰岛素浓度明显的降低（Ｐ＜Ｏ．０５）；而ＬＥＴＯ大鼠运动组与非运动组比较，血胰岛素浓度的差异无显著性（Ｐ＞Ｏ．０５）；ＯＬＥＴＦ运动组和ＯＩ正ＴＦ非运动组比较，甘油三脂浓度明显降低（Ｐ＜０．０５）；而ＬＥＴ０大鼠运动组与其非运动组比较，甘油三脂浓度的差异无显著性（Ｐ＞０．０５）；ＯＬＥＴＦ运动组和ＯＬＥＴＦ非运动组比较，胆固醇浓度明显降低（Ｐ＜Ｏ．ＯＳ）；而ＬＥＴＯ大鼠运动组与其非运动组比较，胆固醇浓度的差异无显著性（Ｐ＞Ｏ．０５）。
如表Ｉ－２所示．表卜２运动后各组体重、血胰岛素、甘油三脂、固醇的比较终末延伸７２＂Ｃ，２分钟２．５ＰＣＲ结果电泳检测与分析（１）制备１．０％琼脂糖凝胶：三角烧瓶中加入１９琼脂糖粉及ｌＯＯｍｌ１ＸＴＡＥ电泳缓冲液，置于微波炉内加热熔化后，冷却至约６０℃后灌制琼脂糖凝胶：（２）上样：取ＰＣＲ反应产物１０Ｉｌ１加入２ｌＩ１６×上样缓冲液，混匀后点入凝胶加样孔内：另取８１１１ＤＮ＾分子量标准同时上样：（３）８０Ｖ条件下电泳至溟酚蓝迁移出适当距离后停止电泳：将凝胶置于含０．５ｐｇ／ｍｌＥＢ的ＩＸＴＡＥ溶液中染色１５分钟，至ＤＮＡ条带在紫外灯下清晰可见。
对ＤＮＡ条带进行观察、拍照，并用Ｔｏｔａｌｌａｂ软件（２．Ｏｌ版本）检测：以ＩＯＤ值（积分光密度值，即凝胶中ＤＮＡ片段光密度强度与面积的乘积）代表ＤＮＡ片段的强度，以目的基因片段与内参照基因片段（Ｂ－ａｃｔｉｎ）的ＩＯＤ比值作为目的基因表达水平的参数。
国外运动中和运动后葡萄糖和糖原代谢调节机制的研究综述作者：徐意坤余洲来源：《中国学校体育》2014年第09期摘要：运用文献资料法，对运动中和运动后葡萄糖和糖原代谢调节机制的近50篇外文文献进行整理分析发现，随着运动强度的增加，碳水化合物（葡萄糖和肌糖原）也逐渐增加为重要的能量物质。
在低强度运动时，葡萄糖的净分解较少，强度增加，分解增加，变成主要的能源物质。
葡萄糖转运可能受到大量分子信号调节，包括钙、牵拉和能量应激信号通路等。
肌糖原的利用作为运动强度和持续时间一个功能性的能力。
肌糖原受到酶（糖原磷酸化酶）的活性和底物（葡萄糖和无机盐）浓度所控制。
在运动后的恢复时期，肌糖摄取表现出对胰岛素敏感性增加，并通过这一方式增加饭后骨骼肌葡萄糖的摄取，并重新储备运动中消耗的肌糖原（糖原超量补偿）。
涉及到运动后胰岛素敏感性增加的分子机制目前不完全清楚，可能涉及到运动后，一个GLUT4募集池—GLUT4重新分配。
关键词：运动；葡萄糖；糖原；糖原超量补偿；葡萄糖转运中图分类号：G804.2 文献标志码：A 文章编号：1004-7662（2014 ）09-0080-05Research Overview of Regulation Mechanism of Glucose and Glycogen Metabolism During and After Physical Exercise in Foreign CountryXU Yi-kun1， YU Zhou2（1.Department of Sports， Nanjing University of Information Science and Technology，Nanjing 210044， Jiangsu China；2.College of Basic Education for Commanding Officer， PLA University of Science and Technology， Nanjing 211101， Jiangsu China）Abstract：Adopting method of literature consultation， this thesis analyzes nearly 50 foreign literature about regulation mechanism of glucose and glycogen metabolism during and after physical exercise， and reveals that carbohydrate （glucose and intramuscular glycogen） gradually becomes important energy substance with rising of exercise intensity. While very little net glycogen breakdown is observed at low-intensity exercise. Glycogen-breakdown increases with rising of intensity， which becomes predominant energy substance. Glucose transportation is regulated by a plethora