宋衛(wèi)紅,鄒秋英
(湖南人文科技學(xué)院 體育科學(xué)系,湖南 婁底 417000)
骨骼肌是人體運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力器官,在神經(jīng)系統(tǒng)的支配下發(fā)生收縮活動(dòng)可以使機(jī)體產(chǎn)生各種運(yùn)動(dòng)。骨骼肌細(xì)胞核的變化直接影響著骨骼肌的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能。年齡、體育鍛煉、生產(chǎn)勞動(dòng)和日常生活中的肌肉工作等都會(huì)對(duì)骨骼肌的結(jié)構(gòu)與功能產(chǎn)生明顯的影響,一般而言隨著肌肉工作的數(shù)量和強(qiáng)度的增加而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)和功能的提高,但高強(qiáng)度或不習(xí)慣的運(yùn)動(dòng)可能會(huì)引起骨骼肌的損傷。運(yùn)動(dòng)過程中骨骼肌的損傷大致可分為急性損傷和慢性損傷,而運(yùn)動(dòng)性骨骼肌微損傷(Exercise-induced muscle micro-damage,EIMmD,)與人體的一般的肌肉損傷和炎癥反應(yīng)有著本質(zhì)的差異,運(yùn)動(dòng)性骨骼肌微損傷是指肌肉在大強(qiáng)度負(fù)荷后出現(xiàn)的一種正常的生理反應(yīng)。人體在劇烈的耐力和力量訓(xùn)練(以離心運(yùn)動(dòng)為主)中都可能發(fā)生運(yùn)動(dòng)性骨骼肌微損傷,主要表現(xiàn)為:肌肉酸痛、肌肉體積增大、關(guān)節(jié)活動(dòng)角度減小、肌肉力量減小等,其中最經(jīng)常的特征就是延遲性肌肉酸痛,通常在運(yùn)動(dòng)后8-24 小時(shí)出現(xiàn),24-48 小時(shí)達(dá)到頂點(diǎn),可延續(xù)7 天左右。出現(xiàn)這種現(xiàn)象時(shí)肌肉自身的工作能力下降,收縮能力減小,使運(yùn)動(dòng)員產(chǎn)生不適,但這種工作能力的下降是暫時(shí)的,當(dāng)機(jī)體功能恢復(fù)后,會(huì)產(chǎn)生適應(yīng)現(xiàn)象。對(duì)運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練過程中和恢復(fù)后運(yùn)動(dòng)性骨骼肌損傷作出及時(shí)有效的評(píng)價(jià)在訓(xùn)練和比賽中是非常重要的。
目前關(guān)于運(yùn)動(dòng)性骨骼肌微損傷的原因研究很多,生理生化方面有骨骼肌鈣超載學(xué)說,自由基損傷學(xué)說;組織損傷方面有機(jī)械損傷學(xué)說;能量代謝方面有肌細(xì)胞能量代謝紊亂;還有細(xì)胞骨架學(xué)說等;但眾說紛紜。而關(guān)于細(xì)胞學(xué)方面的研究很少,最近的證據(jù)表明[1-4]細(xì)胞凋亡在運(yùn)動(dòng)期間和之后的骨骼肌細(xì)胞損傷中具有重要作用。
細(xì)胞凋亡是細(xì)胞程序性死亡(Programmed Cell Death,PCD)的一種形態(tài)學(xué)上的概念,是細(xì)胞接受某種信號(hào)或受到某種因素刺激后,為了維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定而發(fā)生的一種主動(dòng)性消亡過程。它既出現(xiàn)在個(gè)體的正常發(fā)育過程中,也出現(xiàn)在非正常生理狀態(tài)或疾病中。科學(xué)家運(yùn)用電鏡形態(tài)學(xué)觀察、TUNEL、凝膠電泳DNA 斷片檢測(cè)、流式細(xì)胞技術(shù)等方法發(fā)現(xiàn),運(yùn)動(dòng)性心肌微損傷,運(yùn)動(dòng)性肝損傷、腎損傷,神經(jīng)組織損傷等發(fā)生過程中都有細(xì)胞凋亡的參與,而且細(xì)胞凋亡程度與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)量有關(guān)。目前關(guān)于運(yùn)動(dòng)性損傷和細(xì)胞凋亡的研究表明,一次運(yùn)動(dòng)會(huì)增加細(xì)胞凋亡,加重?fù)p傷,而長(zhǎng)時(shí)期的有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)可以預(yù)防損傷和凋亡的發(fā)生[5-6]。骨骼肌細(xì)胞凋亡存在于肌肉萎縮[1,7],慢性心肌疾病的骨骼肌中[8],骨骼肌失神經(jīng)[9-12],骨骼肌失重和退用[13],以及急性運(yùn)動(dòng)中[8-9]。在運(yùn)動(dòng)過程中和運(yùn)動(dòng)后,骨骼肌和心肌的自發(fā)性凋亡是短期或長(zhǎng)期的運(yùn)動(dòng)性骨骼肌損傷一個(gè)特殊致病原因[14]。那么運(yùn)動(dòng)性骨骼肌超微結(jié)構(gòu)的損傷與細(xì)胞凋亡的關(guān)系如何還有待更多的實(shí)驗(yàn)研究。
