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丙酮酸肌酸对大鼠蛋白质代谢的影响

作　者: 孔一力
导　师: 邹思湘；马海田
学　校: 南京农业大学
专　业: 基础兽医学
关键词: 丙酮酸肌酸(CrPyr) 大鼠蛋白质代谢氨基酸谱
分类号: S865.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

丙酮酸肌酸(creatine pyruvate, CrPyr)作为一种新型的膳食添加剂,适当补充能促进人体在运动过程中能量的生成,从而延长机体运动时间,提高肌肉耐力和爆发力。丙酮酸肌酸的主要效应成分为机体内正常的代谢中间产物——丙酮酸和肌酸,丙酮酸能增强代谢消耗能量,促进机体脂肪的分解,其产生的ATP的高能磷酸键又可转移给肌酸,促进机体蛋白质的合成,故此将其称之为“双功能营养素”。目前对于CrPyr的研究主要集中在运动生理学方面,而其对动物体蛋白质代谢方面的研究尚未见报道。本文以雄性SD大鼠为研究对象,初步探讨CrPyr对大鼠蛋白质代谢的影响,以期为调控动物蛋白沉积提供理论基础和试验依据。1丙酮酸肌酸对大鼠蛋白质代谢相关生化指标的影响试验选用清洁级雄性SD大鼠40只,随机分为对照组(n=10)和试验组(n=30)。试验组分别灌喂CrPyr(溶解于生理盐水)750mg/kg BW (n=10)、1500mg/kg BW(n=10)、3000mg／kg BW(n=10),对照组灌喂等量的生理盐水。试验期6周,自由饮水及采食,每日称量体重并记录采食量。试验结束后,收集血清、肝脏、腹脂、左侧腿肌等样品。试剂盒法测定血糖(BS)、肝糖原(hepatic glycogen)、肌糖原(muscle glycogen)、血清总蛋白(TP)、血尿素氮(BUN)、肌酐(Cr)含量。试剂盒法测定肝脏中谷丙转氨酶(GPT)、谷草转氨酶(GOT),血清和腿肌中肌酸激酶(CK)的活性。酶联免疫吸附(ELISA)法测定大鼠血清中胰岛素样生长因子-1(IGF-1)含量。采用改良的STS法测定腿肌中核酸含量。结果显示,与对照组相比,CrPyr可显著降低雄性大鼠的体重、增重、日均增重,其腹脂率有下降的趋势,但无统计学意义；中、高剂量CrPyr可极显著降低雄性大鼠的日均采食量,并显著提高大鼠相对腿肌重量；低剂量CrPyr使血清中TP含量显著升高；三个剂量组的CrPyr均能使肝脏中GPT活性显著升高,而对GOT活性没有显著性影响；三个剂量组的CrPyr对大鼠血清中BUN、IGF-1和Cr含量均没有显著影响。灌喂三个剂量的CrPyr均可以显著升高试验组大鼠腿肌中RNA含量,中、高剂量组大鼠RNA/DNA比值显著升高。结果提示,CrPyr可降低脂肪沉积,增强蛋白质合成、促进其沉积,最终体现为腹脂沉积减少、相对腿肌重量增加。2丙酮酸肌酸对大鼠血清及部分组织中氨基酸谱的影响试验设计同上。试验结束时,采集血清、心脏、肝脏和腿肌等组织。采用邻苯二甲醛(OPA)柱前衍生反相高效液相色谱法(RP-HPLC)测定血清、肝脏、心肌以及腿肌等组织中氨基酸谱的变化。结果显示,与对照组相比,CrPyr能显著升高血清中部分生糖氨基酸(天冬酰胺和丝氨酸)的含量；CrPyr能极显著降低血清中Gln的含量,却显著地提高Gln在腿肌中的含量。CrPyr能显著升高腿肌中主要生糖氨基酸的含量(Asp、Glu、Asn、Ser、Gln、Thr、Arg、Ala),而腿肌中支链氨基酸含量与对照组相比显著下降。CrPyr对肝脏中的各种氨基酸含量并没有显著影响。结果提示,CrPyr可能通过增强机体能量供应,导致生糖氨基酸含量升高,为蛋白质的合成提供更多能量和原料。蛋白质合成作用的增强消耗了更多的支链氨基酸,使其在腿肌中的含量显著低于对照组。3丙酮酸肌酸对大鼠蛋白质代谢相关基因mRNA转录水平的影响试验设计同上。试验结束后,采集肝脏、左侧腿肌等。以SYBR-Green为染料,β-actin为内参,2△△CT方法荧光定量PCR检测肝脏中胰岛素样生长因子-1(IGF-1)及腿肌中胰岛素样生长因子-1受体(IGFR-1)的mRNA转录水平；腿肌组织中蛋白质代谢关键基因肌细胞生成素(myogenin, MyoG)、肌肉生长抑制素(myostatin, MSTN).钙蛋白酶-1(μ-calpain, CAPN-1)、钙蛋白酶抑制蛋白(calpastatin, CAST)mRNA转录水平。结果显示,与对照组相比,CrPyr能使大鼠肝脏中IGF-1基因表达上调,其变化趋势与血清中IGF-1含量的变化趋势相同；CrPyr能显著上调腿肌中MyoG基因表达量,同时可抑制MyoG基因的抑制基因MSTN基因表达；CrPyr可显著升高腿肌中CAPN-1基因表达,同时可极显著地升高CAST的表达。结果提示,CrPyr提高大鼠相对肌肉重量的主要机制可能是通过上调MyoG的基因表达、下调其抑制基因的表达,促进腿肌的发生与生长；另外CrPyr可能通过上调CAST基因的表达来抑制腿肌中蛋白质的降解,但其具体机理还有待进一步研究。

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摘要 6-8ABSTRACT 8-11本文部分缩写的中英文对照 11-12引言 12-14第一篇文献综述 14-46 第一章蛋白质代谢及其调控的研究进展 14-34 1 蛋白质代谢概述 14-17 2 氨基酸对蛋白质代谢的调节 17-23 3 蛋白质代谢相关因子研究进展 23-34 第二章丙酮酸肌酸生物学功能研究进展 34-46 1 丙酮酸肌酸的概述 34 2 丙酮酸的生物学功能 34-37 3 肌酸的生物学功能 37-40 4 丙酮酸肌酸的生物学功能 40-46第二篇试验研究 46-86 第三章丙酮酸肌酸对大鼠蛋白质代谢相关生化指标的影响 46-62 1 材料和方法 46-48 2 结果与分析 48-55 3 讨论与小结 55-62 第四章丙酮酸肌酸对大鼠血清及部分组织中氨基酸谱的影响 62-74 1 材料和方法 62-64 2 结果与分析 64-68 3 讨论与小结 68-74 第五章丙酮酸肌酸对大鼠蛋白质代谢相关基因mRNA转录水平的影响 74-86 1 材料和方法 75-77 2 结果与分析 77-80 3 讨论与小结 80-86总体讨论 86-89参考文献 89-92全文结论 92-94硕士期间发表和完成的论文 94-96致谢 96

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