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研究目的:
本研究利用培养的分化的C2C12肌管作为细胞模型,电刺激模拟神经冲动引起骨骼肌细胞收缩,探讨骨骼肌在不同能量状况下,肌源性IL-6含量的变化与能量状况之间的关系、以及IL-6与骨骼肌糖代谢、运动性肌肉损伤之间的关系。
研究方法
以小鼠骨骼肌肌母细胞(C2C12)为研究对象,细胞分化5天后,分别采用25、15、10、5 mmol/L 葡萄糖浓度的培养基处理24小时,将细胞分为4组:25、15、10、5 mmol/L 组,25 mmol/L 组为对照组。电刺激(45 V,20 ms,5 Hz,75 min)不同浓度葡萄糖处理的C2C12肌管。测定C2C12肌管糖原含量以及C2C12细胞上清液中乳酸(lactate)、乳酸脱氢酶(LDH)、IL-6的含量。
研究结果
(1)15、10 mmol/L,组糖原含量均显著高于25 mmol/L 组(P<0.05),5mmol/L 组糖原含量显著低于25 mmol/L 组(P<0.01)。
(2)电刺C2C12肌管,释放的乳酸随葡萄糖浓度的下降而增加,5 mmol/L组释放的乳酸显著高于25 mmol/L 组(P<0.01)。
(3)电刺激C2C12肌管,释放的LDH随葡萄糖浓度的下降而增加。5 mmol/L组释放的LDH是25 mmol/L 组的3.1倍(P<0.01)。
(4)处理24 h的C2C12细胞,5 mmol/L 组的培养基中IL-6含量显著高于25 mmol/L 组(P<0.05),5 mmol/L 组细胞IL-6含量是25 mmol/L组的1.4倍,但不具有显著性差异。
(5)在电刺激C2C12肌管,释放的IL-6和细胞IL-6含量与培养基中葡萄糖浓度负相关,10 mmol/L 组,15 mmol/L 组培养基中IL-6含量均显著高于25mmol/L 组(P<0.05),5 mmol/L 组极显著高于25 mmol/L 组(P<0.01);5 mmol/L组、10 mmol/L 组,15 mmol/L 组细胞中IL-6含量均显著高于25 mmol/L 组(P<0.05)。
结论
(1)15、10 mmol/L 组糖原含量显著高于25 mmol/L 组(P<0.05),5 mmol/L组糖原含量显著低于前3组(P<0.01),说明外界葡萄糖浓度对细胞糖原的合成有一定的影响,提示在运动中补糖的浓度可能会影响到骨骼肌糖原的合成,因此要控制适宜的葡萄糖浓度。
(2)以电刺激方式模拟运动时神经冲动,导致C2C12肌管收缩,能引起乳酸和乳酸脱氢酶的产生与释放,且释放的乳酸和乳酸脱氢酶与葡萄糖的浓度呈负相关(P<0.01),说明收缩的骨骼肌代谢加强,能量降低,细胞膜的通透性增加。
(3)随着可利用葡萄糖的降低,C2C12肌管产生与释放的IL-6逐渐增多,说明细胞可利用能量的减少,能诱导其IL-6的产生与释放,释放的IL-6可能降低细胞糖原的氧化,促进细胞改变对能源物质的利用。
(4)电刺激C2C12肌管诱导IL-6的释放,随着可利用能量的降低,产生与释放的IL-6逐渐增加,说明可利用的能量降低能促进骨骼肌收缩引起的IL-6的产生与释放。