1.胞漿內(nèi)鈣紊亂引起細(xì)胞凋亡
近年來,在肌肉疾病和肌肉損傷模型的研究[15-16]表明,胞漿Ca2+的不可逆增加是導(dǎo)致肌肉損傷的原因之一。Duan 等[17]報(bào)道,大鼠下坡跑后骨骼肌胞漿鈣含量與肌細(xì)胞的損傷呈顯著相關(guān),在給大鼠喂食或腹腔注射鈣螯合劑EDTA 和EGTA 后,胞漿鈣含量明顯降低,同時(shí)肌細(xì)胞損傷減輕。Baracos[18]和陳英杰等[19]的研究也表明類似的結(jié)果。
在生理狀態(tài)下,胞漿內(nèi)鈣濃度約10-7mol/L,細(xì)胞外鈣濃度為10-3mol/L。細(xì)胞漿內(nèi)的鈣貯存系統(tǒng),如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體,鈣濃度為10-3mol/L 。正常時(shí)細(xì)胞通過一系列轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制可保持這種巨大的濃度梯度,以維持細(xì)胞內(nèi)低鈣狀態(tài),當(dāng)遇到相應(yīng)的刺激時(shí),細(xì)胞會(huì)通過多種途徑瞬間提高胞內(nèi)局部或全部的鈣離子濃度。胞漿內(nèi)Ca2+濃度大幅度增加引發(fā)細(xì)胞一系列生理、生化反應(yīng),如通過激活蛋白酶,如鈣蛋白酶、核支架蛋白酶、死亡相關(guān)蛋白激酶等、谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶凋亡相關(guān)基因以及核酶(包括內(nèi)切酶、拓?fù)洚悩?gòu)酶)等從而介導(dǎo)細(xì)胞凋亡[20,21]。凋亡可能是由鈣轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)把鈣離子帶入核中激活核酸內(nèi)切酶引起DNA 斷裂而引發(fā).所以鈣離子濃度升高是大多數(shù)細(xì)胞凋亡所必需的。在哺乳動(dòng)物細(xì)胞凋亡過程中,天冬氨酸特異性的半胱氨酸蛋白酶(Caspases)家族的激活起關(guān)鍵作用。Caspases 在正常細(xì)胞中以無活性的前體形式合成與儲(chǔ)存,凋亡信號(hào)可激活Caspase 級(jí)聯(lián)反應(yīng),從而導(dǎo)致細(xì)胞DNA 損傷和細(xì)胞凋亡[22]。在這個(gè)過程中,CasPase-3 的激活依賴于胞漿游離鈣的參與。運(yùn)動(dòng)過程中,由于運(yùn)動(dòng)刺激導(dǎo)致骨骼肌胞漿游離鈣離子的升高誘發(fā)骨骼肌細(xì)胞凋亡。
2.線粒體內(nèi)鈣濃度升高可引起細(xì)胞凋亡
近年發(fā)現(xiàn),線粒體不僅控制機(jī)體的能量代謝,維持細(xì)胞鈣穩(wěn)態(tài)、而且還在調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡或壞死等過程中起著決定性作用。在生理?xiàng)l件下線粒體對(duì)細(xì)胞鈣穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)不起主要作用,只是與一定量的Ca2+結(jié)合,以維持其氧化磷酸化過程,提供肌肉活動(dòng)所需能量。只有細(xì)胞功能異常,當(dāng)細(xì)胞內(nèi)游離鈣濃度急劇升高時(shí),線粒體才作為鈣貯存池聚集細(xì)胞內(nèi)多余的鈣。在線粒體代謝功能紊亂、凋亡、癌變以及缺血性細(xì)胞損傷過程中,往往伴隨著線粒體鈣濃度的改變。田野等人發(fā)現(xiàn)急性運(yùn)動(dòng)后線粒體Ca2+濃度升高,并一直持續(xù)到運(yùn)動(dòng)后48小時(shí),導(dǎo)致線粒體氧化功能下降,影響ATP 生成[23]。同時(shí)他們采用同位素示蹤方法,觀察雄性SD 大鼠跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)后即刻骨骼肌線粒體Ca2+攝取的動(dòng)力學(xué)變化。發(fā)現(xiàn)急性運(yùn)動(dòng)引起骨骼肌線粒體攝Ca2+能力明顯增加[24]。
