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关键词： 茶多酚   运动疲劳   中枢炎症   小胶质细胞   炎症通路   工程化组织构建  

摘要： 背景:研究显示,茶多酚有多器官的抗炎作用,但关于茶多酚对运动疲劳所致的神经中枢炎症影响的研究较少。目的:探讨茶多酚在运动疲劳中的中枢抗炎作用和机制。方法:将7周龄雄性昆明小鼠随机分为安静对照组、疲劳模型组和茶多酚组。让疲劳模型组小鼠一次性力竭游泳,茶多酚组小鼠在一次性力竭游泳前30 min腹腔注射1次茶多酚。记录疲劳模型组和茶多酚组小鼠的力竭游泳时间。各组小鼠在力竭游泳2 h后取脑组织,苏木精-伊红染色法观察小鼠脑组织形态结构变化;免疫印迹或实时荧光定量聚合酶链式反应方法检测脑组织中炎症相关因子的表达、小胶质细胞活化情况及STAT3/核因子κB p65炎症通路的激活情况;酶联免疫吸附法检测血浆炎症因子水平。结果与结论:①与疲劳模型组相比,茶多酚组小鼠游泳力竭时间明显延长;②各组小鼠的脑组织苏木精-伊红染色结果未发现异常;③与安静对照组相比,疲劳模型组小鼠肿瘤坏死因子α蛋白、白细胞介素1β蛋白、M1型活化小胶质细胞标志物诱导型一氧化氮合酶蛋白、核因子κB p65蛋白和mRNA及p-STAT3蛋白和STAT3 mRNA表达明显增多,抗炎因子白细胞介素10蛋白、M2型小角质细胞标志物精氨酸酶1蛋白表达明显减少;与疲劳模型组相比,茶多酚组小鼠炎症反应、小胶质细胞类型及信号分子等相关指标呈相反的明显变化;④各组小鼠外周血浆和脑组织炎症相关因子肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β、白细胞介素10的表达一致;⑤结果表明,运动疲劳可以引发神经中枢炎症反应,茶多酚可以减轻这种炎症反应,继而增加小鼠的耐疲劳时间;运动疲劳和茶多酚对脑内的炎症反应的影响可能是通过STAT3/核因子κB p65通路完成的。

关键词： 鱼群算法   运动者   卷积神经网络   疲劳步态   步态能量图   卷积核   运动能量分布   归一化自相关函数   工程化组织构建  

摘要： 背景:步态动作是运动中展现出的重要特征之一,反映了身体状态和运动能力。在疲劳状态下步态动作会出现异常,如步幅减小、身体摇晃等,这些异常步态动作会对身体造成伤害。目的:旨在推动运动科学领域的技术进步,将先进的算法与数据分析技术应用于运动实践中,从而进一步提升运动疲劳状态下步态动作的识别准确度。方法:基于鱼群算法的运动疲劳状态下步态动作识别方法。利用归一化自相关函数和运动能量分布原理获取运动者单周期步态能量图,采用奇异值分解法转换图像以突出视觉差异,生成运动者步态能量图,使用卷积神经网络构建步态动作识别模型,并通过鱼群算法求解模型的参数,以提升疲劳步态动作识别的准确度及效率。结果与结论:①鱼群算法在步态动作识别上的损失值较小,能够准确、快速地识别出运动者的步态动作,动态监测运动者身体疲劳情况;②基于鱼群算法的运动者疲劳步态动作识别研究,可以有效识别出运动者疲劳状态下的步态动作,实现对于细微步态变化的精确捕捉;③鱼群算法的系统稳定性良好,能够减少试验测试结果的波动性,提高识别效率,更有效地管理运动疲劳、预防运动损伤。另外,当正常人步态特征发生显著变化时,系统可以发出预警,提示个体可能处于疲劳状态,需要休息或调整活动强度。

