运动训练干预对肥胖男性中血清MOTS-c以及骨代谢的影响

【作者】 胡广璇； 黄睿奇； 杨旸； 衣雪洁； 常波；

【机构】 沈阳体育学院； 辽宁师范大学； 上海体育学院；

【摘要】 研究目的:随着能量代谢研究的不断深入,新的研究证明骨代谢与食物摄入和葡萄糖代谢之间存在直接的激素联系,而MOTS-c这个具有重要细胞功能和激素作用的多肽,是否参与骨代谢及其与能量稳态的关系成为人们关注的焦点。近几年研究显示,MOTS-c能够促进成骨细胞的增殖、分化以及矿化,抑制破骨分化,参与了骨代谢和骨重建的调控。因此,MOTS-c作为一种有价值的线粒体衍生肽,有必要探索其促进骨代谢以及运动调控的潜在机制。肥胖会导致机体炎症升高,进而影响骨代谢。以往研究表明,运动是非药物减脂的有效方式,并且长期合理的运动能有效抑制肥胖患者的炎症,上调肥胖患者骨形成与骨吸收的平衡,增加患者骨小梁排列和密度、加速骨的矿化和改善骨代谢。新型的线粒体衍生肽(Mitochondrial-derived peptides,MDP)—MOTS-c,是第二个被发现的MDP,具有一个Kozak序列,分子量为2174.7Da,MOTS-c的一级结构为Met-Arg-Trp-GlnGlu-Met-Gly-Tyr-Ile-Phe-Tyr-Pro-Arg-Lys-Leu-Arg,由51个碱基对组成,其被翻译为16个氨基酸的肽,经过翻译后修饰被命名为MOTS-c。主要作用于肌肉和脂肪,并在外周循环血液中也有显著表达。MOTS-c是一个作用于多组织,具有远大研究前景的线粒体衍生肽。在骨骼肌中MOTS-c可以增加葡萄糖利用率、增强胰岛素敏感性,进而调节葡萄糖稳态;在脂肪组织中,MOTS-c增加脂肪酸氧化和白色脂肪脂质分解代谢,促进白色脂肪棕色化,最终实现脂肪代谢平衡;此外,MOTS-c在调节肝脏中脂质积累发挥的重要作用,其能减少肝脏脂肪积累,抑制肝葡萄糖产生;当MOTS-c作用于中枢时,能改善记忆认知功能;并且MOTS-c改善了心肌机械效率增强了心脏收缩功能,并有改善心室舒张。以往研究显示,MOTS-c可以通过自分泌、旁分泌和内分泌形式,在细胞保护、能量代谢等方面发挥重要的调节作用。近期研究表明,MOTS-c能够促进成骨细胞的增殖、分化以及矿化,抑制破骨细胞的生成,在调控骨代谢和骨重建中发挥重要作用。值得注意的是MOTS-c与骨代谢之间的关系目前主要集中于动物实验及通路机制研究,人体实验尚未见报道,因此进一步探究人体血清MOTS-c与骨代谢之间的关系是具有重要意义的。此外,以往研究对肥胖人群血液中MOTS-c水平的结果矛盾,研究发现MOTS-c与肥胖、胰岛素抵抗之间存在关联,而在不同肥胖人群、性别中的研究结果不一致,具有争议性。而MOTS-c本身就具有运动应答的效用。目前尚不清楚运动训练对肥胖男性对骨代谢的调节作用是否与血清中MOTS-c的变化有关。MOTS-c可改善脂质诱导的炎症反应,但运动训练后对肥胖男性中MOTS-c与炎症的相关研究还很少。为了深入了解MOTS-c在骨代谢中的作用,本研究通过对肥胖男性进行为期6周的运动训练干预,探运动训练干预对肥胖男性减肥前后人体血清MOTS-c与骨代谢、炎症因子以及BMI的关系,为探究新型线粒体衍生肽MOTS-c与骨代谢、肥胖及运动的关系提供实验依据。研究方法:选取8名普通男大学生作为正常对照组(年龄:18-23岁,BMI:21.49±2.18kg/㎡),9名肥胖男性作为实验组(年龄:18-24岁,BMI:34.96±6.73kg/㎡),对9名肥胖男性进行6周中等强度,大负荷运动训练干预。在干预前后取清晨空腹安静状态下静脉血,经3000xg离心15分钟后,分离血清,备用。采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定血清中的高密度脂蛋白(HDL-C)、低密度脂蛋白(LDL-C)、血清MOTS-c、骨吸收标志物抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)、骨形成标志物特异性碱性磷酸酶(BALP)、骨钙素(OCN)、肿瘤坏死因子(TNF-α)、空腹胰岛素(FINS)指标;采用葡萄糖氧化酶法测定空腹血糖(FPG);采用Inbody770测定身体质量指数(BMI);采用GPO-PAP法测定血清甘油三脂(TG);采用COD-PAP法测定血清总胆固醇(TC)。统计学方法:利用SPSS 26.0软件对数据进行统计分析,运动训练干预前和普通男大学生比较采用独立样本t检验,运动训练前后比较采用配对样本t检验,用Shapiro-Wilk检验MOTS-c及其他指标均服从正态分布,用Pearson相关系数评估血清MOTS-c水平与其他指标的相关性。所有统计测试都是双尾,P<0.05表示差异有显著性意义。研究结果:(1)与普通男大学生相比运动训练前减肥男性的MOTS-c水平显著降低(P<0.05),BMI、TG、LDL-C、空腹血糖、空腹胰岛素、TNF-α、TRAP显著上升(P<0.05),HDL-C、BALP、OCN显著下降(P<0.05),但TC差异不显著。(2)经过6周的运动训练,与减肥前相比MOTS-c水平显著升高(P<0.05),BALP、OCN和HDL-C水平显著上升(P<0.05),而BMI、空腹血糖、空腹胰岛素、TC、TG、LDL-C、TNF-α、TRAP显著下降(P<0.05)。(3)血清MOTS-c与BMI(R=-0.431,P<0.01)、TC(R=-0.349,P<0.01)、TG(R=-0.403,P<0.05)、 LDL-C(R=-0.513,P<0.05)、TNF-α(R=-0.562,P<0.01)、TRAP(R=-0.276,P<0.05)呈负相关,与HDL-C(R=0.550,P<0.01)、BALP(R=0.742,P<0.05)、OCN(R=0.589,P<0.05)呈正相关。此外,血清MOTS-c与空腹血糖(R=-0.421,P>0.05)、空腹胰岛素(R=-0.203,P>0.05)没有相关性。研究结果:肥胖男青年血清MOTS-c水平明显低于正常男青年。经过6周的中等强度,大负荷运动干预后能有效的降低肥胖者体脂体重,改善骨形成的调控因子BALP、OCN的表达,抑制骨吸收因子TRAP的表达,促进骨代谢。缓解肥胖男青年血清低浓度MOTS-c水平。血清MOTS-c水平与BMI、TC、TG、LDL-C、TNF-α、TRAP呈负相关,与HDL-C、BALP、OCN呈正相关。更多还原