of molecular signal， including calcium， stretch and energy stress signaling. Intramuscular glycogen is utilized as a function of exercise intensity and duration and is controlled by activity of enzyme （glycogen phosphorylase） as well as concentration of substrates （glycogen and inorganic phosphate）. In the post-exercise recovery period， intramuscular glucose uptake displays an increased sensitivity to insulin， in this way increasing glucose uptake after a meal in muscle thathave performed exercise and therefore are in need of rebuilding their glycogen stores（glycogen super-compensation）. Whereas molecular mechanisms involved in post-exercise increased insulin sensitivity are not fully clear， they could involve repackaging of GLUT4 vesicles in post-exercise.Key words： physical exercise； glucose； glycogen； glycogen super-compensation；glucose transportation随着运动强度的增加，碳水化合物（葡糖糖和肌糖原）也逐渐增加为重要的能量物质[1]。
运动对骨骼肌线粒体影响的研究进展作者：于滢李云广张学林周文婷武俸羽王瑞元来源：《哈尔滨体育学院学报》2017年第04期摘要：本文通过文献资料法，对近年来运动对骨骼肌线粒体形态结构分布、能量代谢、动力学、凋亡、自噬及生物合成方面的影响进行综述。
结果发现运动后线粒体发生了再分布并且形态结构和能量代谢相关酶活性出现改变，动力学变化是线粒体对运动的早期适应反应。
运动可以影响线粒体自噬、凋亡和生物合成过程，有助于维持线粒体的质量。
通过研究，有助于深入认识运动对骨骼肌线粒体影响的分子机制。
关键词：骨骼肌；线粒体；运动随着研究技术的不断提高，运动对骨骼肌影响的研究层次也由宏观水平不断的深入到微观层面，对骨骼肌细胞的细胞器研究已成了热点。
骨骼肌是高能量需求组织，尤其是运动时，对能量的需求明显增多，对线粒体能量代谢要求提高。
线粒体是生物氧化和能量转换的主要场所，是细胞内通过氧化磷酸化合成三磷酸腺苷的主要场所，为生命活动提供能量，而对骨骼肌线粒体的研究已不仅限于能量代谢方面。
研究发现，线粒体除了参与到能量代谢过程外，还参与到钙离子浓度的调节、细胞凋亡、自噬等过程。
本文对骨骼肌线粒体在运动过程中的形态结构分布、能量代谢、动力学、凋亡、自噬及生物合成等方面内容进行综述，以期深入了解骨骼肌线粒体的重要功能。
1运动对骨骼肌线粒体分布及形态结构的影响骨骼肌细胞线粒体根据所在位置不同，一般可以分为两部分，一部分是紧贴骨骼肌细胞膜下的线粒体，这部分线粒体称为肌膜下线粒体，认为与动脉循环氧的提供有关，为肌膜完整以及离子和代谢产物跨膜转运提供能量。
第二部分线粒体是肌原纤维间的线粒体，分布在于肌原纤维的收缩成分之间，与肌肉收缩时能量的提供和转导有关。
随着研究手段的不断进步，渐渐发现线粒体是动态的细胞器，线粒体在细胞内彼此连接，呈现立体的管网状结构。
对骨骼肌线粒体分布的研究罕见报道。
研究发现，经过一次大负荷离心运动后，骨骼肌的线粒体分布出现不均匀现象，主要表现为线粒体在肌膜下积聚。
第33卷第12期北京体育大学学报Vol133No112 2010年12月Journal of Beijing Sport U niversity Dec12010运动与骨骼肌葡萄糖转运通路研究进展李雪梅,王正珍(北京体育大学,北京100084)摘要:经过近40年的研究,现在已经证实不论是规律的有氧运动、剧烈的单次运动或者长期的抗阻训练,以及有氧结合抗阻运动训练都可以缓解胰岛素抵抗症状、增强胰岛素敏感性、提高整个机体的血糖清除能力以及增加骨骼肌的葡萄糖转运能力。
在骨骼肌胰岛素信号转导通路涉及:胰岛素受体自动磷酸化、IRS-1/2酪氨酸残基的磷酸化、酪氨酸激酶激活以及磷脂酰肌醇3激酶的激活。
而运动诱导的骨骼肌葡萄糖转运能力提高涉及的机制尚未明确。
