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運(yùn)動(dòng)員專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)對(duì)運(yùn)動(dòng)與骨骼肌細(xì)胞凋亡相關(guān)問(wèn)題的探討
（作者未知） 2010/9/17
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1.運(yùn)動(dòng)誘發(fā)骨骼肌細(xì)胞凋亡的基調(diào)控因子或調(diào)節(jié)分子
目前國(guó)內(nèi)外對(duì)骨骼肌細(xì)胞凋亡的基因調(diào)控研究主要是從凋亡調(diào)控因子著手，而bcl-2蛋白、TNF-a及死亡蛋白酶Caspase都屬于凋亡調(diào)控因子，其它的還有c-myc、p53、ICE、Fas等。金其貫研究指出：適量的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可使大鼠骨骼肌細(xì)胞中bcl-2蛋白表達(dá)增加，長(zhǎng)期負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可使骨骼肌細(xì)胞中bcl-2蛋白表達(dá)下降，力竭訓(xùn)練大鼠骨骼肌細(xì)胞中出現(xiàn)Fas蛋白的陽(yáng)性表達(dá)，誘發(fā)細(xì)胞凋亡。Eguchi等報(bào)道Bcl-2基因在不同組織中表達(dá)不同。在成年雞骨骼肌中檢測(cè)不到，而在胚胎期肌肉中Bcl-2基因表達(dá)水平較高。有人研究了人類Mcl-1基因發(fā)現(xiàn)Mcl-1多在高分化細(xì)胞的表層上皮中表達(dá)，而B(niǎo)cl-2多見(jiàn)于低分化細(xì)胞基底膜的內(nèi)面。Mcl-1的表達(dá)在骨骼肌和心肌中較高。腫瘤壞死因子(TNF-a)可以誘導(dǎo)第二信使神經(jīng)鞘氨醇(sphingosine，SPH)產(chǎn)生，從而間接作用于骨骼肌細(xì)胞，造成細(xì)胞凋亡；而神經(jīng)鞘氨醇作為第二信使將細(xì)胞外的信息傳遞到細(xì)胞內(nèi)啟動(dòng)細(xì)胞凋亡。
目前的研究已得出，促進(jìn)凋亡作用的調(diào)節(jié)分子如bax、bcl-x(s)、bak、bad和抑制凋亡作用的bcl-2、bcl-x1、bfl-1、Mbcl-x、c-myc、ras等調(diào)節(jié)分子共同調(diào)控細(xì)胞凋亡外，運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡與運(yùn)動(dòng)對(duì)凋亡的信號(hào)分子影響有關(guān)。骨骼肌細(xì)胞凋亡的分子機(jī)理與普通細(xì)胞凋亡相似，其凋亡過(guò)程大致可分為三個(gè)階段，即啟始階段、效應(yīng)階段和降解階段。在啟始階段得先釋放凋亡活性物質(zhì)，即原先位于線粒體內(nèi)的某些與凋亡相關(guān)的活性物質(zhì)會(huì)被釋放出來(lái)，包括細(xì)胞色素C、凋亡誘導(dǎo)因子(AIF)、cap3和cap9等。在多種應(yīng)激因素如氧化劑、毒素、鈣離子超載及其他促凋亡活性蛋白作用下，線粒體都會(huì)釋放出細(xì)胞色素C。一旦細(xì)胞色素C釋放，細(xì)胞將通過(guò)兩條路徑死亡。一是通過(guò)快速凋亡機(jī)制，包括Apat-1(凋亡促進(jìn)因子-1)介導(dǎo)的凋亡過(guò)程。二是細(xì)胞進(jìn)入一種慢速的壞死過(guò)程，線粒體膜通透性(MPT)孔的開(kāi)放、線粒體基質(zhì)由于高滲而膨脹破裂、跨膜電位的快速崩潰、細(xì)胞色素C的大量釋放、電子傳遞受阻、ATP產(chǎn)量驟減，無(wú)法維持供能，細(xì)胞走向壞死。
2.不習(xí)慣運(yùn)動(dòng)后骨骼肌的細(xì)胞凋亡及其生物物質(zhì)基礎(chǔ)
Sandri等認(rèn)為肌營(yíng)養(yǎng)不良和正常小鼠在不習(xí)慣運(yùn)動(dòng)后骨骼肌細(xì)胞中存在細(xì)胞調(diào)亡，這種細(xì)胞凋亡是由不習(xí)慣負(fù)荷練習(xí)誘導(dǎo)的。泛肽被認(rèn)為是一種與細(xì)胞凋亡緊密相關(guān)的應(yīng)激蛋白，為含76個(gè)氨基酸的多肽。泛肽不僅直接調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的合成，決定蛋白質(zhì)的命運(yùn)，而且控制與細(xì)胞凋亡相關(guān)的重要蛋白如p53、c-myc、c-fos、c-jun和EIA的合成與分解。已證明在有絲分裂中，胞核的改變與泛肽誘導(dǎo)的組蛋白的分解有關(guān)。
