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小鼠都开始用跑步机了,你还在等什么?
发布日期:2018.01.25

马上又要到新年了,恭喜各位看官正式进入吃吃喝喝、囤肉贴膘的宅家模式。尽管这样很幸福,但是很容易引起肥胖,严重的还会诱发心血管疾病。(写到这里,小编的心脏突然抽了一下)不过,想要避免以上这些问题,最好的方式莫过于适量运动啦。


保持良好的运动可以保持心血管健康,增强骨骼肌功能,甚至延年益寿~~有大量文献报道过,运动可以导致心脏的代谢谱发生显著变化,同时与心脏的生理生长密切相关。但是,运动引起的心脏代谢变化与心肌重构之间到底存在何种关系尚不明确。


近期,来自美国路易斯维尔大学的研究团队分析了运动引起的心肌细胞关键代谢途径,并发现葡萄糖代谢对于心脏生理生长十分重要。


Exercise-InducedChanges in Glucose Metabolism Promote Physiological Cardiac Growth

Circulation   IF 13.309


下面,我们一起来了解一下整体的研究过程:


首先,研究人员训练了一批小鼠,连续在跑步机上高强度运动了4周。训练过的小鼠不仅运动能力提高了,一型胰岛素样生长因子水平比不运动的小鼠提高了15%,而且心脏呈现出了明显的生理生长。随后,他们使用非靶向代谢组学技术,比较了运动与不运动的小鼠之间的代谢系统,却发现两类小鼠间的代谢组几乎没有差异。。。


但是,研究团队没有放弃,他们利用同位素标记的方式比较了运动和不运动的小鼠心脏组织中葡萄糖代谢流量变化。发现运动小鼠的葡萄糖利用提高了将近两倍。于是,他们又开开心心地开始找调控葡萄糖代谢速率的关键物质,并把目标锁定在PFK上。



随后,研究团队比较了三种不同基因型的小鼠:GlycoLo、GlycoHi和WT。与WT(野生型)相比,GlycoLo和GlycoHi分别降低或提高了PFK1的活性和心肌糖代谢速率。通过代谢组学分析,与WT相比,GlycoLo和GlycoHi分别有108个和109个代谢物呈现出显著差异。



中、长链酰基肉碱以及部分长链脂肪酸在GlycoHi中上调,而在GlycoLo中下调。GlycoLo中脂肪氧化代谢水平显著提高。



而后续针对线粒体的研究证明,当糖酵解水平或是脂肪氧化代谢水平呈现两极分化时,都会损害线粒体的功能和结构。



为了判断PFK活性是否能够调控心脏的生理生长,研究团队又对比了GlycoLo和GlycoHi小鼠的心脏结构和功能,结果表明持续低水平的糖酵解会导致心脏结构、功能和转录水平的变化,并和运动小鼠的心脏组织呈现出一致的变化趋势。

看到这个现象,研究人员又提出了新的问题,既然GlycoLo和运动小鼠有相似的心脏表型特征,那是不是GlycoLo也有高于WT的运动能力呢?为了搞清楚这个问题,新一轮的运动训练又开始了(替小鼠心累)。。。GlycoLo和WT小鼠又在跑步机上锻炼了4周。。。然而,GlycoLo并没有表现出优于WT的运动能力。但是不同于WT小鼠在运动后呈现的心脏生理生长,GlycoLo的心脏没有再增大。这说明持续低水平的糖代谢速率可以最大程度地刺激心脏的生理性生长。此后,研究人员又对比了GlycoLo、GlycoHi和WT的转录组,糖代谢水平的差异会导致转录水平发生普遍变化。


最后,研究团队根据上述实验,指出运动导致的糖酵解速率降低会促进心脏的生理性重塑,而各类代谢途径的动态平衡,对于维持心脏的健康十分重要。


看完这篇文章,小编对于研究团队十分钦佩。在最初的实验结果和预期出现偏差时,他们没有放弃,而是从多个角度找偏差的原因。在之后的试验中,总是基于某一阶段的研究结果提出新的问题,在形态学、转录组、代谢组等多个层次系统全面地寻求问题的答案。在这里,小编要为他们点一个大大的赞!


最后,提前祝各位科研道路上的同伴者们新年快乐~~



   
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