（运动人体科学专业论文）耐力训练对不同性别sd大鼠mapk和抗氧化能力的影响.pdf

捅要 运动引起氧化应激，而性别不同对氧化应激的反应不同。而氧化应激出现 的性别差异很可能与雌激素有关，雌激素与信号系统又能联合作用。本文将对运 动，氧化应激，雌激素与m a p k 信号系统的关系做深入的研究。 实验选用，健康纯系雄性和雌性s d 大鼠( 六周龄) 各2 0 只，体重1 7 7 2 5 + 3 3 9 ， 其中雌性大鼠体重1 7 7 5 3 0 舀，雄性大鼠体重1 7 7 0 3 7 吕。将选出的大鼠随机 分为3 组，安静组( f e m a l e = 6 ，m a l e = 6 ) 耐力训练组( f e m a l e = 6 ，m a l e = 6 ) ， 急性运动组( f e m a l e = 6 m a l e = 6 ) 。耐力组进行六周的中等强度耐力训练，急性 组在六周耐力训练后，最后一次训练进行急性运动。取左腿腓肠肌，透射电镜观 察线粒体羟胺法测定s o d 酶活性，硫代巴比妥法测m d a 含量放免法测血 清雌二醇含量，r t - p c r 测e r k l 2 m r n a 。 实验结果如下： ( 1 )六周训练后，雌性组，安静组，耐力组和急性组之问体重没有显著 性差异：雄性组，训练后大鼠体重( 包括耐力组与急性蛆) 与安静 组之间有显著性差异，而且都比安静组大鼠体重轻。 ( 2 )六周训练后，与安静组相比，腓肠肌线粒体，雄性大鼠破坏严重， 雌性大鼠破坏不明显。耐力训练后，s o d 酶活性，雌性组升高4 7 ( p 0 0 5 ) 雄性组降低2 6 ( p 0 0 5 ) ，雌性组比雄性组高5 2 ( p 0 0 5 ) 。m d a 含量，雌性组升高4 6 ( p - 0 0 5 ) ，雄性组升高3 5 ( p 0 0 5 ) ，雄性组比雌性组高4 5 ( p 0 0 5 ) 。e r k l 2 表达， 雌性组上升1 6 6 ( p 0 0 5 ) 。 雌性比雄性高8 4 ( p 0 0 5 ) 。雌二醇含量，雄性组升高6 1 ( p 0 0 5 ) ，雌性组没有显著性变化。 结论： ( 1 ) 耐力训练( 中等强度运动) 对雌性大鼠没有降体重作用，对雄性大鼠具有 降体重的作用。对于运动减肥，在今后的训练中我们应注意运动的强度以 及性别差异，对于不同的人群制定不同的运动方案。 ( 2 ) 耐力训练后，雄性大鼠的骨骼肌线粒体破坏严重，雌性大鼠骨骼肌损伤铰 小。从形态学观察，雌性大鼠的抗氧化能力强于雄性大鼠。耐力训练后， 骨骼肌s o d 含量雌性大鼠升高，雄性大鼠没有显著性变化；m o d 含量雄 性大鼠高于雌性大鼠。从生化角度观察，雌性大鼠的抗氧化能力强于雄性 大鼠。这也为解释女性平均寿命长于男性，提供了生理学依据。 ( 3 ) 耐力运动后，雌性大鼠的雌二醇含量升高。氧化应激的性别差异与雌二醇 l 有关。 ( 4 ) 耐力训练后，雌性大鼠e r k i 2 表达升高，雄性大鼠e r k l 2 表达降低。雌 二醇作为天然的抗氧化荆，与m a p k s 联合作用，实现雌二醇的抗氧化功 能。 ( 5 ) 中等强度的运动产生的自由基可激活e r k i 2 ，并且产生的自由基是对运动 的适应性调节，通过补充抗氧化剂柬提高运动能力的方案，应根据运动强度和 需要重新考虑和制定。 关键词：e r k i 2 ，耐力训练。氧化应激，s o d 酶m d a a b s t r a c t t h ee x e r c i s ec 姐c a u s e st oo x i d i z es t r e s s b u tt h es e xd i s s i m i l a r i t yt oo x i d i z et h e r e a c t i o nd i s s i m i l a r i t yt h a ts h o u l da r o u s e b u tt h eo x i d a t i v es t r e s so fs e xd i f f e r e n c et h a t s h o u l dh a v es o m e t h i n gt od ow i t he s t r o g e n ，t h ee s t r o g e na n dt h es i g n a ls y s t e m su n i t e t h ef u n c t i o n 1 1 l i sa r t i c l ew i l lt os t u d yt h er e l a t i o n s h i pa m o n ge x e r c i s e o x i d a t i v e s t r e s s ，e s t r o g e na n dm a p k 4 0 p u r e b r e d ( m a l e = 2 0 ，f e m a l e = 2 0 ) s p a r g u e - d a w l e yr a t s ( s i xw e e k - a g e s ) a r e r a n d o m l y d i v i d e di n t ot h r e eg r o u p s ：c