目的：本研究基于一氢核磁共振(1H NMR)的代谢组学分析技术,明确IR大鼠及其运动干预下血液中的特征代谢物；结合透射电镜观察不同生理病理状态下大鼠骨骼肌线粒体形态学变化,为IR的线粒体功能障碍学说及其运动防治提供相关的理论依据和实践参考。方法：雄性Wistar大鼠40只随机分为4组,每组10只：对照组(N组)、正常+运动组(NE组)、模型组(IR组)和模型+运动组(IRE组)。造模期,采用正常膳食(脂肪、蛋白质、碳水化合物热卡含量分别为10%、21%、69%)喂养N组和NE组大鼠,高脂膳食(脂肪、蛋白质、碳水化合物热卡含量分别为59%、20%、21%)喂养IR组和IRE组大鼠,共4周。造模期结束后,运动干预NE组和IRE组大鼠,训练方案采用Bedford第二级负荷转化为转轮运动(转轮负荷：20r/min, 1h/d,每周5次)；N组大鼠保持正常饲料和饮水,IR组继续高脂喂养,并且都不给与任何刺激,共6周。10周后,留取所有实验大鼠血液及其比目鱼肌,进行大鼠血液代谢组学研究与骨骼肌线粒体形态学观察。结果：(1)造模期结束后,对所有大鼠进行高胰岛素-正葡萄糖钳夹实验,发现在N/NE和IR/IRE大鼠的血糖保持在正常范围内的情况下,N/NE组大鼠60-120分钟GIR平均值为1278±2.06mg/(kg·min), IR/IRE组60-120分钟GIR平均值为6.51±1.71mg/(kg·min), IR/IRE组G1R低于N/NE组。(2)利用透射电镜观察大鼠比目鱼肌超微结构,发现N组和NE组大鼠的骨骼肌线粒体形态结构完整,IR组大鼠的骨骼肌线粒体形态严重变性,在IRE组线粒体数量较IR组丰富,且多数形态正常,并发现线粒体自噬现象。(3)基于1H NMR的代谢组学技术研究发现,N组、NE组、IR组和IRE组大鼠血清中的代谢物差异明显,与N组相比,NE组大鼠血清中的代谢差异物有：亮氨酸/异亮氨酸、低密度脂蛋白/极低密度脂蛋白、0-乙酰糖蛋白、氧化三甲胺、乳酸；低密度脂蛋白/极低密度脂蛋白和氧化三甲胺水平升高,亮氨酸/异亮氨酸、O-乙酰糖蛋白和乳酸水平降低；其中,O-乙酰糖蛋白(P<0.01)和乳酸(P<0.05)水平的变化具有显著性差异。与N组相比,IR组大鼠血清中的代谢差异物有：低密度脂蛋白/极低密度脂蛋白、乳酸、N-乙酰糖蛋白、谷氨酸盐、丙酮、甜菜碱、肌酸和B-葡萄糖；低密度脂蛋白/极低密度脂蛋白、N-乙酰糖蛋白、丙酮和B-葡萄糖水平升高,乳酸、谷氨酸盐、甜菜碱和肌酸水平降低；其中,低密度脂蛋白/极低密度脂蛋白(P<0.01)、谷氨酸盐(P<0.05)和丙酮(P<0.01)水平的变化具有显著性差异。与IR组相比,IRE组大鼠血清的代谢差异物有：低密度脂蛋白/极低密度脂蛋白、乳酸、谷氨酸盐、丙酮、乙酰乙酸、氧化三甲胺和糖原；乳酸水平升高,低密度脂蛋白/极低密度脂蛋白、谷氨酸盐、丙酮、乙酰乙酸、氧化三甲胺和糖原水平降低；其中,低密度脂蛋白/极低密度脂蛋白(P<0.05)和丙酮(P<0.01)水平的变化具有显著性差异。结论：(1)胰岛素抵抗可导致大鼠骨骼肌线粒体超微结构损伤；有氧运动可能通过线粒体自噬,改善胰岛素抵抗造成的大鼠骨骼肌线粒体形态结构,维持机体能量代谢平衡。(2)代谢组学结果提示,IR大鼠血液中的差异代谢物有低密度脂蛋白/极低密度脂蛋白、乳酸、甜菜碱、β-葡萄糖、丙酮、N-乙酰糖蛋白、谷氨酸盐和肌酸；与运动干预IR相关的代谢差异物有低密度脂蛋白/极低密度脂蛋白、乳酸、丙酮、乙酰乙酸、氧化三甲胺和糖原。即运动干预可能是通过调节大鼠体内糖、脂肪和氨基酸代谢紊乱,改善IR。 (3)低密度脂蛋白/极低密度脂蛋白和乳酸,可能是与运动干预改善IR相关的潜在生物标志物。