李 蕾， 李之俊， 魏安奎， 胡振東

(1．淮北師范大學(xué) 體育學(xué)院，安徽淮北235000;2．上海體育科學(xué)研究所，上海200030;3．上海體育學(xué)院運動科學(xué)學(xué)院，上海200438)

在醫(yī)學(xué)科研工作者深入研究胰島素抵抗(IR)發(fā)生、發(fā)展機理，尋求理想增敏藥物靶點的背景下，早期運動干預(yù)的獨特優(yōu)勢促使運動醫(yī)學(xué)研究者努力探尋其機制。從運動影響胰島素受體后信號通路的角度探討其機制是多年的主流方向。研究涉及胰島素信號通路中關(guān)鍵蛋白表達以及細胞因子表達的層面，但同時非胰島素依賴的信號途徑也日漸引起廣泛的關(guān)注。本研究選取胰島素敏感的骨骼肌、肝臟、脂肪3大靶組織，觀察脂肪細胞因子脂聯(lián)素和非胰島素依賴信號途徑關(guān)鍵蛋白AMPK在高脂和運動干預(yù)下的變化，進而探討運動延緩高脂膳食誘導(dǎo)大鼠形成的機制。

1 材料與方法

1．1 材料

1．1．1 實驗動物和分組 購入7周齡純系SD雄性大鼠46只，體重180～200 g，SPF級。隨機分為普食對照組(C組)12只、普食運動組(E組)12只、高脂膳食對照組(H組)10只、高脂膳食運動組(HE組)12只。

1．1．2 動物模型的建立和運動干預(yù)方案［1］使用普通飼料(蛋白質(zhì) 26．4%，脂肪 13．5%，碳水化合物60．1%)適應(yīng)性喂養(yǎng)1周，然后H組和HE組改高脂飼料(蛋白質(zhì)23．5%，脂肪44．1%，碳水化合物32．4%，提供能量約1 709．5 kJ/100 g)，C組和E組繼續(xù)普食喂養(yǎng)。同時E組和HE組開始實施無負重游泳訓(xùn)練，參考 T．Ploug等［2］報道的方法:水溫(33 ±2)℃，水深50 cm，保證每只大鼠有足夠面積持續(xù)運動。運動持續(xù)時間第1周30 min/d，第2周(30～60)min/d，第3周(60～90)min/d，第4周90 min/d直至實驗?zāi)Ｃ恐? d，共持續(xù)10周。

1．1．3 標本采集運動組末次運動結(jié)束48 h，禁食12 h，以10%水合氯醛按(40～45)mg/kg(體重)腹腔內(nèi)麻醉后，將大鼠仰臥位固定于大鼠手術(shù)臺上，逐層打開腹腔，于下腔靜脈取血6 mL左右，靜置后離心取血清，－20℃保存，待測FINS、FBG、血清脂聯(lián)素。隨后剝離腎周、腹膜后及附睪脂肪墊，計為內(nèi)臟脂肪，迅速投液氮，－80℃冰箱凍存，待測脂肪組織脂聯(lián)素基因表達。迅速取整肝，取雙側(cè)大腿紅色股四頭肌，迅速投液氮，－80℃冰箱凍存，待測肝臟和骨骼肌AMPKα蛋白表達及磷酸化水平。

1．2 測試指標及方法

1．2．1 空腹血糖(FBG) 美國強生LIFESCAN－穩(wěn)捷基礎(chǔ)型血糖儀。

1．2．2 空腹胰島素(FINS) 美國LINCO Research公司胰島素RI－13K放免試劑盒。

1．2．3 胰島素敏感指數(shù)(ISI)、抵抗指數(shù)(HOMA－IR)計算 依李光偉公式:ISI=1/(FINS×FBG)(取其自然對數(shù));HOMA－IR=(FINS×FBG)/22．5。

