游泳运动通过抑制p38 MAPK通路缓解Ⅱ型糖尿病大鼠肝细胞凋亡

【作者】 李风兴； 林宝璇； 陈宁；

【机构】 武汉体育学院健康科学学院； 武汉体育学院健康科学学院运动训练监控湖北省重点实验室天久运动营养食品研发中心；

【摘要】 目的:Ⅱ型糖尿病(Type 2 diabetes mellitus,T2DM)是一种由胰腺β细胞功能障碍和外周器官胰岛素抵抗联合引起的与年龄和生活方式相关代谢疾病,影响身体多器官和组织。高糖的毒性容易引起肝细胞的过度凋亡影响正常的肝细胞功能,与此同时,p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 mitogen-activated protein kinase, p38 MAPK)信号通路的激活与肥胖、糖尿病等代谢性疾病的发病机制也有一定相关性。体育锻炼一直被认为对慢性疾病如糖尿病患者具有重要的健康效益。因此我们探究糖尿病状态下运动是否能够通过抑制p38 MAPK通路缓解Ⅱ型糖尿病大鼠肝细胞凋亡。方法:24只健康SD大鼠适应性喂养两周后随机分组,6只喂养基础饲料正常对照组(NC),18只喂养高糖高脂饲料。八周高糖高脂饲料喂养后的大鼠过夜禁食,腹腔注射1%链脲佐菌素STZ溶液(30 mg/kg),注射后的第14天过夜禁食后,选取空腹血糖≥16.7 mmol/L的造模成功大鼠14只平均分为两组:糖尿病对照组(DM)、游泳干预的糖尿病大鼠组(DE)。运动方案为不负重游泳训练,总共8周,一周五次,每次90分钟,干预期间实时监测大鼠血糖体重等情况。八周干预结束后将大鼠麻醉处死取新鲜肝脏组织进行拍照和称重;制作新鲜组织石蜡切片进行苏木素-伊红(HE)染色观察大鼠肝脏细胞的形态;提取组织中总RNA及总蛋白进行实时荧光定量分析(qRT-PCR)和蛋白免疫印迹(WB)法检测特定基因表达和蛋白表达情况。结果:与正常对照组大鼠相比,糖尿病大鼠懒惰喜睡,体重明显下降(p<0.001),血糖显著升高(p<0.001),肝指数增加(p<0.001);HE染色显示糖尿病大鼠肝小叶结构紊乱,排列不规则,肝细胞出现脂肪变性和气球样变。游泳干预可以稳定的降低大鼠血糖(p<0.01),改善肝细胞微观结构。qRT-PCR检测三组大鼠肝脏细胞内p38基因表达和蛋白免疫印迹法检测p-p38Thr180/Tyr182及总p38蛋白、细胞凋亡通路Cleaved Caspase3、总Caspase3蛋白及BCL2相互作用蛋白BNIP3。与正常对照组(NC)大鼠肝内p38基因表达水平相比,糖尿病大鼠肝脏p38基因表达显著增加(p<0.001),p-p38Thr180/Tyr182蛋白与总p38总蛋白比例显著增加(p<0.001)证明糖尿病大鼠体内p38明显激活;同样的,糖尿病大鼠肝脏内细胞凋亡通路蛋白BNIP3表达水平(p <0.01)及Cleaved Caspase3/Caspase3比值(p<0.05)显著升高。与糖尿病对照组(DM)相比,八周游泳干预虽然不能显著地抑制p38基因的表达,但明显抑制蛋白p38在苏氨酸180和酪氨酸182位点的磷酸化(p<0.05),并且抑制细胞内过高的BNIP3蛋白水平(p<0.01)和Cleaved Caspase3/Caspase3比值(p<0.01)。结论:我们证实p38 MAPK通路在Ⅱ型糖尿病大鼠肝脏中过度激活,而八周游泳运动可以有效的降低p38 MAPK通路的激活并改善糖尿病大鼠肝脏的稳态。最后,我们证实游泳运动可能通过p38 MAPK通路抑制细胞凋亡从而促进肝细胞存活。更多还原