o n t r o lg r o u p ( f e m a l e = 6 ，m a l e = 6 ) ，e n d u r a n c e t r a i n i n gg r o u p ( f e m a l e = 6 ，m a l e = 6 ) ，t h ea c u t et r a i n i n gg r o u p ( f e m a l e = 6 ，m a l e = 6 ) c a r r yo ns i xw e e k so fm o d e r a t ee n d u r a n c et r a i n i n g , t h ea c u t et r a i n i n gg r o u ph a v e m o s tt oc a r r yo nt h ea c u t et r a i n i n go n c ea f t e rs i xw e e k se n d u r a n c et r a i n i n g , t a k et h e l e f t l e gg a s t r o e n e m i u s t r a n s m i s s i o ne l e c t r i cm i r r o ro b s e r v ec e l lm i t o c h o n d f i a , h y d r o x y l a m i d o g e nm e t h o dt om e a s u r es o de n z y m ea c t i v i t y ，e b a r b i t o n em e t h o dt o m e a s u r et h ec o n t e n to fm d a ，r a d i o i m m u n i t ym e t h o dt om e a s u r ee s t r a d i o lo fb l o o d s e r u m ，t h er t - p c rm e a s u r e st h ee r k i 2m r n a s e x p e r i m e n tt h er e s u l ti sa sf o l l o w s ： ( 1 ) a f t e rs i xw e e k st r a i n i n g ，t h ef e m a l eg r o u p ，t h ep e a c e f u lg r o u p ，e n d u r a n c et r a i n i n g g r o u pa n dt h ea c u t et r a i n i n gg r o u pd i dn o ts h o wt h eo b v i o u sd i f f e r e n c ea b o u tw e i g h t ； t l em a l eg r o u p ( i n c l u d ee n d u r a n c et r a i n i n gg r o u pa n dt h ea c u t et r a i n i n gg r o u p ) h a s t h eo b v i o u ss e xd i f f e r e n c ew i t ho ft h ep e a c e f u lg r o u pa f t e rt r a i n i n g ，a n dt h ea l lb i g g e r t h a nc o n t r o lg r o u pr a tw e i g h tw a sl i g h t ， ( 2 ) a f - t e r 。s i xw e e k st r a i n i n g , c e l lm i t o c h o n d r i ao fm a l er a t sb r o k es e r i o u s r y ，t h e f e m a l er a t sb r o k en o to b v i o u s l y a f t e re n d u r a n c et r a i n i n g ，s o de n z y m ea c t i v i t y ，t h e f e m a l er a t g r o u pw e n tu p4 7 ( p 0 0 5 ) ，t h em a l el o w e r e d2 6 ( p 0 0 5 ) ，t h e f e m a l ew a sh i g h e rt h a nt h em a l e5 2 fp ( 0 0 5 ) c o n t e n to fm d a , t h ef e m a l ew e n t u p4 6 0 0 5 ) ，t h em a l ew e n tu p3 5 ( p 0 0 5 ) ，t h ef e m a l ew a sh i g h e rt h a nt h e m a l e4 5 ( p o 0 5 ) t h ee r k i 2 e x p r e s s i o n s ，t h ef e m a l er i s e d1 6 6 ( p 0 0 5 ) t h