1．2．4 血清脂聯(lián)素測定 芬蘭Thermo公司W(wǎng)ellscan MK3型酶標儀，采用雙抗體夾心 ABC－ELISA法，按照試劑盒說明書操作。

1．2．5 大鼠內(nèi)臟脂肪組織脂聯(lián)素mRNA實時熒光定量PCR檢測 取內(nèi)臟脂肪組織200 mg，于液氮中迅速研磨至粉末狀，每50 mg加入1 mL Trizol充分快速勻漿，經(jīng)過分相和沉淀，抽提總RNA。瓊脂糖凝膠電泳，紫外分光光度計觀察條帶完整性，測定OD260/OD280比值在1．8 ～2．0。使用 Promega，Madison，WI提供的逆轉(zhuǎn)錄試劑盒，取RNA2ug進行逆轉(zhuǎn)錄。于GenBank上查找大鼠脂聯(lián)素和GAPDH的基因序列，Realtime PCR引物由ABI公司PrimerExpress 3．0軟件設(shè)計，由上海英駿生物技術(shù)有限公司合成。引物設(shè)計后先用普通PCR進行特異性檢測和最佳退火溫度摸索，以進行后續(xù)的熒光定量PCR。adiponectin的引物序列為:上游5'－GCACGAGGCGAGAAAGGA－3'， 下 游 5'－CCTACGCTGAATGCTGAGTGAT－3'。GAPDH 內(nèi)參的引物序列為:上游 5'－ACCACAGTCCATGCCATCAC－3'，下游 5'－TCCACCACCCTGTTGCTGTA－3'。

取上述cDNA樣品按5倍稀釋，依次加入SYBR GREEN 5 μL，上下游引物各1 μL，ddH2O 2．5 μL，總反應(yīng)體系為10μL，輕彈管底將溶液混合，5 000 r/min短暫離心。反應(yīng)溫度程序50℃ 2 min，95℃ 10 min，接著40個循環(huán)(95℃ 15 s，60℃ 1 min)。所有樣品用GAPDH作內(nèi)參。

1．2．6 大鼠股四頭肌、肝臟AMPKα蛋白表達及磷酸化水平檢測 取肌肉(肝臟)組織塊稱量0．5 g，粉碎組織塊，制備組織勻漿，4℃下以15 000 r/min的速度離心15 min，得上清液分裝保存。SDS－聚丙烯酰胺凝膠電泳，Bio－Rad蛋白轉(zhuǎn)移裝置轉(zhuǎn)膜后，加入PBST+5%BSA封閉液，在搖床上緩慢搖動，室溫封閉60 min。按照1∶2 000比例用PBST稀釋液稀釋一抗(兔抗大鼠AMPKα單克隆抗體和兔抗大鼠AMPKαThr172磷酸化單克隆抗體)。室溫或4℃在側(cè)擺搖床上緩慢搖動孵育1 h。參考二抗的說明書，按照1∶3 000比例用Western二抗稀釋液PBST稀釋辣根過氧化物酶(HRP)標記的二抗。室溫或4℃在側(cè)擺搖床上緩慢搖動孵育1 h。X線膠片曝光，掃描保存，采用Totallab V2．01圖像分析軟件對條帶灰度進行分析和比較。AMPKα的磷酸化程度以磷酸化AMPKα的條帶灰度與總AMPKα條帶灰度的比值計算。

1．3 數(shù)據(jù)處理 所有數(shù)據(jù)采用SPSS11．5統(tǒng)計軟件包建立數(shù)據(jù)庫，以均數(shù)±標準差表示，先進行方差齊性檢驗，再進行獨立樣本t檢驗，以P＜0．05為差異顯著，P＜0．01為差異非常顯著。

2 研究結(jié)果

2．1 大鼠FBG、FINS、HOMA-IR、ISI的變化比較(表1)

表1 大鼠FBG、FINS、HOMA-IR、ISI的比較(Mean±SD)Table 1 Comparison of FBG，F(xiàn)INS，HOMA-IR，ISI in Rats