Sandri等發(fā)現(xiàn)正常骨骼肌細(xì)胞中多聚泛肽含量較低，但運(yùn)動(dòng)后達(dá)到較高水平，至少為不運(yùn)動(dòng)時(shí)肌細(xì)胞含量的2倍。對(duì)于哺乳動(dòng)物，在不同情況的肌肉狀態(tài)惡化誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的過(guò)程中，泛肽的含量增加，因此，運(yùn)動(dòng)后肌纖維泛肽水平的提高，提示在經(jīng)過(guò)不習(xí)慣負(fù)荷練習(xí)后骨骼肌纖維中具有與細(xì)胞凋亡相關(guān)的物質(zhì)基礎(chǔ)。Sandri等人研究認(rèn)為，肌營(yíng)養(yǎng)不良細(xì)胞內(nèi)鈣離子增加，激活鈣依賴性蛋白酶和鈣調(diào)蛋白酶。這種蛋白酶對(duì)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)有廣泛的作用，普遍認(rèn)為鈣調(diào)蛋白可致細(xì)胞凋亡。機(jī)體在進(jìn)行不習(xí)慣負(fù)荷練習(xí)時(shí)，特別是骨骼肌的大運(yùn)動(dòng)量離心收縮后，機(jī)體的缺氧會(huì)導(dǎo)致氧化應(yīng)激反應(yīng)，這是一種活性氧的細(xì)胞毒作用，常導(dǎo)致胞內(nèi)產(chǎn)生活性氧基，使位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體及胞膜上Ca2+轉(zhuǎn)位酶中的-SH被氧化失活，致使膜內(nèi)外Ca2+濃度平衡失控，胞質(zhì)內(nèi)Ca2+濃度增加。目前認(rèn)為，細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度變化而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的內(nèi)因有兩種解釋，第一種， Ca2+本身作為誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的信號(hào)，調(diào)節(jié)磷酸酶活性，調(diào)節(jié)核酸內(nèi)切酶及谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡；第二種， Ca2+耗竭是一種細(xì)胞凋亡信號(hào)，由于線粒體中Ca2+吸收途徑受線粒體膜電位的控制，能量降低會(huì)造成Ca2+吸收逆轉(zhuǎn)，導(dǎo)致Ca2+釋放，氧化應(yīng)激作用可加速Ca2+周期循環(huán)速度，甚至達(dá)到極限，這勢(shì)必造成能量消耗的增加和膜電位的極度下降，最終誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。鈣吸收阻斷劑釕紅對(duì)成纖維細(xì)胞L929及脾細(xì)胞凋亡的抑制作用支持了這一觀點(diǎn)。Monici等實(shí)驗(yàn)后也認(rèn)為骨骼肌線粒體的胞膜電位下降是構(gòu)成細(xì)胞凋亡的一個(gè)至關(guān)重要的早期事件。
四、小結(jié)
目前，運(yùn)動(dòng)與細(xì)胞凋亡方面的研究熱點(diǎn)多多。對(duì)凋亡機(jī)制的了解，可以找到關(guān)鍵的調(diào)控基因，利用其抑制與調(diào)節(jié)作用，設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)性營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)劑，以利于提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)的提高或全民健身；研究運(yùn)動(dòng)誘發(fā)骨骼肌細(xì)胞凋亡的基因調(diào)控或運(yùn)動(dòng)對(duì)骨骼肌細(xì)胞凋亡的影響，有利于在運(yùn)動(dòng)中認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)性疲勞產(chǎn)生機(jī)制及有效消除疲勞；研究運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度與骨骼肌細(xì)胞凋亡及壞死（未完，下一頁(yè)）
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