ef e m a l ew a sh i g h e rt h a nt h e m a l e8 4 ( p 0 0 5 ) t w oc o n t e n t so fe s t r o g e n ，t h em a l ew e n tu p6 1 ( p o 0 5 ) ，t h e f e m a l ed i dn o ts h o wt h eo b v i o u sd i f f e r e n c e c o n c l u s i o n ：( 1 ) e n d u r a n c et r a i n i n g ( m o d e r a t ee x e r s i s e ) sf u n c t i o nf o rf e m a l er a t s d i d n td e c l i n et h ew e i 【g h tf u n c t i o n ，f o rm a l er a t sh a v ew e i g h to fd e c l i n e r e d u c e w e i g h tf o rt h es p o r t s ，w es h o u l dn o t i c et h ea t h l e t i cs t r e n g t ha n dt h es e xd i f f e r e n c e si n t h et r a i n i n go ft h ea f l e r t i m e ，d r a w i n gu pt h ed i f f e r e n ts p o r tp r o i e e lf o rt h ed i f f e r e n t v c r o w d ( 2 ) a f t e re n d u r a n c et r a i n i n g ，t h em i t o c h o n d r i ao ft h es k e l e t o nm u s c l eo ft h em a l er a t s b r o k es e r i o u s l y ，t h ef e m a l er a t ss k e l e t o nm u s c l eh u r tv e r ys m a l l l e a r nf r o mt h e a p p e a r a n c eu pt h eo b s e r v a t i o n ，t h ef e m a l ea n t i o x i d i z e st h ea b i l i t yw a ss t r o n g e rt h a n m a l e ，a f t e re n d u r a n c et r a i n i n g ，t h er a t so ft h es k e l e t o nm u s c l es o da c t i v i t yf e m a l e w e n tu p t h em a l ed i dn o ts h o wt h eo b v i o u sd i f f e r e n c e ；t h em d ac o n t e n tm a l ew a s h i g h e rt h a nf e m a l e f r o mt h eb i o c h e m i c a la n g l eo b s e r v a t i o n ，t h ef e m a l ea n t i o x i d i z e s a b i l i t yw a ss t r o n g e r t h a nm a l e t h i sa l s op r o v i d e dt h ep h y s i o l o g yb a s i sf o re x p l a i n i n g t h el o n g e rf e m a l et h a nm a l ei nl i f ee x p e c t a n c y ( 3 ) a f t e re n d u r a n c et r a i n i n g ，e s t r o g e nw e n tu pi nm a l e ；e s t r o g e n w e n tu pi nf e m a l e a f t e ra c u t et r a i n i n g t h e r ea r es o m er e l a t i o n s h i pb e t w e e ni no x i d a t i v es t r e s sa n d e s t r o g e no fg e n d e r d i f f e r e n c e ( 4 ) a f t e re n d u r a n c et r a i n i n g , t h ef e m a l er a t se r k i 2e x p r e s s i o n sw e n tu p ，t h em a l e e r k i 2e x p r e s s i o n sl o w e d t h ee s t r o g e nb et h en a t u