表1提示高脂大鼠IR模型建立成功［1］。

2．2 大鼠血清脂聯(lián)素檢測結(jié)果(表2)

表2 大鼠血清脂聯(lián)素水平的比較(Mean±SD) mmol/LTable 2 Comparison of Serum Adiponectin Level in Rats

2．3 大鼠內(nèi)臟脂肪組織脂聯(lián)素mRNA實時熒光定量PCR檢測結(jié)果(表3)

表3 大鼠內(nèi)臟脂肪組織脂聯(lián)素mRNA表達的比較(Mean±SD)Table 3 Comparison of Visceral Fat Tissue Adiponectin mRNA Expression in Rats

由表3可見，H組和C組相比，H組脂肪組織脂聯(lián)素mRNA表達顯著低于C組(P＜0．05)，E組略低于C組，HE組略低于H組，但差異不具有顯著性(P＞0．05)。

2．4 大鼠股四頭肌AMPKα蛋白表達及磷酸化水平檢測結(jié)果(圖1，表4)

圖1 大鼠股四頭肌AMPKα蛋白表達及磷酸化水平檢測結(jié)果Figure 1． Testing Results of AMPKα Protein Expression and Phosphorylation in Rats Quadriceps Muscle

表4 大鼠股四頭肌AMPKα磷酸化水平灰度值(Mean±SD)Table 4 AMPKαPhosphorylation Gray Value in Rats Quadriceps Muscle

2．5 大鼠肝臟AMPKα蛋白表達及磷酸化水平檢測結(jié)果(圖2，表5)

圖2 大鼠肝臟組織AMPKα蛋白表達及磷酸化水平檢測結(jié)果Figure 2． Testing Results of AMPKα Protein Expression and Phosphorylation in Rats Liver

表5 大鼠肝臟組織AMPKα磷酸化水平灰度值(Mean±SD)Table 5 AMPKαPhosphorylation Gray Value in Rats Liver

3 討論

3．1 高脂膳食對大鼠血清脂聯(lián)素和脂肪組織脂聯(lián)素mRNA表達的影響 循環(huán)脂聯(lián)素有低分子量三聚體、六聚物和高分子量多聚結(jié)構(gòu)3種形式。正常機體中脂聯(lián)素處于高水平，范圍為(1～17)μg/mL，而其循環(huán)水平和基因表達在肥胖和脂代謝紊亂狀態(tài)下下降［3－4］。在本實驗中，未發(fā)現(xiàn)高脂膳食對大鼠血清脂聯(lián)素水平有顯著影響。這與許多研究發(fā)現(xiàn)高脂組血清脂聯(lián)素水平低于對照組的結(jié)論似乎不吻合。有研究認為，機體胰島素敏感性增高并非由總脂聯(lián)素絕對含量決定，而是LMW/HMW比值增高起關(guān)鍵作用［5］。鑒于脂聯(lián)素結(jié)構(gòu)和功能的復(fù)雜性，近來有學(xué)者提出要把對脂聯(lián)素水平的關(guān)注從其總體水平轉(zhuǎn)移到不同存在形式與總體水平的比例上。