关键词： 白藜芦醇   运动性疲劳   氧化应激   炎症   线粒体质量   能量物质   神经递质   综述   工程化组织构建  

摘要： 背景:白藜芦醇是一种天然存在于植物中的多酚类化合物,具有抗炎、抗氧化和抗增殖等特性,在防治各类慢性疾病中的作用已被广泛证实。近年来,越来越多的证据表明白藜芦醇可延缓运动性疲劳,但相关机制尚未得到系统阐释。目的:以运动性疲劳的产生机制为切入点,梳理白藜芦醇在延缓运动性疲劳中可能涉及到的作用及机制,以期为白藜芦醇在运动营养领域的研究和应用提供理论依据。方法:以“白藜芦醇,运动性疲劳,氧化应激,炎症,能量物质,肌肉损伤,线粒体质量,神经递质”为中文检索词;以“resveratrol,exercise-induced fatigue,oxidative stress,inflammation,energy substance,muscle injury,mitochondrial quality,neurotransmitter”为英文检索词。分别检索中国知网、万方数据库、PubMed数据库,搜寻各数据库1992年1月至2024年8月发表的相关研究文献,根据纳排标准共获得核心相关文献73篇。结果与结论:①白藜芦醇是一种天然的多酚类化合物,广泛存在于葡萄皮、浆果、花生等植物中,具有抗氧化、抗衰老、抗癌和抗炎等多种生物活性,不仅可应用于防治多种慢性病,也被认为可用以延缓运动性疲劳的产生。②运动性疲劳是一种非病理性疲劳现象,其产生机制复杂,与能量物质耗竭、代谢产物积累、炎症、氧化应激等外周机制,以及中枢神经保护性抑制和神经递质分泌失调等中枢机制有关。③白藜芦醇可能通过激活kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1/核因子E2相关因子2通路,进而上调过氧化氢酶和超氧化物歧化酶等抗氧化相关基因的表达,下调丙二醛和4-羟基壬烯酸等基因表达,最终减少氧化应激;激活沉默信息调节因子1,抑制核因子κB和核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3炎症小体通路来下调肿瘤坏死因子α、白细胞介素6和白细胞介素1β等促炎细胞因子表达,以减轻炎症反应;增加肠道菌群代谢产物短链脂肪酸产生和肝脏中乳酸/丙酮酸比值来促进糖异生,并提高脂肪酸的氧化能力,从而增加能量物质的利用;激活沉默信息调节因子1/过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α/核呼吸因子1通路提高骨骼肌线粒体生物发生,促进线粒体融合和分裂以优化线粒体动力学,并激活线粒体自噬,从而改善线粒体质量;降低血浆中色氨酸水平来减少脑内5-羟色胺过度分泌,增加脑内多巴胺释放,并减少谷氨酸毒性累积,进而调节神经递质紊乱;降低血浆中乳酸和氨水平,促进代谢产物清除,从而延缓运动性疲劳的发生。④尽管现有研究表明白藜芦醇在延缓运动性疲劳发生中发挥重要作用,但目前对于何种补充剂量、补充时机和补充周期对运动性疲劳的延缓效果最佳仍不清楚,且与其他营养补剂(如咖啡因和维生素等)的相互作用也有待考证,因此在未来的研究中需进一步探索白藜芦醇的补充策略。