線粒體轉(zhuǎn)運(yùn)鈣離子主要依賴于線粒體外膜上的電壓依賴性陰離子通道(VDAC)。VDAC 于1975 年首次被發(fā)現(xiàn),它是存在于線粒體外膜上的31kDa 膜蛋白,能在膜上形成親水性電壓門控通道。它通過與Ca2+、ATP、谷氨酸(Glu)、NADH以及不同蛋白質(zhì)相互作用,轉(zhuǎn)運(yùn)陰離子、陽(yáng)離子、ATP 以及其他代謝物進(jìn)出線粒體,調(diào)節(jié)著線粒體外膜的通透性,控制著線粒體的功能,在維持線粒體及細(xì)胞活性方面發(fā)揮重要功能[25]。它以兩種主要的方式調(diào)控線粒體介導(dǎo)的細(xì)胞死亡;一是作為線粒體通透性轉(zhuǎn)運(yùn)孔(permeability transition pore,PTP)主要組成成分調(diào)控細(xì)胞凋亡;另一是與Bcl-2家族蛋白相互作用調(diào)控細(xì)胞凋亡。還有研究發(fā)現(xiàn),Bax 和Bak 可直接與VDAC 結(jié)合,加速VDAC的開放;Bcl-2/Bcl-XL 與VDAC 連接后促使VDAC關(guān)閉,但Bik 和Bid 則不影響其活性。即抗凋亡因子關(guān)閉VDAC,而促凋亡因子開放VDAC[26]。運(yùn)動(dòng)致骨骼肌細(xì)胞中線粒體鈣轉(zhuǎn)運(yùn)能力增強(qiáng),線粒體中鈣濃度加強(qiáng),導(dǎo)致VDAC 的改變,從而可以影響線粒體膜電位,導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。也有人認(rèn)為鈣信號(hào)可能是通過線粒體鈣超載和鈣依賴的酶這兩種方式來控制凋亡[27]。
3.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣濃度降低可引起細(xì)胞凋亡
內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(SR)是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成,翻譯后修飾、折疊的主要場(chǎng)所,同時(shí)也是鈣儲(chǔ)備和鈣信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的主要場(chǎng)所,當(dāng)前認(rèn)為細(xì)胞內(nèi)的鈣穩(wěn)態(tài)主要是通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)來保持的。目前關(guān)于運(yùn)動(dòng)后內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的功能和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)鈣含量的研究結(jié)果主要有:陳萬(wàn)等[28]觀測(cè)研究下坡跑(離心)運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠骨骼肌肌漿網(wǎng)Ca2+-ATP 酶活性,Ca2+攝取與釋放在量與時(shí)程上的影響時(shí),得出結(jié)果無論是肌漿網(wǎng)Ca2+-ATP 酶活性還是Ca2+攝取與釋放在運(yùn)動(dòng)后即刻和運(yùn)動(dòng)后4h 都明顯下降,而且在24h 持續(xù)下降,得出結(jié)論一次低強(qiáng)度,長(zhǎng)時(shí)間下坡跑運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致肌漿網(wǎng)功能長(zhǎng)時(shí)間降低,運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期兩天尚未完全恢復(fù),亦可構(gòu)成離心運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的骨骼肌某些功能降低的基礎(chǔ)。魏源[29]也得出了同樣的結(jié)果。李潔[30]認(rèn)為大鼠長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)后,由于某些因素使SR Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)減少,使運(yùn)輸回SR 的Ca2+量減少,使肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白形成的橫橋分離速度減慢,影響肌肉的放松并造成細(xì)胞漿中游離Ca2+濃度增加,后者可通過激活蛋白水解酶和磷脂酶等造成肌纖維蛋白的降解,進(jìn)而引起肌肉收縮機(jī)能的下降,導(dǎo)致肌肉疲勞。但是有人發(fā)現(xiàn)大鼠骨骼肌細(xì)胞肌漿網(wǎng)膜在離心收縮后完整性發(fā)生改變,而肌漿網(wǎng)Ca2+-ATP 酶泵功能未發(fā)生改變[31]。也有人[32]認(rèn)為離心運(yùn)動(dòng)并不導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的損傷,因?yàn)殡x心收縮后肌肉電——機(jī)械延遲性增加,但舒張并不受影響,這可能是DOMS 消失的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