r a la n t i o x i d i z i n ga g e n t ，u n i t i n g t h ef u n c t i o nw i t ht h em a p k s ，t h ee s t r o g e nc a r r i e do u ta u t i o x i d a t i v ef u n c t i o n ( 5 ) f r e er a d i c a l sp r o d u c e di nm o d e r a t ee x e r c i s ec a na c t i v a t et h ee r k l 2 ，c o m p l e m e n t t h ea n t i - o x i d i z i n ga g e n te x a l t a t i o _ ts p o r tp r o j e c to fa b i l i t ya c c o r d i n gt oe x e r c i s e s t r e n g t ha n d n e e dt ob er e c o n s i d e r da n dd r a wu p k e y w o r d s ：e r k l 2 ，e n d u r a n c et r a i n i n g , o x i d a t i v es t r e s s , s o d ，m d a v i 学位论文独创性声明 本人所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及 取得的研究成果据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文 不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果对本文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意 作者签名： 牡魄珲 学位论文授权使用声明 本人完全了解华东师范大学有关保留使用学位论文的规定，学 校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电 子版和纸质版有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论 文进入学校图书馆被查阅有权将学位论文的内容编入有关数据库进 行检索有权将学位论文的标题和摘要汇编出版保密的学位论文在 解密后适用本规定 学位论文作者签名：彩荡 魄牡 导师签名：弋勿编 日期：型2 ：茎二 一文献综述 1 运动中产生的氧化物对骨骼肌的适应性调节 i 1 运动与自由基 “生命在于运动”这一概念已普遍为人们所接受。体育运动对机体的益处有着 相当普遍的研究，但是在进行体育运动的过程中是否对机体带来一些不太有利的 后果却相对研究得较少。人们得多年研究观察早已发现，如果对大自然界各种动 物( 包括人类) 加以比较似乎可以找出一个规律，即“代谢和动物寿命之间为负相 关”。大约4 0 年前一些科学家将6 0 7 0 种哺乳类动物进行对比，发现动物得寿命和脑 重或体重有直接关系，例如来说大型动物得寿命毕小型动物长，活动多得动物其 寿命较短，例如鼠整天为觅食奔跑，其寿命比活动较少得人类和大象要短。在人 类男性体力活动常多于女性，平均寿命也比女性短。还有人报导，关在动物园的 动物平均寿命也比野生动物要长。上述事实不难看出，体力活动除了可以带给机 体一系列益处外，也可能带来一些具有不良后果得副作用，这说明在这个领域中 还存在着一些需要继续深入研究得问题。 1 9 5 6 年h a r m a n 在分子生物学的基础上首先提出了自由基学说，这一学说的主 要论点是认为在生物体内进行新陈代谢的过程中必然也会产生一些副产品，其中 些被称为自由基的物质可以与体内一些化学物质发生作用造成对机体的损害。 自由基产生后又容易引起产生自由基的连锁反应，导致生物膜的损害，生物分子 交联，灭活及一些生理生化过程发生紊乱。由于自由基的寿命极短( 通常只有l f f 5 一l o - 1 0 ) ，常常不易直接测定，另外测试条件往往比较复杂，其研究受到技术方 法学上的限制，所以对自由极的研究起初未受到应有的重视，进度缓慢。近2 0 年 以来，分子生物学迅速发展，研究方法有了突破，推进了自由基生物学的发展， 并逐渐受到各学术界的重视，用来解释衰老、肿瘤的发病等。2 0 世纪7 0 年代中期 开始，人们对体育运动中自由基的生成产生了极大的兴趣，自由基的生成逐渐被 认为是引起运动性疲劳的重要原因之一，运动与自由基已成为当前运动生化领域 中一个引入关注的课题。 1 2 氧化物作为信号分子 研究表明，活性氧和活性氮可以刺激细胞分化，细胞增殖等，使细胞一些功能 发生改变，并且在细胞破坏和细胞调亡上起重要作用。越来越多的研究证实，细胞 的氧化还原作用对基因表达的调节起着重要的作用。细胞内和细胞外的活性氧都可 以引起细胞信号的改变。1 0 0 多个哺乳动物的基因已被证实，能被细胞的氧化还原作 用所调节i 。 活性氧通过不同的途径来调节信号的传递，例如酪氨酸激酶( 特别是m a p ) ， 酪氨酸磷酸酶，丝氨酸苏氨酸激酶，磷脂酶和钙离子。