目前的研究主要集中在AM PK、CaM K、M A PKs、PKCs以及SI RT s等信号分子。
在此对近年来关于A M PK和CaM K在运动诱导骨骼肌葡萄糖转运中的作用的研究进展进行综述。
关键词:糖尿病;胰岛素抵抗;葡萄糖转运;运动;A M PK;CaM K中图分类号:G80417文献标识码:A文章编号:1007-3612(2010)12-0072-05Progress of the Research on the Relations between Sport and Glucose Transport in Skeletal MuscleLI Xue-mei,WANG Zheng-zhen(Beijing Sport U niversit y,Beijing100084,China)Abstract:O ver the past40years.research,it has been proved that the aerobic exercise tr aining,sing le bout of a-cute exercise and long-term resistant exercise training or aerobic exercise co nnected w ith resistant ex ercise trainingcould incr ease the insulin sensitivity and alleviate the symptoms of insulin r esistance1Insulin sig naling involves therapid phosphorylat ion of the insulin r eceptor,insulin receptor substr ate-1and-2on ty rosine residues and the activa-tio n of phosphatidylinositol3-kinase(PI3-kinase)1It seems that there may be a number of signaling proteins in-volved in the exercise sig naling mechani sm1Recently more and more studies have focused on identifying the func-tio ns of AM PK,CaM K,MA PKs,PKCs and SI RT s1T he objectiv e of t his article is to discuss the role of AM PKand CaM K as mediators of exercise-induced signaling events1Key words:diabetes;insulin resistance;g lucose transport;ex er cise;AM PK;CaM K通过将近40多年的研究,已经证实运动对缓解胰岛素抵抗具有积极作用。
不论是规律的有氧运动、剧烈的单次运动或者长期的抗阻训练,以及有氧运动结合抗阻运动训练都可以缓解胰岛素抵抗症状、增强胰岛素敏感性、提高整个机体的血糖清除能力以及增加骨骼肌的葡萄糖转运能力。
近年来,对运动缓解胰岛素抵抗的研究重心逐渐转移到对这些现象的机制探讨上。
关于运动诱导骨骼肌葡萄糖转运增加的研究也已经深入到分子水平。
在骨骼肌可以通过两种途径刺激葡萄糖转运:一是通过胰岛素激活[1];二是在收缩活动的刺激下[2]。
通过对动物模型和胰岛素抵抗的人群研究发现,单次剧烈运动即可增加大鼠骨骼肌细胞膜葡萄糖转运子的数量[3]。
运动可以引起胰岛素抵抗的啮齿动物其整个机体的糖耐量、血糖清除率、胰岛素刺激的骨骼肌葡萄糖转运、G LU T4转位和蛋白质表达以及胰岛素刺激的胰岛素受体酪氨酸磷酸化、胰岛素刺激的IRS-1酪氨酸磷酸化都增加。
而在胰岛素抵抗的人类运动使其整个机体的糖耐量、血糖清除率、胰岛素刺激的骨骼肌血糖转运、GLU T4转位和表达都增加[4]。
最近的研究还表明抗阻运动也能提高人体骨骼肌GL U T4在细胞膜表面的转位和骨骼肌葡萄糖转运率[5]。
骨骼肌收缩运动刺激葡萄糖转运并不依赖胰岛素,但其具体途径和机制目前还尚未阐明清除。
已经有越来越多的证据指出AM PK、CaM K参与此调节过程,本综述将重点阐述上述两种途径。
1骨骼肌葡萄糖转运、胰岛素信号转导通路与运动在大多数生理条件下,葡萄糖穿过细胞膜进入细胞内是骨骼肌利用葡萄糖的限速步骤。
胰岛素和骨骼肌收缩都可以刺激葡萄糖转运至骨骼肌细胞内,研究发现Ò型糖尿病患者其胰岛素刺激的葡萄糖转运受损而骨骼肌收缩刺激的葡萄糖转运并未受到影响[6]。