運(yùn)動(dòng)后肌漿網(wǎng)內(nèi)Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)能力下降,包括鈣釋放通道鈣釋放能力降低和鈣泵逆濃度梯度攝鈣能力都下降,由于離心運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致肌漿網(wǎng)釋放出大量的鈣,所以內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)的鈣未得到及時(shí)的補(bǔ)充而減少,從而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。Pan 等[33]用咖啡因和雷尼定使得內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)的Ca2+的排空會(huì)導(dǎo)致倉(cāng)鼠卵巢細(xì)胞的凋亡。
在運(yùn)動(dòng)性骨骼肌微損傷過程中發(fā)生的胞漿鈣離子升高,線粒體鈣超載還是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣排空都會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。
1.組織自由基升高可引起細(xì)胞凋亡
離心運(yùn)動(dòng)過程中,細(xì)胞功能受損,細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化反應(yīng)加強(qiáng),產(chǎn)生的代謝物丙二醛(MDA)是一種活潑的交聯(lián)劑,能夠進(jìn)入膜內(nèi)與膜蛋白及膜上的氨基交聯(lián)成Shiff 氏堿,使膜的流動(dòng)性降低,剛性增加,從而使膜的流動(dòng)性和通透性發(fā)生障礙,影響膜的正常功能。導(dǎo)致骨骼肌細(xì)胞的微損傷,許多實(shí)驗(yàn)[34-36]發(fā)現(xiàn)大鼠骨骼肌中MDA 值在力竭性離心運(yùn)動(dòng)后即刻顯著升高,一天后繼續(xù)上升,且顯著高于運(yùn)動(dòng)后即刻組。自由基如H2O2、OH 等活性氧能造成細(xì)胞凋亡。活性氧誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡可能通過下列途徑:一是調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)基因,如凋亡促進(jìn)基因(c-myc,p53,Bax,ICE 等)和凋亡抑制基因(bcl-2,bcl-xl 等)。二是活性氧本身可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。
2.線粒體自由基升高引起細(xì)胞凋亡
自由基不僅通過脂質(zhì)過氧化損傷細(xì)胞膜和內(nèi)膜系統(tǒng),造成細(xì)胞損傷和凋亡,同時(shí)使蛋白質(zhì)和酶分子失活,損傷線粒體DNA,調(diào)節(jié)凋亡相關(guān)基因的表達(dá)等誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。
熱休克蛋白(Heat Shock Proteins,HSPs)是生物受到環(huán)境中物理、化學(xué)、生物、精神等刺激時(shí)發(fā)生應(yīng)激反映而合成的蛋白質(zhì),又名為應(yīng)激蛋白(Stress Protein,SP),是一類高度保守的蛋白質(zhì),普遍存在于原核和真核生物中。HSP 主要參與一些重要的細(xì)胞生理活動(dòng),如蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、折疊和裝配,另外各種因素誘導(dǎo)HSP 合成后,可起到穩(wěn)定細(xì)胞結(jié)構(gòu)維護(hù)細(xì)胞正常生理功能,提高機(jī)體響應(yīng)的適應(yīng)能力。Khassaf 等人讓受試者作70%VO2max單腿踩自行車運(yùn)動(dòng)45min 后,分別在1d、2d、3d、6d作股外側(cè)肌活檢,HSP70 直到第6 天平均值才顯著增加。提示HSP 的表達(dá)在運(yùn)動(dòng)致骨骼肌損傷中扮演重要的角色[38。過量表達(dá)HSP70 能減少骨骼肌損傷和加速損傷后康復(fù)[39]。Paulsen 經(jīng)過實(shí)驗(yàn),成年健康男性股四頭肌完成300 個(gè)最大運(yùn)動(dòng)后不同恢復(fù)時(shí)段取肌外側(cè)肌進(jìn)行肌肉活檢,發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)后即刻,HSP27 很強(qiáng)的表達(dá),以后逐漸下降,而HSP70的表達(dá)在運(yùn)動(dòng)后24 小時(shí)開始,4 天后提高到原來的10 倍。提示熱休克蛋白70 在骨骼肌的康復(fù)和重建中起著重要作用[40]。
