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研究目的: 本研究利用分化的C2C12肌管作为细胞模型,以不同浓度左旋肉碱孵育分化五天的C2C12肌管24 h,同时加以不同时间的一次性电刺激引起细胞收缩,探讨电刺激与左旋肉碱孵育对C2C12肌管活性氧(Reactive oxygen species,ROS)含量、核因子NF-E2相关因子(nuclear factor erythroid2-related factor2,Nrf2)蛋白含量及Nrf2下游谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxidase,GPx)活性的影响,进一步探究左旋肉碱补充与ROS代谢之间的关系,以期为运动实践中补充左旋肉碱提高运动员抗疲劳能力提供新的依据。 研究方法: 常规培养C2C12细胞,融合达90%左右时加入分化培养液。以45 V,20 ms,5 Hz的参数分别电刺激分化第6天C2C12肌管60、90、120、150、180 min,检测噻唑蓝(3-(4,5)-dimethylthiahiazo(-z-y1)-3,5-di-phe nytetrazo liumro mide,MTT)法、培养基中乳酸脱氢酶(Lactate dehydrogenase,LDH)和肌管ROS含量,以确定电刺激时间。 分化第5天半或第5天的C2C12肌管分别更换含0.1、0.5、1mmol/L左旋肉碱的分化培养液孵育12h或24 h,以45 V,20 ms,5 Hz的参数电刺激60 min,检测肌管ROS含量,以确定左旋肉碱孵育时间。 C2C12肌管分化第5天分别更换含0.1、0.5、1mmol/L左旋肉碱的分化培养液孵育24 h,以45 V,20 ms,5 Hz的参数分别电刺激60 min或120 min,检测肌管ROS含量、GPx酶活性和Nrf2核蛋白含量。实验分为对照组(C)、电刺激组(E)、左旋肉碱组(L)和电刺激+左旋肉碱组(E+L)四个大组。E组根据电刺激时间不同,又分为E60组和E120组;L组根据左旋肉碱浓度不同又分为0.1L组、0.5 L组和1L组;E+L组根据电刺激时间和左旋肉碱浓度不同,又分为E60+0.1 L组、E60+0.5 L组、E60+1 L组、E120+0.1 L组、E120+0.5 L组、E120+1 L组;共12组。 研究结果: 1.电刺激分化6天的C2C12肌管60 min-180 min,肌管内ROS含量显著增加(P<0.05),该量随刺激时间的变化呈双峰曲线,在刺激60min(P<0.05)和120 min(P<0.01)时分别出现峰值。各组培养液中LDH活性组间无显著差异(P>0.05)。 2.与C组相比,L组C2C12肌管ROS含量略有下降,1L组该值下降具有显著性(P<0.05);E组该值显著升高(P<0.01); E120+0.1L组该值极显著升高(P<0.01),E60+0.1 L组、E120+0.5 L组该值均显著升高(P<0.05);E60+0.5L组、E60+1 L组、E120+1 L组C2C12肌管ROS含量虽高于C组,但不具有显著性(P>0.05)。E+L组与E组相比,C2C12肌管ROS含量呈下降趋势,E60+1L组、E120+L组C2C12肌管ROS含量下降显著(P<0.01)。 3.与C组相比,E60组C2C12肌管GPx活性显著升高(P<0.05),E120组该值升高但无显著差异(P>0.05),0.5 L组、1L组、E+L组该值极显著升高(P<0.01)。E+L组与相应E组相比,C2C12肌管GPx活性显著升高(P<0.05),且呈浓度依赖。 4.与C组相比,L组C2C12肌管总Nrf2蛋白含量增加,且呈浓度依赖,0.5L组和1L组C2C12肌管总Nrf2蛋白含量增加显著(P<0.01); E60组C2C12肌管该蛋白核含量略微增加(P>0.05),E120组、L组、E+L组C2C12肌管该蛋白核含量极显著增加(P<0.01)。E+L组与相应E组相比,C2C12肌管Nrf2核蛋白含量极显著增加(P<0.01),左旋肉碱和电刺激的作用具有叠加效应,但E120+1L组与E120组相比该蛋白核含量增加不具有显著性(P>0.05)。 结论: 1.45V、20 ms、5Hz的参数电刺激分化6天的C2C12肌管60 min和120 min没有引起细胞膜损伤,验证了此模型为研究运动性氧化应激的合适的细胞模型。 2.电刺激引起的ROS堆积可能通过激活Nrf2向核内转运,诱导GPx酶活性增加,从而在一定程度上激活肌管的抗氧化系统。 3.0.1、0.5、1mmol/L浓度的左旋肉碱可能通过增加不电刺激的C2C12肌管Nrf2总蛋白和核蛋白含量,诱导GPx酶活性增加,增强肌管的抗氧化能力。 4.左旋肉碱可能通过增加电刺激的C2C12肌管Nrf2核蛋白含量,诱导GPx酶活性增加,抵抗电刺激所致的ROS增加,缓解运动性氧化应激。