n f - k b ，激活的蛋白一1 ， p 5 3 都被氧化还原作用所影响。大多数细胞在氧化应激的环境中部有所改变，内 生的自由基增加，细胞增殖的改变( 增加或者减少) ，免疫反映的改变，或细胞 的调亡。所有这些过程的调节部与细胞信号通道的整合有关p j 。 1 3 运动中氧化物的产生是对运动的适应性反应 肌肉收缩，运动中氧化物的释放增多，和运动引起的细胞功能的一系列改变。 提示：肌肉收缩产生的这些物质在刺激基因表达的改变上起重要作用。大量的研 究报道：肌肉收缩引起细胞信号系统的激活，像m a p k 和有活性的腺苷一磷酸 激酶【6 l 。这些通路激活的机制还不明确，但是w r e s t m a s l 7 l 的研究报道：肌肉收缩 引起的m a p k 的激活，是被氧化物所调节的。t i d b a l l t s l 等的研究也报道被动牵拉 引起的一些适应性改变，如骨骼肌细胞骨支架蛋白的改变是被n o s 所调节。 2 m a p k 与氧化应激 2 1m a p k 在机械信号传递中的作用 丝裂原活化蛋白激酶( m i t o g e n a c t i v a t e dp r o t e i nk i n a s e 。m a p k ) ，存在于真 核生物的大多数细胞浆中：具有丝氨酸和酪氨酸双重磷酸化能力m a p k 信号传导 途径是细胞外信号引起细胞核内反应的重要通道之一，参与细胞的形成、运动、 凋亡、分化、生长增殖等多种生理，病理过程。目前真核细胞内已确定的有细胞 外信号调节激酶( e x t r a c e l l u l a rs i g n a lr e g u l a t e dk i n a s ee r 豳通路，c - j u n 氨基末端激 酶( c - - j a nn h 2 t e r m i n a lk i n a s e ，j n k l 通路，p 3 8 通路及e m k l e r k 5 通路。基于运动 与e r k 的密切联系，本文重点研究e r k 通路。( 级联反应见图一) 图一：m a p k 级联反应示意图 i ( 引自a r c h - e u rjp h y s i o l2 4n o v e m b e r2 0 0 5 ) 2 2m a p k “途径 8 0 年代早期研究者发现p d g f 和e g f 刺激可以诱导一个4 2 k d 蛋白t v r 基 团磷酸化【训。后在佛波醇脂刺激的细胞中【i o l ，在一些病毒转化的细胞中，均发现 了相同的现象j 。与此同时的研究发现胰岛素受体在活化后可以激活一个4 2 k d s e r t h r 蛋白激酶n2 1 ，它的激活需要t v r 磷酸化和t h r 的双重磷酸化。研究者将其命 名为m a p k ( 有丝分裂原激活的蛋白激酶) 。不久，谜底接晓：这两项研究都揭 示了一个独特的激酶的存在，它的激活需要其t 和s e 棚i r 基团同时被磷酸化f u l 。 这个4 2 k d 蛋白，就是在哺乳动物细胞中最早发现的m a p k 途径的核心成员之 一e r k l ( e x t r a c e l l u l a rs i g n a lr e g u l a t e dk i n a s e1 ) ，m a p k 途径也因此得名【1 4 j 。很 快，与其高度同源的e r k 2 、e r k 3 相继被克克隆，对哺乳动物m a p k 途径的研究 从此开始。 2 2 1 激活因素及上游分子的募集 e r k 途径最主要的激活信号来自酪氨酸激酶受体。以e g f 受体为例，自身酪 氨酸磷酸化激活之后，接头分子s h c 通过其p t b 结构域结合于受体特定的磷酸化 酪氨酸上，被受体激酶磷酸化【1 5 1 。s h c 磷酸化激活后，又通过其s h 2 结构域结合 另一接头分子g r b 2 。而g r b 2 已通过其s h 3 结构域与s o s ( 鸟苷酸交换因子) 稳 定结合。这样，受体自身磷酸化激活就召集了s o s 分子。s o s 与受体的结合使质膜 r a s g d p 转换为r a s g t p ，r a s 分子与m k k k r m 相作用，激活了e r k 级联反应途 径1 1 6 j ( 见图二) 。没有激酶活性的细胞因子受体通过召集胞内激酶如l e k 、f y n 、 l - y n 使自身磷酸化，引发相同的反应，通过r a s g t p 这个重要分子激活e r k 途径 i l ”。j a k 也可以激活此途径。目前发现，j a k 的作用体现在两个水平：磷酸化s h c 接头分子1 1 8 1 、直接磷酸化m k k k 。( 见图二) 这些上游分子的募集对于不同信号激活m a p k 途径是非常重要的。但也并不 是所有的e r k 途径都必需r a s 的参与，最近的一项研究表明，在i l - 3 依赖的小鼠 前b 细胞侏b a f 3 中，4 2 热击可以激活一条未知的不需要r a s 激活的e r k 途径 ，这同时也证明e r k 途径也可以介导一些应激刺激信号。 