关键词： 椎间盘   腰椎间盘突出   颈椎间盘突出   形心   核磁共振   人工智能   生物力学  

摘要： 背景:人工诱导突出椎间盘自然回缩技术是一种治疗颈、腰椎间盘突出症微创、对突出椎间盘而言无创的创新性有效方法,但回缩术后突出颈、腰椎间盘能否保持原有的高度及生物力学强度,目前尚未见相关研究报道。目的:测量人工诱导突出椎间盘自然回缩手术前后突出颈、腰椎间盘相邻椎体形心高度,以分析回缩术后椎间盘生物力学强度的变化,为人工诱导突出椎间盘自然回缩技术治疗颈、腰椎间盘突出症提供新的依据。方法:回顾性分析2013年1月至2023年1月在郑州大学第一附属医院接受人工诱导突出椎间盘自然回缩手术治疗的颈/腰椎间盘突出患者140例。应用相关软件在人工智能辅助标定下,于MRI T_(1)图像中测量患者人工诱导突出椎间盘自然回缩术前及术后各随访时间节点的颈椎、腰椎相邻椎体形心高度。以未手术的T_(1)/T_(2)和T_(12)/L_(1)节段分别作为颈椎、腰椎对照组,若术前颈/腰椎间盘突出患者的相邻椎体形心高度值小于其自身T_(1)/T_(2)或T_(12)/L_(1)对照节段相邻椎体形心高度值超过8%者为“高度降低组”(以下简称A组),其余为“高度不变组”(以下简称B组)。统计学分析A组和B组人工诱导突出椎间盘自然回缩手术前后相邻椎体形心高度的差异,同时根据人工智能辅助测量所得颈、腰椎突出椎间盘的体积,分析其与相邻椎体形心高度变化的相关性。结果与结论:①共纳入140例患者,其中颈椎组60例、腰椎组80例,术后随访7 d-12个月;②颈椎组共281个椎间盘,其中对照组60个颈椎间盘,术前与术后末次随访相邻椎体形心高度平均值分别约为20.46 mm和20.17 mm,差异无显著性意义(P>0.05);A组162个颈椎间盘,术前与术后末次随访相邻椎体形心高度均值分别为16.65 mm和15.92 mm,差异无显著性意义(P>0.05);术前与术后颈椎突出椎间盘体积均值分别是510.28 mm^(3)和364.76 mm^(3),与相邻椎体形心高度改变无显著相关性(P>0.05);B组64个颈椎间盘,术前与术后末次随访相邻椎体形心高度平均值分别为20.15 mm和19.09 mm,差异无显著性意义(P>0.05);术前与术后颈椎突出椎间盘体积平均值分别是515.32 mm^(3)和361.98 mm^(3),与相邻椎体形心高度改变无显著相关性(P>0.05);③腰椎组共258个椎间盘,其中对照组80个腰椎间盘,术前与术后末次随访相邻椎体形心高度平均值分别约为33.03 mm和32.40 mm,差异无显著性意义;A组59个腰椎间盘,术前与术后末次随访相邻椎体形心高度平均值分别为30.08 mm和31.67 mm,差异无显著性意义;术前与术后腰椎突出椎间盘体积均值分别是690.51 mm^(3)和496.58 mm^(3),与相邻椎体形心高度改变无显著相关性(P>0.05);B组119个腰椎间盘,术前与术后末次随访相邻椎体形心高度平均值分别为35.91 mm和34.12 mm,差异无显著性意义;术前与术后腰椎突出椎间盘体积均值分别是698.70 mm^(3)和535.99 mm^(3),与相邻椎体形心高度改变无显著相关性;④提示无论颈、腰椎突出椎间盘高度是否下降,人工诱导突出椎间盘自然回缩术后其高度都可以维持与术前一致的水平,可见突出椎间盘回缩并不影响其生物力学强度,提示人工诱导突出椎间盘自然回缩技术宜在突出节段椎间隙高度下降前实施,这样对维持自然回缩椎间盘生物力学强度更具价值。

关键词： Vehicle-pavement coupled system   Pasternak foundation   Timoshenko beam   Non-uniform contact   LuGre tire model  

摘要： To thoroughly examine the complex relationships between tire and pavement vibrations, a sophisticated vehicle-pavement coupled system is proposed, incorporating a non-uniform dynamic friction force between the tire and the pavement. According to the Timoshenko beam theory, a dynamic model of pavement structure with a finite length beam was formulated on a nonlinear Pasternak foundation. To more accurately describe the coupling relationship between the tire and the pavement, and to take into account the vibration state under vehicle-pavement interaction, the load distribution between the tire and the pavement is modeled as a dynamic non-uniform contact. Combined with the classic LuGre tire model, the adhesion between the tire and the pavement is calculated. The Galerkin truncation method is employed to transform the pavement vibration partial differential equation into a finite ordinary differential equation, and the integral expression of the nonlinear foundation beam term is derived using the product to sum formula. By using the Runge-Kutta method, the tire-road coupled system can be numerically calculated, thus determining tire adhesion. This research demonstrates that compared with tire force under the traditional static load distribution, load distribution has a significant influence on adhesion. This study offers valuable insights for pavement structure design and vehicle performance control.

关键词： 课程思政   铁路路基   施工与维护   思政  

摘要： 随着"一带一路"倡议和"中国制造 2025"战略的迅速推进,提升工程教育与课程思政元素的融合程度变得极为关键.在"大思政"教育背景下,全面的育人理念和正确的价值观贯穿于教育的各个方面,对学生全面发展产生深远影响.本研究以铁道工程技术专业的"铁路路基施工与维护"课程为对象,探讨其课程体系中课程思政元素的实践情况,并基于实践过程和效果,为相似专业课程的"课程思政"提供参考.

