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研究目的:在T2DM模型形成前施加不同方式的等量运动预干预即在模型建立过程中施加运动干预,探究不同方式运动对2型糖尿病大鼠造模后骨骼肌和脂肪组织瘦素分泌和骨骼肌leptin-AMPK-ACC信号通路的影响。研究方法:8周龄雄性SPF级SD大鼠50只,适应性喂养一周后随机分为4组,安静对照组(NC),10只、糖尿病造模组(DM),10只、中等强度耐力运动干预组(MICT),18只、高强度间歇运动干预组(HIIT),12只。NC组采用国家标准啮齿类动物干燥饲料喂养,DM、MICT、HIIT组均高糖高脂饲料喂养,自由饮水进食;NC、DM组均笼中自由活动,MICT组和HIIT组在高糖高脂饲料喂养期间分别进行不同方案的跑台运动。运动干预8周末,各组隔夜禁食不禁水12h,NC组按照30mg/kg的剂量,一次性腹腔注射O.1mmol/L的柠檬酸缓冲液;DM、MICT、HIIT组按照30mg/kg的剂量,一次性腹腔注射2%的STZ溶液,诱导建立2型糖尿病大鼠模型。在注射STZ第7天进行腹腔注射葡萄糖耐量实验,检测各组大鼠糖耐量。采用眼眶取血,Elisa法检测血清瘦素含量;取大鼠腓肠肌Western Blot法检测腓肠肌瘦素受体,AMPKα/P-AMPKα,ACC/P-ACC的含量,生化检测骨骼肌组织内TG和FFA;取大鼠附睾脂肪Real-time PCR法检测瘦素mRNA含量,Western Blot法检测组织内瘦素含量。研究结果:1.在运动第八周,正常对照组(NC)体重显著高于中等强度组(MICT)大鼠的体重(P<0.05)。STZ注射后第一周,正常对照组(NC)体重显著高于糖尿病对照组(DM)大鼠的体重(P<0.05);正常对照组(NC)大鼠体重显著高于MICT大鼠的体重(P<0.01);正常对照组(NC)显著体重高于HIIT组大鼠的体重(P<0.01);其他各时点各组之间不存在显著性差异。2.正常对照组(NC)大鼠血糖显著低于糖尿病对照组(DM)的血糖(P<0.01),正常对照组(NC)大鼠血糖显著低于中等强度组(MICT)的血糖(P<0.01),正常对照组(NC)大鼠血糖显著低于高强度间歇组(HIIT)大鼠血糖(P<0.01)。3.正常对照组(NC)大鼠腓肠肌重量显著高于糖尿病对照组(DM)大鼠腓肠肌重量(P<0.01),正常对照组(NC)大鼠腓肠肌重量显著高于中等强度组(MICT)大鼠腓肠肌重量(P<0.01);高强度间歇组(HIIT)大鼠腓肠肌重量显著高于糖尿病对照组(DM)大鼠腓肠肌重量(P=0.057),高强度间歇组(HIIT)大鼠腓肠肌重量显著高于中等强度组(MICT)大鼠腓肠肌重量(P<0.01)。4.正常对照组(NC)组大鼠双侧附睾脂肪重量显著高于中等强度组(MICT)大鼠双侧附睾脂肪重量(P<0.01),正常对照组(NC)组大鼠双侧附睾脂肪重量显著高于高强度间歇组(HIIT)大鼠双侧附睾脂肪重量。糖尿病对照组(DM)组大鼠双侧附睾脂肪重量显著高于中等强度组(MICT)大鼠双侧附睾脂肪重量(P<0.01),正常对照组(NC)组大鼠双侧附睾脂肪重量显著高于高强度间歇组(HIIT)大鼠双侧附睾脂肪重量。5.糖尿病对照组(DM)血浆瘦素水平显著低于正常对照组(NC)血浆瘦素水平,中等强度组(MICT)血浆瘦素水平显著低于正常对照组(NC)血浆瘦素水平,高强度间歇组(HIIT)血浆瘦素水平显著低于正常对照组(NC)血浆瘦素水平。6.正常对照组(NC)大鼠附睾脂肪leptin-mRNA相对表达水平高于高强度间歇组(HIIT)大鼠附睾脂肪leptin-RNA相对表达水平(P<0.01)。正常对照组(NC)大鼠附睾脂肪leptin-RNA相对表达水平与中等强度组(MICT)大鼠附睾脂肪leptin-RNA相对表达水平对比(P=0.051)。糖尿病对照组(DM)大鼠附睾脂肪leptin-RNA相对表达水平与高强度间歇组(HIIT)大鼠附睾脂肪leptin-mRNA相对表达水平对比(P=0.053)。