熱休克蛋白(Heat Shock Proteins,HSPs)包括HSP110、HSP90、HSP70、HSP60、HSP47、HSP30、HSP28、HSP10 及Ubiquitin(泛素)等。HSP 與細(xì)胞凋亡關(guān)系密切,尤其HSP70、HSP27 對(duì)熱休克、氧化應(yīng)激、電離輻射、FNF-α 等引起的細(xì)胞凋亡有保護(hù)作用,可抑制應(yīng)激激活蛋白激酶、抑制凋亡基因P53 和Bax 的表達(dá)、抑制凋亡信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的蛋白水解酶和抑制氧自由基生成以及對(duì)細(xì)胞線粒體功能的保護(hù)作用有關(guān)[41]。HSPs 一方面能預(yù)防骨骼肌微損傷,另一方面能抑制細(xì)胞凋亡,這是否意味著HSP 在細(xì)胞凋亡與骨骼肌微損傷之間的關(guān)系中扮演著一定角色呢?
另外,運(yùn)動(dòng)性骨骼肌微損傷機(jī)制中的能量代謝紊亂學(xué)說認(rèn)為肌肉收縮過程中,肌細(xì)胞內(nèi)能量物質(zhì)耗竭、代謝產(chǎn)物堆積等對(duì)肌纖維的功能及整個(gè)肌肉的工作能力均產(chǎn)生影響,也是運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致骨骼肌微損傷發(fā)生的一個(gè)重要原因,能源物質(zhì)的耗竭在細(xì)胞凋亡中也起著重要作用。還有延遲性肌肉酸痛的可能機(jī)制缺血再灌注也與細(xì)胞凋亡有著很大的聯(lián)系。
以往的研究不僅從損傷和凋亡的生理環(huán)境表明運(yùn)動(dòng)性骨骼肌微損傷和細(xì)胞凋亡具有很大的聯(lián)系,而且很多研究表明它們的時(shí)相性具有一致性。Sandri 等人通過對(duì)mdx 小鼠的研究發(fā)現(xiàn)[1],小鼠自發(fā)跑步兩天后骨骼肌細(xì)胞核凋亡率最高。黃穎峰等人[42]在研究恒定負(fù)荷耐力訓(xùn)練對(duì)大鼠骨骼肌細(xì)胞凋亡的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)第1,2 周周末運(yùn)動(dòng)后24h時(shí)恢復(fù)組骨骼肌細(xì)胞凋亡率均大于運(yùn)動(dòng)后宰殺組和運(yùn)動(dòng)后3h 宰殺組,提示運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的肌肉細(xì)胞凋亡有一定時(shí)相性和矛盾性,運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的細(xì)胞凋亡不是運(yùn)動(dòng)后即刻發(fā)生的,而是延遲性的。有人在研究不同運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度與骨骼肌細(xì)胞凋亡時(shí)序性研究時(shí)發(fā)現(xiàn)[43],在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練開始前3 d,腓腸肌細(xì)胞凋亡明顯升高,表明運(yùn)動(dòng)引起骨骼肌細(xì)胞凋亡主要發(fā)生運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練急性期,與骨骼肌運(yùn)動(dòng)損傷主要臨床癥狀表現(xiàn)出延遲性肌肉酸痛發(fā)生時(shí)相一致。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后大鼠骨骼肌細(xì)胞凋亡明顯增加,1 周后達(dá)到高峰,2 周、3 周后下降[44]。也有實(shí)驗(yàn)證明,外傷后挫裂傷周圍組織神經(jīng)元胞漿內(nèi)鈣離子濃度升高,導(dǎo)致鈣超載引起細(xì)胞凋亡,是導(dǎo)致顱腦外傷后顱內(nèi)壓增高及遲發(fā)型神經(jīng)元損傷的重要原因[45]。以上研究證明骨骼肌細(xì)胞凋亡具有一定的時(shí)序性,而且與骨骼肌微損傷發(fā)生的時(shí)間相似甚至相同。但也有相反的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,早期Podhorska-Okolow 等對(duì)運(yùn)動(dòng)后正常鼠的細(xì)胞凋亡情況進(jìn)行時(shí)相研究時(shí)發(fā)現(xiàn),鼠自發(fā)的在鼠輪中跑一晝(12h)后誘發(fā)骨骼肌損傷,運(yùn)動(dòng)后即刻,6h、96h 取樣進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)后即刻細(xì)胞凋亡比例較高,6h 后凋亡下降,而96h 后凋亡核不足1%[46]。