脂肪組織脂聯(lián)素表達與脂肪組織功能更為緊密。肥胖者不同部位脂肪組織脂聯(lián)素含量和分泌亦存在差別。例如:T2DM患者一級親屬皮下脂肪脂聯(lián)素mRNA表達減少，但血漿脂聯(lián)素水平與正常組無異［6］;肥胖Zucker大鼠內(nèi)臟脂肪脂聯(lián)素mRNA表達減少，而皮下脂肪表達與正常組無差異，且體重減輕后內(nèi)臟脂肪脂聯(lián)素mRNA的表達增加［3］。目前，分別對皮下和內(nèi)臟脂肪脂聯(lián)素mRNA表達的研究鮮有報道。考慮到內(nèi)臟脂肪堆積與IR高度相關(guān)，因而選擇測定內(nèi)臟脂肪組織脂聯(lián)素mRNA表達情況。本實驗結(jié)果顯示，H組脂肪組織脂聯(lián)素mRNA表達顯著低于C組，表明內(nèi)臟脂肪組織脂聯(lián)素mRNA表達存在肥胖的負反饋抑制，可能參與介導(dǎo)了高脂大鼠IR的形成。這與唐兆生等［7］的研究結(jié)果相符。脂肪組織特異性合成脂聯(lián)素后，大都以內(nèi)分泌方式釋放入血，因此血清含量比較豐富和易于檢測。本實驗各組間血清脂聯(lián)素水平無顯著差異，推測脂聯(lián)素的蛋白合成水平并未發(fā)生顯著變化。這符合mRNA水平和蛋白水平相互偶聯(lián)但兩者并無必然一致趨勢的觀點。本實驗還發(fā)現(xiàn)H組血清脂聯(lián)素水平有略高趨勢，這似乎與以往研究報道的觀點不大一致?？紤]可能與H組大鼠樣本較少有關(guān)。值得注意的是，查閱國外文獻報道發(fā)現(xiàn)，脂聯(lián)素水平的增加并非一直對健康有利。實際上，增加的脂聯(lián)素水平已被發(fā)現(xiàn)存在于有糖尿病相關(guān)微脈管并發(fā)癥［8］以及心血管猝死的高風(fēng)險人群中［9－10］，因此，此類問題還有待深入研究。

3．2 運動對血清脂聯(lián)素和脂肪組織脂聯(lián)素mRNA表達的影響 由于脂聯(lián)素與IR之間存在相互關(guān)系，而規(guī)律運動可改善IR;因此，推測運動是否通過脂聯(lián)素起作用。運動對循環(huán)脂聯(lián)素水平影響的研究以人體實驗居多。正常機體的急性運動和部分慢性運動實驗結(jié)果多數(shù)傾向于無影響，如 M．A．Ferguson 等［11］、R．R．Kraemer 等［12］、M．W．Hulver 等［13］、C．Punyadeera等［14］的研究。在本實驗中，E組與C組相比，未觀察到運動對普食大鼠血清脂聯(lián)素的影響。推測脂聯(lián)素水平變化是運動改善胰島素敏感性的聯(lián)結(jié)環(huán)節(jié)，肥胖和糖尿病患者等人群對運動刺激敏感性較強，以他們?yōu)閷嶒瀸ο罂赡軙^察到脂聯(lián)素水平的變化;然而，對IR受試者(超重和/或糖尿病)的研究結(jié)果是矛盾的。如 A．D．Kriketos等［15］、Fatouros等分別研究運動對超重中老年男性的影響，發(fā)現(xiàn)血清脂聯(lián)素升高。H．Yokoyama等［16］、P．Boudou 等［17］的 研 究 結(jié) 果 與H．K．Brekke等［18］和 T．J．Marcell等［19］實驗結(jié)果一致，均未發(fā)現(xiàn)運動對T2DM患者血漿脂聯(lián)素的影響。G．P．Nassis等［20］對希臘21 名年齡在 9 ～15 歲的肥胖或超重女孩進行了長達12周的有氧訓(xùn)練，結(jié)果有助于改善肥胖兒童的IR，但血清脂聯(lián)素、白細胞介素－6(IL－6)未改變。在本實驗中，HE組與H組相比，也未觀察到運動對高脂IR大鼠血清脂聯(lián)素的影響。