2 2 2 三酶模体构成 m k k k ：r a f l 、a - r a f 、b r a f 、m o s 、m e k k i ，m e k k 2 ，m e k k 3 ，t p l 2 m k k ：m e k l 、m e k 2 m a p k ：e r k l 、e r k 2 m k k k ：以r a f - 1 为例，其n 端调节结构域与上游分子膜蛋白r a s g t p 作用， 结合于质膜，t y r 3 4 0 和t y r 3 4 1 被膜上的酪氨酸激酶如c s r c 等磷酸化激活1 1 5 l 【1 6 l 。 此过程详细机理还不十分清楚。r a f - 1 同时在s e r 4 3 、s e r 2 5 9 、s e r 4 9 9 、s e t 6 2 1 、t h r 2 6 8 均被磷酸化实验证明可能是由p k c 介导的【捌。 细胞因子 受唪激酶受俸 图二e r k 连陉上游分子的辱集， r a f - 1 还受其它蛋白调节【2 i l ，例如可被1 4 - - 3 - - 3 蛋白激活，被p k a 下 调。这提供了m a p k 吼途径与其它相关途径在上游整合的证据。m a p k 途径其 它成员也可调节r a f - i 活性：下游激酶m e k i 可以激活r a f - l ，l 下反馈放大信号 【”l 。而同是下游激酶的e r k l 2 则发挥抑制作用，负反馈调节信号强度。 m k k ：m e k l 和m e l ( 2 高度同源，许多实验结果表明，它们在不同的细胞 体系中，不同的胞外信号作用下，分别受到r a f - 1 、a r a f 、b r a f 不同的调节。 同时m e k 作为双功能激酶双磷酸化e r k i 2 。m e k 中存在n e s ( 排斥入核序列) l “，在非激活状态下，m e k 与e r k 结合，迫使e r k 驻留于胞质。 m a p k ：e r k i 2 内部模序“t e y ”被双磷酸化激活之后，与胞质激酶m e k 脱离，可以转位入核，调节一些转录因子功能。作为一个s e r t h r 蛋白激酶，磷 酸化底物“p r o l e u s e r t h r p r o ”模序【2 4 i 。底物距磷酸化位点+ 1 位的脯氨酸对 e r k 和底物的相互作用非常重要，它介导了二者相互作用。e r k 双磷酸化激活 后，构象变化，形成特异于脯氨酸的分子表面口袋。 双功能磷酸酶m k p 1 、m k p 一3 ，m k p 4 特异性下调e r k 。e r k 去磷酸化失 活后，又转位出核，回到胞质与m e k 重新结合。其中，m k p 3 和m k p - 4 定位 于胞质，提示了m k p 3 、m k p 4 对e r k 途径下调具有特殊的机制。 2 2 3 作用底物 由于e r k 激活之后可以转位入核，e r k i 2 的底物也分别定位于胞质中、 核中。 胞质中：e r k i 2 苏氨酸磷酸化激活p 9 0 r s k 激酶。p 9 0 r s k 随后转位入核， 磷酸化c f o s ( s e r 3 6 2 ) 。同时磷酸化抑制g s k 3 活性，减弱了g s k 3 对c j u n 的负 调作用，放大了e r k 的信号i 矧。 磷酸化激活磷脂酶a 2 【矧，加速其催化反应( 类二十烷酸合成中的限速步骤) 的进行，提高了参与细胞了许多重要的生理现象的调节分子一花生四烯酸的合 成。 e r k l 2 还可以磷酸化抑制途径上游分子。它们包括：e g f 受体、r a s 交换 因子s o s 、r a f - 1 、m e k 。这些分子都参与了对e r k 的调节，e r k 对它们的影响 体现了一种负反馈机制1 2 7 1 。 核中：e r k l 2 核中的底物多为转录因子。它转位入核磷酸化激活的转录因子 包括：e l k l 、e t s l 、s a p 、c m y c 、t a i ，s t a r 。而对m y b ，则发挥抑制作用。 2 2 4e r k 途径功能 培养细胞中，e r k 途径与细胞的增殖相关。但e r k 途径对增殖促进或抑制 因细胞而异，因它在不同的细胞环境中激活的基因而异。 e g f 、r d g f 等细胞生长因子可以强烈而持久地激活此途径。对m k k k 分 子r a f l 功能的干扰对细胞增殖有明显的抑制，而m e k i 的持续激活可促进细胞 生长。胞内激活的e r k 分子一半结合于胞质骨架上，暗示了它与增殖中胞质骨 架的重新组织有关。 但在另一些细胞环境中，它的激活对细胞增殖却有明显的抑制作用。例如在 平滑肌细胞中e r k 途径的激活引发的p g e 2 的释放抑制了细胞增殖。在一些特 定的细胞中，e r k 途径还可以介导分化信号。 在p c i 2 细胞中，神经生长因子n g f 诱导的m e k i 和e r k 2 分子的持续激 活可诱导细胞分化。同样在一p c i 2 细胞中，生长因子e g f 和神经因子n g f 都可 以激活e r k 途径，为什么e g f 可促进细胞生长，而n g f 却介导了抑制细胞增 殖的分化信掣驾l 区别在于它们对相同的e r k 途径激活的时间和强度不同。e g f 对这条途径是短暂激活，n g f 引发的激活是持续的。总而言之，e r k 途径激活 的时间、强度不同，效果迥然而异。 