從多數(shù)研究來看,運(yùn)動(dòng)性骨骼肌微損傷與細(xì)胞凋亡的時(shí)相性呈現(xiàn)出一致性。但骨骼肌微損傷是由細(xì)胞凋亡引起的,還是骨骼肌微損傷中存在凋亡現(xiàn)象呢,孰因孰果都值得研究者去研究。
(1)從運(yùn)動(dòng)性骨骼肌微損傷的發(fā)生機(jī)制來看,細(xì)胞凋亡可能是運(yùn)動(dòng)性骨骼肌微損傷的一個(gè)重要因素。
(2)從運(yùn)動(dòng)性骨骼肌微損傷和細(xì)胞凋亡的生理環(huán)境來看,運(yùn)動(dòng)性骨骼肌微損傷的生理生化環(huán)境會(huì)導(dǎo)致骨骼肌細(xì)胞凋亡,骨骼肌微損傷和細(xì)胞凋亡存在一定的聯(lián)系。但是細(xì)胞凋亡在運(yùn)動(dòng)性骨骼肌微損傷中到底扮演一個(gè)什么角色,是消除受損肌肉,還是導(dǎo)致肌核的減少引起骨骼肌損傷呢,需要更多的研究者去探索。
(3)很多實(shí)驗(yàn)證明,在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后,運(yùn)動(dòng)性骨骼肌微損傷和細(xì)胞凋亡存在相同的時(shí)相性,在運(yùn)動(dòng)性骨骼肌損傷中出現(xiàn)了細(xì)胞凋亡還是細(xì)胞凋亡誘發(fā)了運(yùn)動(dòng)性骨骼肌損傷呢,還需要更多的實(shí)驗(yàn)去證明。運(yùn)動(dòng)性骨骼肌微損傷到底是肌肉增長(zhǎng)過程中一個(gè)良性的過程,還是運(yùn)動(dòng)過程產(chǎn)生的一種不利影響呢,這些都沒有定論。如何誘導(dǎo)、預(yù)防和治療運(yùn)動(dòng)性骨骼肌微損傷都有待更多的實(shí)驗(yàn)去探索。
[1]SANDRI M,CARRARO U,PODHORSKA-OKOLOV M,et al.Apoptosis,DNA damage and ubiquitin expression in normal and mdx fibers after exercise[J].FEBS Lett,1995,373(3):291-295.
[2]SANDRI M,PODHORSKA-OKOLOW M,GDROMEL V,et al.Exercise induces myonuclear ubiquitination and apoptosis in dystrophin-deficient muscle of mice[J].J Neuropathol Exp Neurol,1997,56(1):45-57.
[3]HEATHER KS,MAXWELL L,JULIE A,et al.Nuclear DNA frag mentation and morphological alterations in adult rabbit skeletal muscle after short- term immobilization[J].Cell Tissue Res,2000,302(10):235-241.
[4]FRIDEN J,LIBER RL.Segmental muscle fiber lesion after repetitive eccentric contractions[J].Cell Tissue Res,1998,293(1):165 –171.
[5]SIU PM,BRYNER RW,MARTYN JK,et al.Apoptotic adaptations from exercise training in skeletal and cardiac muscles[J].THE FASEB Jouranal,2004,18(10):1150-52.
[6]MARUHASHI Y,KITAOKA K,NAKAMURA R et al.ROS Scavenging Activity and Muscle Damage Prevention in Eccentric Exercise in Rats[J].Journal of physiological sciences,2007,57(4):211-216.
[7]ADAMS V,JIANG H,YU J,et al.Apoptosis in skeletal myocytes of patients with chronic heart failure is associated with exercise intolerance[J].J Am Coll Cardiol.1999,33(4):959-965.
[8]BORISOV AB,CARLSON BM.Cell death in denervated skeletal muscle is distinct from classical apoptosis[J].Anat Rec.2000,258(3):305-18.