有研究表明，亞極量運動并不能改變脂聯(lián)素濃度，提示運動改善胰島素敏感性可通過不同的機制。亦有學(xué)者假設(shè)運動是通過改變脂聯(lián)素的作用行為發(fā)揮抗炎作用，從而有助于減輕肥胖個體的IR［21］。也有研究認為，脂聯(lián)素的改變是運動訓(xùn)練參與調(diào)節(jié)胰島素敏感性的結(jié)果，而不是原因。T．Yatagai等［22］認為，運動介導(dǎo)胰島素作用增強表現(xiàn)為不依賴于血漿脂聯(lián)素的變化。進一步的研究結(jié)果顯示，無體重或體脂減少的慢性運動對IR人群血漿脂聯(lián)素水平不產(chǎn)生影響，體重或體脂減少會伴隨脂聯(lián)素水平顯著增加，即只有運動干預(yù)伴有體重或體脂減少時，運動才有可能間接增加血漿脂聯(lián)素濃度。值得注意的是，體重或體脂減輕的水平可能是血漿脂聯(lián)素水平變化的重要決定因素。例如A．S．Ryan等［23］對超重和肥胖絕經(jīng)期婦女實施為期 6個月的減重計劃(有氧運動或力量訓(xùn)練)，體脂減少3%，而對血漿脂聯(lián)素水平?jīng)]有影響。在另一項實驗中，采用的運動方案使體重減輕較前者顯著，結(jié)果卻增加了血漿脂聯(lián)素水平和胰島素敏感性［24］。

長期運動訓(xùn)練對內(nèi)臟脂肪組織脂聯(lián)素基因表達影響的研究鮮見。唐兆生等［7］通過建立IR動物模型加運動干預(yù)，表明長期運動訓(xùn)練提高了內(nèi)臟脂肪組織脂聯(lián)素基因表達。在本實驗中，HE組與H組相比，運動干預(yù)未顯著影響內(nèi)臟脂肪組織脂聯(lián)素mRNA表達。與上文提及的運動影響血清脂聯(lián)素水平相似，只有降低趨勢。實際上，類似結(jié)果也有很多報道［25－28］。根據(jù)以往對瘦素的研究［29］，瘦素在運動后有延遲性下降;我們推測脂聯(lián)素也可能在運動后出現(xiàn)延遲性變化。提示今后研究運動與脂聯(lián)素水平變化關(guān)系，可增加觀測點。也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，雖然脂聯(lián)素濃度未發(fā)生變化，但在成年人中IL－6水平在長期體育鍛煉中顯著下降，因而IL－6與脂聯(lián)素的比值發(fā)生了變化，他們因此提出可能是此比值的改變改善了IR［21］?？梢?，就較單純研究運動與某個脂肪細胞因子關(guān)系而言，研究運動狀態(tài)下多種脂肪細胞因子間的相互關(guān)系，將是今后研究運動作用機制所要關(guān)注的。

3．3 AMPK介導(dǎo)骨骼肌對持續(xù)規(guī)律運動產(chǎn)生適應(yīng)在運動與骨骼肌適應(yīng)研究中，學(xué)者們提出“運動因子”或“肌因子”的概念［30－31］。國外學(xué)者提出當AMPK被納入其中，并指出與其他“運動因子”內(nèi)分泌水平發(fā)揮作用不同，AMPK是從細胞水平參與調(diào)節(jié)的。研究表明，AMPK持續(xù)激活引起骨骼肌改變，其效果與運動訓(xùn)練引起的適應(yīng)一致［32］。K．S．Rockl等［33］通過對野生型和轉(zhuǎn)基因鼠的對比研究發(fā)現(xiàn)，AMPK在介導(dǎo)骨骼肌纖維由Ⅱb型向Ⅱa型轉(zhuǎn)變以及增加己糖激酶Ⅱ蛋白活性中是必要的，證實AMPK介導(dǎo)了骨骼肌對運動訓(xùn)練的適應(yīng)。AMPK可作用于許多轉(zhuǎn)錄因子以調(diào)節(jié)基因表達，這也是機體對持續(xù)規(guī)律運動產(chǎn)生適應(yīng)的原因。如:激活細胞核呼吸因子－1/2(NRF－1/2)，上調(diào)呼吸鏈蛋白的表達;激活過氧化物酶體增殖物激活受體(PPAR)α，上調(diào)脂肪酸β氧化過程中的酶;激活線粒體轉(zhuǎn)錄因子A(mtTFA)刺激線粒體基因組的表達。E．O．Ojuka等［34］也證明了 AICAR刺激后的骨骼肌中mtTFA、PGC1α的表達和NRF－1/2與DNA的結(jié)合均增加。近來一項采用生物芯片技術(shù)的研究發(fā)現(xiàn)，骨骼肌中總計有234個基因上調(diào)和130個基因下調(diào)AMPK。在本實驗中，有氧運動未顯著影響普食大鼠股四頭肌AMPKα蛋白表達，而顯著升高其磷酸化水平，E組較C組高83．7%。提示大鼠骨骼肌對耐力運動產(chǎn)生很好的適應(yīng)，可能是通過連續(xù)激活骨骼肌AMPKα的活性引起。