e r k 途径参与了细胞周期调节。c y c l i nd 1 的转录依赖于e r k 的持续激活 和核内滞留。在中国仓鼠卵巢细胞中，e r k l 2 在g 1 期和m 期被激活，并定位 于微管组织中心【驯，但它的下游底物还未发现。 e r k 途径的激活可以抗凋亡。目前已发现途径两个成员与凋亡相关：e r k 与b r a f 。在l 9 2 9 细胞中，e r k 的激活削弱了t n f a 诱导的凋亡信号【3 0 1 。在j u r k a t 细胞中，它的激活又对抗了f a s 诱导的凋亡信号【3 l l ，但这种对抗很弱，而且很快 就被凋亡引发的r a f l 降解削弱了。小鼠基因敲除实验证实b 。r a f 是血管系统发育 的关键分子 3 2 1 ，它的功能推测为保护成熟的红细胞抵抗凋亡。 2 3 氧化物与m a p k 运动产生r o s ，最近研究表明e r k i 2 主要是被r o s 激活之前的研究发现 氧化物引起的m r n a 表达和n o 合成的发生是通过m a p k 信号通路激活的m i 。 r o s 是个很好的e r k 激酶的激活者，直接补氧化荆和运动产生的r o s 都能激活 m a pk 【川。( 氧化物作为信号传导示意图，见图二) 2 4 运动与m a p k 运动是一个非常复杂的生理性刺激，可以激起细胞水平的多种生理和生化反 应，所以需要机体有非常精巧的控制网络。最近，m a p k 级联反应被认为是调节 肌肉对运动适应的机制之一1 4 1 “i 。主要参与调节的是e r k l 2 和p 3 8 m a p k ，这两 个酶是机体对压力反应的主要调节酶【4 3 , 4 5 i ，也可能是激活肌细胞内某些变化发生 的信使。除了使细胞质内物质的变化，运动引起的m a p k ( e r k l 2 和p 3 8 m a p k ) 级联反应，还使细胞核内的某些物质也被磷酸化 4 a 4 9 1 b r a n d e n b e r g e r 等研究也表 明，m a p k 的信号级联也参与了骨骼肌运动性适应的细胞调控过程p “。 目前研究表明，有三种m a p k 途径可以被运动和肌肉收缩所激活，即e r k s 、 j n k s 和p 3 8 m a p k 。研究发现，在长时自j 剧烈运动( 如马拉松) 后，属于s a p k 的 p 3 8 m a p k 和j n k 以及它们的上游激酶m e k 4 ( e r k 激酶4 ) 和m e k 6 均有一过性升 高，说明s a p k 级联也参与了骨骼肌对激烈运动的反应。马拉松跑后p 3 8 m a p k 的 磷酸化可以升高4 倍，但d 3 8 m a p k 的磷酸化和活性均无变化p ”。t h o n g 等入报导， 生理浓度的胰岛素可以引发骨骼肌中适度而又持久的p 3 8 m a p k 途径的活性。此 外，运动对p 3 8 m a p k 磷酸化的刺激效应可以至少持续3 h ，在伴有胰岛素刺激下 可以直保持很久。说明运动后骨骼肌对胰岛素的敏感性升高可能有p 3 8 m a p k 的作用1 3 6 l 。7 0 v 0 2 m a x 强度运动后m a p k 酿m 磷酸化水平明显增高，停止运动 后降低到安静时水平。但是p 3 8 m a p k 磷酸化在运动停止后的工作肌中仍有增加。 表明运动诱发的m a p k 各个通路的磷酸化各不相同，它的机制还有待于汪到”i 。 大鼠跑台训练或其骨骼肌进行负重运动，体外收缩、原位收缩、被动伸长等 刺激后，骨骼肌细胞m a p k 缸1 2 分子被激活训练6 d , 时后m a p k “应磷酸化水 平明显增高【3 8 l 。人体进行功率自行车运动和马拉松跑后，骨骼肌细胞p 3 8 m a p k 同样被激活。运动激活p 3 8 m a p k 分子的同时，也激活下游的信号分子m a p k a p k - - 2 1 矧，但运动过程中p k c 不参与p 3 8 m a p k 途径上游的信号传递，提示运动对 p 3 8 m a p l 0 途径的作用存在特殊的级联激活机制。运动对p 3 8 m a p i ：途径级联激活 与葡萄糖转运呈正相关。高血糖状态下，运动可以激活骨骼肌的j n k 和p 3 8 m a p k 激酶信号传导途径，提示j n k 和p 3 8 m a p k 激酶的激活可能参与了骨骼肌对葡萄 糖吸收、糖原的合成过程【柏1 。有文献报道，p 3 8 m a p k n t f l 通过提高g l u t 4 的内 0 q d a r t 仨西，口m bm 。d 山t 叼m 础卅叩协t 帅5 t o e 幅c 髓 a 卅i 棚w 帅 8 冯巫争 圆圈 o n f - k b 图三：氧化物作为对运动适应性的信号调解 ( 引自jp h y s i o l5 6 7 1 ( 2 0 0 5 ) p p1 1 9 ) 在活性来改善咦岛素的敏感性，从而增加葡萄糖的转运与摄取1 4 ”。最近运动对 m a p k 信号途径的调节越来越受到重视，p 3 8 m a p k 被视为m a p k 的下游激酶， 抑$ l j p 3 8 m a p k 活性或表达无生物活性的p 3 8 m a p k 均可抑制m a p k 激活所致的 糖转运。