7.高强度间歇组(HIIT)大鼠附睾脂肪中Leptin蛋白的相对表达水平极显著低于糖尿病对照组(DM)大鼠附睾脂肪Leptin蛋白的相对表达水平(P<0.01)。高强度间歇组(HIIT)大鼠附睾脂肪中Leptin蛋白的相对表达水平显著低于中等强度组(MICT)大鼠附睾脂肪Leptin蛋白的相对表达水平(P<0.05)。8.中等强度组(MICT)大鼠肌肉组织内瘦素的相对表达水平高于正常对照组(NC)大鼠肌肉组织内瘦素的相对表达水平(P=0.0504);其他各组之间大鼠肌肉组织内瘦素的相对表达水平不存在显著性差异。9.糖尿病对照组(DM)大鼠肌肉组织瘦素受体的相对含量低于正常对照组(NC)大鼠肌肉组织瘦素受体的相对含量(P<0.05);中等强度组(MICT)大鼠肌肉组织瘦素受体的相对含量低于正常对照组(NC)大鼠肌肉组织瘦素受体的相对含量(P<0.05)。其余各组大鼠肌肉组织瘦素受体的相对含量之间不存在显著性差异。10.正常对照组(NC)肌肉组织内AMPK蛋白相对表达水平低于高强度间歇组(HIIT)肌肉组织内AMPK蛋白相对表达水平(P=0.066)。高强度间歇组(HIIT)肌肉组织内AMPK蛋白相对表达水平显著高于糖尿病对照组(DM)肌肉组织内AMPK蛋白相对表达水平(P<0.05)。高强度间歇组(HIIT)肌肉组织内AMPK蛋白相对表达水平显著高于中等强度组(MICT)肌肉组织内AMPK蛋白相对表达水平(P<0.01)。其余各组之间大鼠肌肉组织内AMPK蛋白相对表达水平没有存在显著性差异。各组大鼠肌肉组织内P-AMPK蛋白相对表达水平:高强度间歇组(HIIT)大鼠肌肉组织内P-AMPK蛋白相对表达水平高于中等强度组(MICT)大鼠肌肉组织内AMPK蛋白相对表达水平(P<0.05)。11.正常对照组(NC)大鼠肌肉组织内P-ACC蛋白相对表达水平与高强度间歇组(HIIT)大鼠肌肉组织内P-ACC蛋白相对表达水平比较(P=0.08)。而中等强度组(MICT)大鼠肌肉组织内P-ACC蛋白相对表达水平与高强度间歇组(HIIT)大鼠肌肉组织内P-ACC蛋白相对表达水平比较(P=0.051)。其他各组大鼠肌肉组织内ACC、P-ACC蛋白相对表达水平不存在显著性差异。12.中等强度组(MICT)大鼠肌肉内甘油三酯(TG)含量显著高于正常对照组(NC)大鼠肌肉内甘油三酯(TG)含量(P<0.01),中等强度组(MICT)大鼠肌肉内甘油三酯(TG)含量显著高于糖尿病对照组(DM)大鼠肌肉内甘油三酯(TG)含量(P<0.01),中等强度组(MICT)大鼠肌肉内甘油三酯(TG)含量显著高于高强度间歇组(HIIT)大鼠肌肉内甘油三酯(TG)含量(P<0.01)。中等强度组(MICT)大鼠肌肉内游离脂肪酸(FFA)含量显著高于正常对照组(NC)大鼠肌肉内游离脂肪酸(FFA)含量(P<0.01),中等强度组(MICT)大鼠肌肉内游离脂肪酸(FFA)含量显著高于糖尿病对照组(DM)大鼠肌肉内游离脂肪酸(FFA)含量(P<0.05),中等强度组(MICT)大鼠肌肉内游离脂肪酸(FFA)含量显著高于高强度间歇组(HIIT)大鼠肌肉内游离脂肪酸(FFA)含量(P<0.05)。研究结论:HIIT可以通过抑制脂肪组织瘦素基因转录,进而降低脂肪组织内瘦素的合成进而调控机体瘦素含量。在2型糖尿病初期骨骼肌开始出现显著性萎缩,在造模过程中施加高强间歇运动干预可以提升肌肉质量,改善外周组织胰岛素敏感性。2型糖尿病初期就出现一定程度的瘦素抵抗和胰岛素抵抗,骨骼肌Leptin-AMPK-ACC信号通路并未受影响,而在2型糖尿病大鼠造模过程中,施加高强度间歇训练可激活骨骼肌leptin-AMPK-ACC信号转导通路,改善瘦素抵抗和糖脂代谢异常,促进骨骼肌脂质代谢。在2型糖尿病初期骨骼肌中没有出现明显的脂质沉积,HHT和MICT运动均可以成骨骼肌内FFA和TG积聚,不过并非脂质的异位沉积而是一种运动适应,且MICT沉积效果高于HIIT。