3．4 運動對高脂大鼠IR形成中骨骼肌AMPKα蛋白表達及磷酸化水平的影響 通過對大鼠研究表明，運動中骨骼肌脂肪酸氧化的增多與抑制ACC活化而使之磷酸化有關(guān)，其次也與丙二酰輔酶A(MCA)濃度降低有關(guān)。D．Davis在人體研究亦表明，進行強度分別為60%、85%、100%V·O2max的單腿伸膝運動時，采用肌肉活檢測定ACC，發(fā)現(xiàn)ACC活性下降50%～70%，且隨運動強度增加而下降更明顯。這些研究揭示，運動可削弱骨骼肌ACC活性，導(dǎo)致MCA濃度下降，消除對肉堿－軟脂酰輔酶A脂酰轉(zhuǎn)位酶－1(CPT－1)的抑制，增加脂肪酸的氧化。AMPK改善IR機制之一即是通過抑制ACC活性，導(dǎo)致MCA濃度下降，消除對CPT－1的抑制，增加脂肪酸的氧化而實現(xiàn)的;因此，假設(shè):AMPK激活是運動改善大鼠骨骼肌IR效應(yīng)發(fā)揮的機制之一。在本實驗中，運動未顯著影響高脂大鼠骨骼肌AMPKα蛋白表達，而顯著升高其磷酸化水平，HE組較H組高43．2%。驗證了以上假設(shè)，提示運動延緩高脂大鼠IR的形成可能通過連續(xù)激活骨骼肌AMPKα的活性引起。這與 A．Sriwijitkamol等［35－36］研究結(jié)果一致。其作用可能主要通過調(diào)節(jié)以下幾種酶的作用實現(xiàn):1)ACC，它包括ACCα和ACC?2種形式，前者主要存在于肝和脂肪組織，而后者主要存在于骨骼肌和心肌細胞;2)MCA脫羧酶(MCD)［37］;3)激素敏感性脂肪酶(HSL)［38］。

3．5 大鼠肝臟AMPK的激活及運動對其的影響ACC是我們熟知的AMPK的一個下游靶因子，與骨骼肌相似。肝臟AMPK被激活后在轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后翻譯水平使ACC失活，降低MCA的合成，通過增強CPT－1活性而提高脂肪酸?氧化，同時也抑制膽固醇合成關(guān)鍵限速酶戊二酰輔酶A還原酶(HMG CoA reductase)［39－41］。糖異生的2個關(guān)鍵限速酶磷酸烯醇式丙酮酸羧基酶(PEPCK)和6－磷酸葡萄糖酶(G6Pase)在調(diào)節(jié)空腹血糖水平中起重要作用［42－43］。研究表明，在 HepG2細胞和原代大鼠肝細胞中，AICAR抑制PEPCK轉(zhuǎn)錄，證明AMPK激活在抑制肝糖異生中的重要地位［42－43］。當給大鼠肝臟在體注射AICAR時，發(fā)現(xiàn)肝糖輸出被抑制［44］，因此，肝臟AMPK的激活通過提高脂肪酸?氧化、抑制膽固醇合成、抑制肝糖異生和肝糖輸出，促進了外周攝取葡萄糖、胰島素敏感性增強，進而維持機體能量穩(wěn)態(tài)等重要生理效應(yīng)的實現(xiàn)。骨骼肌在運動中得到很好的適應(yīng)，同樣，肝臟也是運動時重要的能量來源。