[9]胡韶楠,顧玉東,徐建光,等.臂叢神經(jīng)損傷后不同部位失神經(jīng)骨骼肌萎縮后細(xì)胞凋亡的研究[J].中華手外科雜志,2000,6(4):194-197.
[10]TEWS DS,GOEBEL H,SCHNEIDER I,et al.DNA-fragmentation and expression of apoptosis related proteins in experimentally denervated and reinnervated rat facial muscle[J].Neuropathol Appl Neurobiol,1997,23(2):141-149.
[10]田濤,吳明暉,金惠銘,等.大鼠臂叢神經(jīng)損傷后骨骼肌萎縮時(shí)肌細(xì)胞凋亡的研究[J].中華醫(yī)學(xué)雜志,2000,80(5):530-533.
[11]ALLEN DL,LINDERMAN JK,ROY RR,et al.Apoptosis:a mechanism contributing to remodeling of skeletal muscle in response to hind-limb unweighting[J].Am J Physiol.1997,27(3):579-587.
[12]CARRARO U,F(xiàn)RANCESCHI C.Apoptosis of skeletal and cardiac muscles and physical exercise[J].Aging(Milano).1997,9(1-2):19-34.
[13]程麗彩,何玉秀.長(zhǎng)期耐力運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠肝細(xì)胞自由基代謝、線粒體膜電位及細(xì)胞凋亡的影響[J].中國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志,2008(4):486-493.
[14]ARMSTRONG RB.Initial Events in Exercise Induced Musclar Injury[J].Med Sci Sports Exer,1990,22(4):429 –435.
[15]MURPHY JG,MARSH JD,SMITH TW.The Role of Calcium in Ischemic Myocardial Injury[J].Circulation,1987,75(5):15 –24.
[16]CARPENTER S,KARPATI G.Segmental Necrosis and its Demarcation in Experimental Micropuncture Injury of Skeletal Muscle Fibers[J].J.Neurol and Exper Neurol,1989,48:154 –170.
[17]DUAN C,DELP MD,HAYES DA,et al.Rat skeletal muscle mitochondrial[Ca2+]and injury from downhill walking[J].J.App Physiol 2000,68,1241-1251.
[18]BARACOS V.Influence of Calcium and Divalent Cations on Protein Turnover in Rat Skeletal Muscle[J].Am J Physiol,1986,250(6):E702-E710.
[19]陳英杰,郭慶芳.鈣過負(fù)荷與運(yùn)動(dòng)延遲性肌肉損傷[J].中國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志,1992,11 (3):133 –141.
[20]鄭倩,駱去鵬.鈣穩(wěn)態(tài)紊亂和細(xì)胞凋亡[J].川北醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào).2001,16(4):142-144.
[21]LAUGWITZ KL,MORETTI A,WEIG HJ,et al.Blocking Caspase2 activated apoptosis improves contractility in failing myocardium[J].Hum Gene Ther,2001,12(17):2051-2063.
[22]周舟,王小華,朱光旭,等.缺氧誘導(dǎo)心肌細(xì)胞凋亡與Caspase-3 激活及細(xì)胞內(nèi)鈣超載的關(guān)系[J].中國(guó)應(yīng)用生理學(xué)雜志.2005,21(1):10-16.
[23]田野,王義潤(rùn),楊錫讓,等.運(yùn)動(dòng)性骨骼肌結(jié)構(gòu)、機(jī)能變化的機(jī)制研究.II.力竭運(yùn)動(dòng)對(duì)線粒體鈣代謝水平的影響[J].中國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志,1993,12(1):31-33。
[24]田野,李明華,張孫曦.急性運(yùn)動(dòng)后大鼠骨骼肌線粒體Ca2+攝取的動(dòng)力學(xué)觀察[J].中國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志,2001,20(2):132-133.
[25]湯新慧,高靜,徐強(qiáng).線粒體電壓依賴性陰離子通道及其調(diào)控功能[J].細(xì)胞生物學(xué)雜志,2005,27(2):113-116.
[26]郭靜,薄詠梅,張東才.鈣離子信號(hào)與細(xì)胞凋亡[J].生物物理學(xué)報(bào).2005,21(1):1-18.
[27]VERKHRATSKY A,TOEXCU EC.Endoplasmic reticulum Ca2+ homeostasis and neuronal death[J].J Cell Mol Med,2003,7(4):351-361.
