本文關(guān)鍵詞：NOS在骨骼肌萎縮中的作用

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【摘要】：隨著科技的進(jìn)步,我國的航天事業(yè)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,在太空中工作及太空行走的時(shí)間必然越來越長。然而,太空微重力環(huán)境會(huì)造成航天員肌肉萎縮,導(dǎo)致肌纖維結(jié)構(gòu)及功能異常,不僅影響航天員的飛行時(shí)間和工作效率,而且還會(huì)影響航天員返回地面后的活動(dòng)能力。盡管大量研究揭示了失重性肌萎縮的形成機(jī)制,但仍未發(fā)現(xiàn)有效的對(duì)抗措施。因此,探討失重性肌萎縮形成的分子機(jī)制仍然是該領(lǐng)域的熱門課題。 一氧化氮(NO)是一種多功能分子,參與人體的許多生理過程。人體NO的主要來源是骨骼肌,NO可以調(diào)節(jié)骨骼肌的收縮功能,可能在肌肉萎縮中起著重要的調(diào)節(jié)作用。一氧化氮合酶(NOS)是催化NO合成的關(guān)鍵酶,由于人體內(nèi)NO的半衰期很短且作用范圍較小,因此,NO的功能不僅依賴于NOS表達(dá)與活性,還與NOS在細(xì)胞內(nèi)的定位密切相關(guān)。我們認(rèn)為NOS/NO參與肌肉的蛋白代謝過程,通過調(diào)節(jié)肌肉中NOS/NO的表達(dá)及活性可能影響去負(fù)荷所致的肌肉萎縮。研究NOS/NO變化與骨骼肌萎縮的關(guān)系,對(duì)于尋找失重性肌萎縮的有效對(duì)抗措施有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本研究通過整體和離體骨骼肌實(shí)驗(yàn),觀察不同條件下萎縮肌肉的形態(tài)變化,以及不同去負(fù)荷條件下的骨骼肌肌纖維損傷狀況。利用Western Blot及Casein Zymography等檢測(cè)技術(shù),探討不同刺激條件下比目魚肌nNOS、calpain1、2與calpastatin及L-Ca~(2+)通道的表達(dá),及不同條件下比目魚肌calpain1、2的活性變化規(guī)律。并對(duì)比目魚肌細(xì)胞內(nèi)[Ca~(2+)]i(單纖維)變化及肌質(zhì)網(wǎng)鈣釋放通道的功能進(jìn)行了研究。本研究主要結(jié)果如下: 1.拉伸負(fù)荷抑制去負(fù)荷所致的骨骼肌肌纖維nNOS表達(dá)及活性的降低。尾部懸吊模擬失重大鼠比目魚肌由于去負(fù)荷發(fā)生明顯萎縮,其nNOS表達(dá)及活性均顯著降低,在去負(fù)荷過程中給予比目魚肌拉伸負(fù)荷后,nNOS表達(dá)及活性的降低趨勢(shì)被抑制。 2.拉伸負(fù)荷抑制去負(fù)荷所致的骨骼肌肌纖維calpain表達(dá)及活性的增加,進(jìn)而抑制desmin等骨架蛋白降解的增加。去負(fù)荷后大鼠比目魚肌肌纖維中calpain的表達(dá)及活性均顯著增加,而其作用底物desmin等的非生理性降解隨之增加;給予模擬失重大鼠比目魚肌拉伸負(fù)荷后,去負(fù)荷后calpain表達(dá)及活性的增加明顯被抑制,同時(shí),desmin降解的增加也被有效抑制。 3.模擬失重及拉伸負(fù)荷對(duì)肌纖維內(nèi)Ca~(2+)濃度的影響。通過激光掃描共聚焦顯微鏡觀察肌纖維內(nèi)Ca~(2+)濃度發(fā)現(xiàn):去負(fù)荷導(dǎo)致的萎縮比目魚肌肌纖維內(nèi)Ca~(2+)濃度明顯高于對(duì)照組,且加入caffeine后Ca~(2+)瞬變峰值顯著高于對(duì)照組;去負(fù)荷加拉伸組肌纖維內(nèi)Ca~(2+)濃度低于單純?nèi)ヘ?fù)荷組,提示拉伸負(fù)荷可以抑制去負(fù)荷導(dǎo)致的肌纖維內(nèi)Ca~(2+)濃度的升高,同時(shí)抑制了去負(fù)荷肌肉對(duì)caffeine敏感性的增加。 4.模擬失重及拉伸負(fù)荷對(duì)肌纖維雷諾啶受體穩(wěn)定性及開放機(jī)率的影響。鈣火花是肌質(zhì)網(wǎng)的局部鈣釋放事件,由單個(gè)鈣釋放通道開放形成。鈣火花的特征可以反映肌質(zhì)網(wǎng)雷諾啶鈣釋放通道的穩(wěn)定性及開放機(jī)率。通過激光掃描共聚焦顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)模擬失重所致的去負(fù)荷使肌纖維鈣火花的數(shù)量及頻率均增加,同時(shí)給予拉伸處理則阻止了上述增加。 5.拉伸保存去負(fù)荷所致萎縮比目魚肌Z線形態(tài)。去負(fù)荷可導(dǎo)致比目魚肌萎縮,同時(shí)造成肌肉超微結(jié)構(gòu)尤其是Z線的破壞;適當(dāng)拉伸比目魚肌可部分阻止去負(fù)荷導(dǎo)致的肌肉萎縮,保存肌肉的正常超微結(jié)構(gòu),并能防止Z線結(jié)構(gòu)的損傷性改變。 綜上所述,大鼠比目魚肌在去負(fù)荷后出現(xiàn)一系列改變,包括nNOS表達(dá)及活性的降低、calpain表達(dá)及活性的增加、肌纖維內(nèi)Ca~(2+)濃度的增加以及肌纖維超微結(jié)構(gòu)的退行性變,而在去負(fù)荷的同時(shí)給予拉伸處理則有效抑制了上述各種變化。提示拉伸負(fù)荷可能通過增加nNOS的表達(dá)及活性,進(jìn)而減少肌纖維內(nèi)Ca~(2+)濃度,降低calpain活性,抑制去負(fù)荷導(dǎo)致的骨骼肌萎縮與超微結(jié)構(gòu)特別是Z線的變化。
【學(xué)位授予單位】：第四軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：R85

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 馮漢忠,余志斌,謝滿江,孫標(biāo),宋華,張立藩;尾懸吊大鼠比目魚肌肌鈣蛋白I異構(gòu)體的轉(zhuǎn)化與睪丸萎縮[J];航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程;2001年03期

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3 許云霞;;Rgk p運(yùn)動(dòng)與骨骼肌一氧化氮[J];當(dāng)代醫(yī)學(xué)(學(xué)術(shù)版);2008年13期

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本文編號(hào)：1286732