高强间歇运动预干预对2型糖尿病大鼠骨骼肌瘦素信号通路的影响

【作者】 林森； 胡亚哲；

【机构】 武汉体育学院体育科技学院； 华中师范大学；

【摘要】 研究目的:在进行T2DM大鼠模型建立过程中前施加高强度间歇运动,探究高强间歇运动对2型糖尿病大鼠形成后骨骼肌瘦素及其下游信号通路的影响,为运动防治糖尿病提供一定的理论基础。研究方法:50只8周龄雄性SPF级SD大鼠,进行一周的适应性喂养,后随机分为4组,对照组(NC,n=10),糖尿病造模组(DM,n=10),中等强度耐力运动干预组(MICT,n=18),高强度间歇运动干预组(HIIT,n=12)。NC组正常饮食,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;所有组别自由饮水进食。NC、DM组均笼中自由活动,MICT组和HIIT组在糖尿病造模期间分别进行中等强度耐力运动和高强度间歇运动干预,两者运动总量相同。第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0.1mmol/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IPGTT,检测各组大鼠糖耐量。隔日,检测随机血糖后,处死大鼠。DM组、MICT组、HIIT组剔除未成T2DM的标本(剔除后各组n>6),Elisa法检测血清瘦素含量;WesternBlot法检测腓肠肌瘦素受体,AMPKα/P-AMPKα,ACC/P-ACC,生化检测TG和FFA;取大鼠附睾脂肪Real-time PCR法检测瘦素m RNA,Western Blot法测瘦素含量。研究结果:1.NC组大鼠血糖显著低于DM组的血糖水平(P<0.01)。2.NC组大鼠腓肠肌重量显著高于DM组和MICT组大鼠腓肠肌重量(P<0.01,P<0.05),HIIT组大鼠腓肠肌重量显著高于DM组和MICT组大鼠腓肠肌重量(P<0.05,P<0.05)。3.相对于NC组,DM组、MICT组大鼠HIIT组大鼠糖耐量显著受损(P<0.05,P<0.01,P<0.05),而DM组大鼠糖耐量受损程度显著高于HIIT组。4.NC组大鼠双侧附睾脂肪重量显著高于MICT组和HIIT组大鼠双侧附睾脂肪重量(P<0.01,P<0.01)。DM组大鼠双侧附睾脂肪重量显著高于MICT和HIIT组大鼠双侧附睾脂肪重量(P<0.01)。5.DM组血浆瘦素水平显著低于NC组血浆瘦素水平(P<0.01),MICT组、HIIT组血浆瘦素水平显著低于NC组血浆瘦素水平(P<0.01,P<0.01)。6.NC组大鼠附睾脂肪leptin-mRNA表达高于HIIT组大鼠附睾脂肪leptin-RNA表达(P<0.01)。HIIT组大鼠附睾脂肪中Leptin的蛋白表达低于DM组和MICT组(P<0.05,P<0.01)。7.DM组和MICT组大鼠肌肉组织瘦素受体含量低于NC组大鼠肌肉组织瘦素受体的相对含量(P<0.05)。8.HIIT组肌肉组织内AMPKα表达显著高于DM组和MICT组(P<0.05)。HIIT组大鼠肌肉组织内AMPK磷酸化水平(P-AMPK)高于MICT组(P<0.05)。9.MICT组大鼠肌肉组织内P-ACC蛋白表达与HIIT组大鼠肌肉组织内P-ACC蛋白表达表现出上升趋势(P=0.051)。其他各组大鼠肌肉组织内ACC、P-ACC蛋白表达不存在显著性差异。10.MICT组大鼠肌肉内甘油三酯(TG)含量显著高于NC组、DM组和HIIT组大鼠肌肉内甘油三酯(TG)含量(P<0.01,P<0.05,P<0.05)。MICT组大鼠肌肉内游离脂肪酸(FFA)含量显著高于NC组、DM组和HIIT组大鼠肌肉内游离脂肪酸(FFA)含量(P<0.01,P<0.05,P<0.05)。研究结论: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预干预可以提升肌肉质量,改善外周组织糖耐量受损程度,改善外周组织的胰岛素敏感性。2型糖尿病初期就出现一定程度的瘦素抵抗。HIIT可以通过抑制脂肪组织瘦素基因转录翻译,进而降低脂肪组织内瘦素的合成进而调控机体瘦素含量;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,中等强度耐力运动均可以造成骨骼肌内FFA和TG积聚,不过并非脂质的异位沉积而是一种运动适应。更多还原