[28]CHEN W,RUELL PA,Thompson MW.Effect of downhill exercise on sarcoplasmic reticulum function in rat skeletal muscle[J].Chinese Journal of Rehabilitation Medicine,2007,22(12):1070-74.
[29]魏源,唐暉.力竭運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠骨骼肌肌漿網(wǎng)鈣轉(zhuǎn)運(yùn)的影響[J].湘潭師范學(xué)院學(xué)報(bào),2001,23(4):38-40.
[30]李潔.耐力性運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠骨骼肌肌漿網(wǎng)功能的影響[J].中國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志,1997,16(4):259-263.
[31]YASUDA T,SAKAMOTO K,NOSAKA K,et al.Loss of sarcoplasmic reticulum membrane integrity after eccentric contractions [J].Acta Physiol Scand,1997,161(4):581-582.
[32]BROWN TE,CHIRILA AM,SCHRANK BR,et al.Muscle fatigue:the cellular aspects[J].Am J Sports Med,1996,24(6):S9-13.
[33]PAN Z,DAMRON D,NIEMINEN AL,et al.Depletion of intracellular Ca2+ by caffeine and ryanodine induces apoptosis of chinese hamster ovary cells transfected with ryanodine receptor[J].J Biol Chem,2000,275(26):10078-10084.
[34]DAVIES KJ,QUINTANILHA AT,BROOKS GA,et al.Free radicaland tissue damage produced by exercise[J].J.Biochem.Biochem Biophys Res Commun,1982,107(4):1198-1205.
[35]田野.運(yùn)動(dòng)性骨骼肌疲勞機(jī)理研究[M].北京:北京體育大學(xué)出版社,1998:21-25.
[36]袁建琴,徐勇,等.低氧、離心力竭運(yùn)動(dòng)對(duì)骨骼肌自由基代謝的影響[J].武漢體育學(xué)院學(xué)報(bào),2005,39(5):40-43.
[37]田野,王義潤(rùn),楊錫讓.運(yùn)動(dòng)性骨骼肌結(jié)構(gòu)、機(jī)能變化的機(jī)制研究—Ⅲ、力竭運(yùn)動(dòng)對(duì)脂質(zhì)過氧化和ATP 代謝的影響[J].中國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志,1994,13(2):109-110.
[38]PAROO Z,TIIDUS PM,NOBLE EG.The repeated bout effect and heat shock proteins:intramuscular HSP27 and HSP70 expression following two bouts of eccentric exercise in humans[J].Acta Physiol Scand.2002,174(1):47-56.
[39]BROOME CS,KAYANI AC,PALOMERO J,et al.Effect of lifelong over expression of HSP70 in skeletal muscle on age-related oxidative stress and adaptation after non damaging contractile activity[J].FASEB J,20(9):1549-51.
[40]PAULSEN G,VISSING K,KALHOVDE JM,et al.Maximal eccentric exercise induces a rapid accumulation of small heat shock proteins on myofibrils and a delayed HSP70 response in humans[J].Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol,2007,293(2):844-53.
[41]PAROO Z,NOBLE EG,Noble E.strogen Attenuates Post-Exercise Hsp70 Expression in Skeletal Muscle[J].Am J Physiol,2001,10:1153.
[42]黃穎峰,徐曉陽(yáng).恒定負(fù)荷耐力訓(xùn)練對(duì)大鼠骨骼肌細(xì)胞凋亡的影響實(shí)驗(yàn)[J].體育科學(xué),2005,25(3):58-61.
[43]蔡保塔,余斌.不同運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度與骨骼肌細(xì)胞凋亡時(shí)序性實(shí)驗(yàn)研究[J].南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2006:26(7):1017-1019.
[44]鄭師陵,葉賢坤.不同運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練量與骨骼肌細(xì)胞凋亡的實(shí)驗(yàn)研究[J].中國(guó)實(shí)驗(yàn)診斷學(xué).2001,5(6):310-311.
[45]王曉東.神經(jīng)元胞漿內(nèi)鈣離子濃度變化和細(xì)胞凋亡相關(guān)性的研究[D].濟(jì)南:山東大學(xué),2006.
[46]PODHORSKA-OKOLOW M,SANDRI M,ZAMPIERI S,et al.Apoptosis of myofibres and satellite cells:exerciseinduced damage in skeletal muscle of the mouse[J].Neuropathology and Applied Neurobiology,1998,24(6):518-531.
湖南人文科技學(xué)院學(xué)報(bào)2013年2期