骨骼肌中葡萄糖转运子异构体主要为GL U T4,并且G LU T4从细胞内转位至细胞膜表面以及T 小管主要是通过胰岛素刺激和骨骼肌收缩刺激[7]。
收缩刺激在没有胰岛素存在的情况下也能引起GL UT4转位至细胞膜表面[7]。
还有一些研究证实在细胞内存在不同的储存投稿日期:2010-03-31基金项目:国家科技支撑计划(2006BAK33B04)。
作者简介:李雪梅,博士研究生,研究方向慢性疾病运动干预。
G LU T 4的/池0,一种接受胰岛素刺激;另一种接受骨骼肌收缩刺激[8]。
近年来大量的研究致力于解释运动刺激骨骼肌葡萄糖转运增加的信号转导机制上。
研究发现大鼠骨骼肌运动并不能增强胰岛素与其受体结合的能力[9]。
随后的研究显示,运动后胰岛素生物学效应的提高既不与基础酪氨酸激酶活性增强同步,也不与胰岛素刺激的酪氨酸激酶活性增强以及胰岛素受体自动磷酸化增强同步[10]。
T readway 和之后的Goodyear 等人研究发现运动或肌肉收缩对胰岛素受体酪氨酸残基磷酸化和I RS-1的酪氨酸残基磷酸化或PI3K 活性都没有影响[11]。
而实验证明通过药物阻滞剂渥蔓青霉素抑制PI3K 的活性后发现胰岛素刺激的GL U T 4转位和葡萄糖转运显著减少,因此证实PI3K 在此过程中发挥着必不可少的作用[12],而渥蔓青霉素并不抑制收缩刺激的葡萄糖转运[13]。
在Jonathan P 1对大鼠模型的研究中还发现渥蔓青霉素完全阻断了胰岛素对收缩刺激葡萄糖转运的协同作用,更明确的证实胰岛素刺激的葡萄糖转运是通过P I3K 依赖途径的[14]。
通过他的研究还发现收缩运动完全抑制了胰岛素刺激的IRS-1和2相关的PI3K 活性,而且收缩导致胰岛素受体和IRS -1的磷酸化中度降低以及PI 3K 的募集活性中度降低。
p70S6K 磷酸化也受到收缩运动的抑制,而胰岛素刺激的PKB 磷酸化没有受到收缩运动的影响。
综合以上研究,我们认为胰岛素刺激的血糖摄取和转运是PI 3K 依赖途径,而收缩刺激的血糖摄取与转运是非P I3K 依赖途径的。
然而Goody ear [15]等人研究的结果令人费解,他们发现骨骼肌收缩引起胰岛素刺激的酪氨酸磷酸化下降以及胰岛素反应序列1免疫沉淀PI3K 的活性下降。
另外还发现之前的运动在人体骨骼肌不能增强胰岛素诱导Akt 或糖原合酶激酶3活性改变的能力。
相反地,Zhou [16]等人发现运动提高了胰岛素刺激磷酸酪氨酸免疫沉淀PI3K 的活性,并且Howlett [17]还观察到胰岛素受体底物2相关的PI3K 活性在运动后增加。
这种矛盾现象的解释可能为运动与胰岛素协同提高血糖摄取和葡萄糖转运是通过IRS-2调节的途径,从而增加胰岛素刺激的磷酸酪氨酸相关的PI 3K 活性。
使得骨骼肌IRS-2对胰岛素反应磷酸化加速,与PI3K 的p85亚基结合,激活PI3K 。
还有通过对IRS -1缺陷小鼠的研究,进一步证实IRS-2可能作为胰岛素发挥作用的一条备选途径[18]。
而胰岛素刺激的A kt 活性在运动后提高也有研究中报道[19]。
而在Goodyear [20]等人的进一步研究中发现,运动可以模仿由胰岛素引起的信号转导通路的改变,包括M A PK 、Akt 和p70S6K 的激活增强及糖原合酶激活的抑制。
2 骨骼肌葡萄糖转运的AM PK 途径与运动2.1 AM PK 的构成 AM PK 是一个由A (63kD )、B (30kD)和C (37~63kD)亚基形成的异源三聚体。
A 为催化亚基,B 和C 为调节亚基。
3种亚基存在不同的亚型,如A 1和A 2、B 1和B 2、C 1、C 2和C 3。
在骨骼肌,A 2、B 2、C 1或C 3是AM PK 表达的主要异构体形式并且形成A M PK 异构体复合物的主要成分[21]。
此外,人类AM P K 的A 亚基自动抑制区结构模型的建立表明缬氨酸(V a1-298)和亮氨酸(Leu-328)可以通过疏水键相互作用,具有稳定整个自动抑制区结构的功能,对自动抑制区功能的发挥起到重要作用。
最近的研究为认为A 亚基同时与B 亚基和C 亚基相互结合,而B 亚基和C 亚基之间则并没有直接的相互连接[22]。
B 亚基有着公认的糖原结合区,而C 亚基参与结合A M P 并且该亚基突变会导致糖原代谢异常[23]。
2.2 AM PK 的激活途径 A M PK 系统是一种保守而敏感的能量感受器,在体内存在多种激活AM PK 的途径[24]:1)细胞内AM P/AT P 比例升高时;2)磷酸肌酸与肌酸比例下降时;3)钙调蛋白激酶激酶(CaM KK )也可以激活AM PK ,这种调节是由细胞内钙离子浓度的升高触发的,而且在这个过程中并没有出现A M P/AT P 比例的升高;4)AM PK 还可在多种代谢性应激状态下被激活,例如缺氧、缺血和细胞内高渗状态时。
2.3 AM PK 与骨骼肌葡萄糖转运 持续一个阶段的较大强度运动可诱导机体多种组织产生有益的适应性改变。