关键词： 疲劳驾驶检测   面部特征   LSTM网络   多信息融合   物联网   OneNET  

摘要： 随着当今汽车行业的发展,交通事故发生率居高不下,其中疲劳驾驶是事故发生的重要原因之一,因此疲劳驾驶检测技术的普及势在必行。文中提出一种基于物联网的多信息融合疲劳驾驶检测算法,采用轻便嵌入式设备作为终端,集成数据采集、疲劳驾驶检测和报警功能。使用长短期记忆神经网络(LSTM)对驾驶员的面部信息和生理状态进行多信息融合检测,将驾驶员的眼嘴特征、头部姿态和心率特征等多信息进行融合并同步完成疲劳驾驶检测。相比于传统疲劳驾驶检测方法,该方法能够有效提高检测的准确率,提升了约6~7个百分点。基于所设计的物联网数据可视化平台,将检测结果实时上传并保存到云端,实现疲劳检测数据的实时统计和报警反馈,对智慧交通应用有着积极的推广作用。

关键词： 城市轨道交通   弹簧疲劳破坏   载荷谱  

摘要： 结合城市轨道交通车辆弹簧出现的疲劳破坏工程案例,提出了城市轨道交通车辆弹簧疲劳寿命的计算方法。该方法以实测载荷时间历程和弹簧材料S-N曲线为基础,通过实测载荷时间历程编制用于疲劳寿命计算的8级谱。在此基础上分析了空载、半载、满载、超载不同工况以及弹簧参数对车辆弹簧疲劳寿命的影响规律。结果表明:超载对车辆弹簧疲劳寿命具有显著的影响,同时增加簧丝直径、减少弹簧有效圈数能够在一定程度上增加车辆弹簧的疲劳寿命。这对解决轨道交通车辆弹簧疲劳破坏,科学选择车辆弹簧具有一定的实际指导意义。

关键词： 地表水   总氮   季节变化  

摘要： [目的]确定黄土高塬沟壑区流域地表水水环境状况,探究河流氮素时间尺度变化特征及原因,为流域水资源合理分配利用提供科学依据。[方法]以黄土高塬沟壑区砚瓦川流域为研究区,采集2022年流域水文控制站的日过程河水水样,测定总氮、硝态氮、铵态氮等指标,分析其季节性差异;基于流域把口站水沙数据,初步探讨河流各形态氮浓度变化的主要影响因子。[结果](1)砚瓦川流域河水硝态氮、亚硝态氮、溶解态总氮以及总氮的浓度呈显著季节性差异(p<0.05),颗粒态总氮的季节变异系数最大,为0.58。(2)硝态氮、铵态氮和亚硝态氮全年平均浓度分别为3.65 mg/L,0.76 mg/L和0.12 mg/L,峰值分别出现在12月(7.07 mg/L),5月(1.47 mg/L)和12月(0.38 mg/L)。(3)颗粒态总氮的浓度峰值出现在7—8月。硝态氮在溶解态总氮中占比70.74%,是其主要赋存形态,溶解态无机氮为总氮的主要赋存形态,占比62%~94%。[结论]2022年砚瓦川河流总氮和硝态氮浓度呈现冬季高、夏季低的特征;颗粒态总氮的浓度变化是降雨产生土壤侵蚀输沙导致的,水溶性氮的浓度变化主要是河流流量与氮素增减变化引起的。

关键词： 生态修复   生态风险   生态系统服务   植被退化   陕北黄土高原地区  

摘要： [目的]探究陕北黄土高原地区生态风险和修复对于黄河流域生态保护和高质量发展具有重要意义。[方法]基于生态系统服务,采用生态风险评估模型,得出生态风险评估结果;同时基于植被覆盖度,采用Slope+Mann-Kendall趋势检验分析模型,得出植被退化趋势评估结果。将二者结果根据综合指数法,形成陕北黄土高原地区生态修复优先区。[结果](1)2000—2020年陕北黄土高原地区产水量、土壤保持、生境质量和碳固定生态系统服务均呈现增长趋势,单位面积产水量增长率为563.98%;单位面积土壤保持量增长率为54.22%;单位面积生境质量增长率为2%;单位面积碳固定增长率为113.05%。(2)生态风险较高的区域位于西北部的长城沿线风沙滩地。(3)陕北黄土高原地区植被覆盖度呈逐渐增加趋势,植被改善区域占比95.87%,植被退化区域主要位于西北部的长城沿线风沙滩地和南部的黄土丘陵沟壑区。(4)生态修复优先级较高的区域位于定边县、榆阳区、横山区、靖边县,采取防风固沙林带建设、退耕还林还草、盐碱地综合治理等生态修复措施。[结论]陕北长城沿线风沙滩地作为陕北黄土高原地区生态修复优先区域,需加强区域生态保护,采取科学的生态修复措施,保障黄河流域生态保护和高质量发展。