因此p 3 8 m a p k j 丕b - i 能参与了运动诱导的非胰岛素依赖的糖转运。 研究表明，离体大鼠的骨骼肌中和m a p k 磷酸化的增加主要是由于应力变化 所致。机械应力对p 3 8 m a p k 和m a p k 诎懈的磷酸化部有影响，特别是高机械应力 p 3 8 m a p k 磷酸化有影响，而与收缩相关的代谢和离子分布的变化，如活性氧产 生只有m a p k 。岫尼的磷酸化有影响【4 2 l 。r o s 可通过引起细胞脂质过氧化或调节细 胞凋亡相关基因而诱导细胞凋亡。r o s 可激活m a p k 吼昵通路，参与靶细胞损伤 过程，在急性炎症疾病，如s i r s 、a u 、m o d s 中起重要作用。 g e o f f r e y 等对训练者进行中等强度( 7 0 - - 7 5 ) 自行车运动，e r k l 2 磷酸 化水平提高。在3 0 r a i n 运动后观察到磷酸化水平最高1 4 3 j 当运动结束时，m a p k 磷 酸化水平急速下降，运动结束l h 后又恢复到运动前水平只有在运动肌中观察 到有e r k i 2 磷酸化，提示只有局部的作用在调e r k l 2 的磷酸化f 4 l4 3 l 最近， w i n d e 舀e n 等1 5 0 i 报道，运动对m a p k 信号的影响具有强烈的依赖性，高强度运动 后e r k l 2 磷酸化水平比低强度运动后的磷酸化水平高。与e r k i 2 磷酸化水平相 比，局部和整体的效应都在调节p 3 8 m a p k 的磷酸化水平，但是运动引起的p 3 8 m a p k 磷酸化增加没有e r k i 2 增加明显【4 3 j 。提示运动对e r k l 2 磷酸化水平的影 响更明显。 y u e a l 等m i 第一次用实验证实了长时运动训练与m a p k 不同通路的蛋白表 e x e r c i s e ，m u s c l eo o n t r a c t l o n 图三：运动或肌肉收缩引起的m a p k 级联反应 达的关系。研究发现训练组肌肉中总e r k l 2 表达是未训练组的1 9 0 ，与之对照， p 3 8 m a p k 只比对照组增加3 2 。提示运动训练可以激活m a pk i ”急性运动引起 骨骼肌中m a p k 基因转录水平的短暂增加即使经过长期训练的高水平运动员也 是如此。运动后各个信号通路的激活，代谢和有丝分裂上调的中枢反应，都促使 骨骼肌对运动训练的适应。 j o n g s a m l e e ”l 研究不同强度的大鼠跑台训练后骨骼肌e r k l 2 磷酸化水平。 八周训练后，e r k i 2 磷酸化水平是安静时的2 倍，p 3 8 m a p k 是安静组的3 倍。在 i l i 练后4 8 h 后，e r k l 2 恢复到安静时的水平，但是p 3 8 m a p m 是安静时的7 8 8 0 。不论是低强度还是高强度总的e r k l 2 和p 3 8 m a p k 蛋白的表达都有增加， 增加的量与强度和持续时洲无关。4 8 h 后，e r k i 2 的表达跟运动前比，增加了3 4 倍，但p 3 8 只是对照组的9 0 。提示虽然m a p k 与运动之问的h 具体联系没有明确， 但是i 型肌纤维的合成，分子信号的传递( 从细胞外传到细胞内) 只需要较低的 闽值激活。运动后，m a p k 引起的即刻和延时的反应，不同的机制在控制调节 其中某一机制控制着长时阃耐力训练后m a p k 表达的变化。 3 雌性激素与氧化应激，m a p k 3 1 雌性激素与氧化应激 g e o f f r e y s 1 4 3j 在研究中提到运动强度不同和性别的差异都会导致氧化应激 以及抗氧化反应的不同。在对参加铁人三项运动的男女运动员运动后的氧化应激 是否相似的研究中发现那女运动员运动后的脂质过氧化水平、雌二醇和睾酮水 平的改变在性别上都有显著性的差异。t y a m a m o t o i “i 等对雄、雌性老鼠进行自 愿跑步六周，发现雌性老鼠自愿跑的距离是雄性老鼠的1 0 倍。非运动组，雌性 老鼠比雄性老鼠具有较低的h o 水平，提示雌性老鼠自身具有比雄性老鼠较高的 抗氧化能力：运动组雌性老鼠g s h 水平高于雄性老鼠组，说明肝脏的抗氧化能 力雌性高于雄性老鼠，提示运动后的抗氧化能力存在性别差异。j a m e sw e r u s h 4 5 l 等对男女受试者以5 0 v 0 2 m a x 急性运动后测血液g p x 活性，g p x 蛋白 水平和雌二醇，前列腺素水平发现：年轻健康没有接受专业训练的女性运动后的 g p x 活性和g p x 血清浓度高于男性组，但是功能上的显著性差异并没发现，性 别的差异看似与雌二醇水平和有氧能力无关，需要更深入的研究。n e v i nl l h a n i 4 6 | 等在不同运动强度对氧化型谷氨酰胺，葡萄搪吸收影响的研究中发现，女性比男 性具有更高的耐受氧化成激的能力。 总的来讲，运动后机体的氧化应激的不同在性别上所反应的差异，研究比较 少，以后应在此方面作更深入的研究。 3 2 雌激素与m a p k 3 2 1 雌激素对m a p k 信号转导通路的调节作用 研究发现雕激素的刺激会