已有大量研究關(guān)注運動中骨骼肌AMPK的激活，但對于肝臟AMPK激活的研究相對較少。M．Hoene等［45］研究發(fā)現(xiàn)，小鼠在一次急性運動后同時激活了肝臟和骨骼肌AMPKThr172磷酸化表達，表明肝臟在急性運動后產(chǎn)生了快速而深刻的適應(yīng)。R．S．Rector等［46］研究大鼠在12周的慢性運動后，肝脂肪變性減輕，部分是由肝脂肪酸氧化增強和促進脂肪酸合成的關(guān)鍵蛋白的表達降低所介導(dǎo)。K．Takekoshi等［47］研究發(fā)現(xiàn)，中等強度的長期運動(60%V·O2max，12周)能顯著增加大鼠肝臟中AMPK/ACC磷酸化活性，同時增加了AMPKα1和α2亞基的mRNA及蛋白表達水平。表明AMPK介導(dǎo)了肝臟對長期運動的適應(yīng)。在本實驗中，有氧運動未顯著影響普食大鼠肝臟AMPKα的蛋白表達和活性，可能是因為本研究中普食大鼠肝臟對規(guī)律運動的應(yīng)激敏感性沒有高脂大鼠肝臟高，運動更易對高脂大鼠的肝臟產(chǎn)生較為深刻的影響。高脂大鼠肝臟AMPKα蛋白表達未發(fā)生顯著變化，而其活性顯著升高了，HE組較H組高51．1%。提示運動延緩高脂大鼠IR的形成可能通過連續(xù)激活肝臟AMPKα的活性引起。

3．6 AMPK介導(dǎo)脂聯(lián)素和運動改善IR的特殊地位脂聯(lián)素通過ACC增強脂肪酸氧化，同時在骨骼肌和肝臟中均提高胰島素敏感性［48］。脂聯(lián)素是AMPK的一個理想激活劑。球型或全長型脂聯(lián)素以劑量依賴的方式增加小鼠比目魚肌中AMPK磷酸化。與骨骼肌不同的是，只有全長型脂聯(lián)素(與肝臟細胞膜有較高親和力)可刺激肝臟AMPK磷酸化，還可降低肝臟糖異生關(guān)鍵酶 PEPCK和G6P的表達水平［48］;因而，肝臟AMPK的激活還是脂聯(lián)素介導(dǎo)降低肝糖異生和觸發(fā)體內(nèi)葡萄糖水平降低所必需的。學(xué)者們研究了肝臟和骨骼肌脂聯(lián)素信號傳導(dǎo)中 AMPK的地位。M．J．Yoon等［49］在體外培養(yǎng)的肌細胞中發(fā)現(xiàn)，脂聯(lián)素增強脂肪酸的氧化是順序激活 AMPK、p38MAPK、PPARα通路。以上研究說明AMPK是脂聯(lián)素在肝臟和骨骼肌發(fā)揮胰島素敏感效應(yīng)所必需的。

運動提高肌胰島素敏感性的機制至今仍不十分清楚。過去認為肌收縮和身體運動可以強有力地增加骨骼肌葡萄糖攝取，近似于胰島素的作用效應(yīng)［50－51］。有研究表明，運動后糖原合成的慢速階段與肌胰島素敏感度增加有關(guān)，但其機制并不牽涉胰島素受體結(jié)合位點或受體活性的增加［52－53］。在血糖胰島素鉗夾條件下發(fā)現(xiàn)，運動后肌胰島素受體酪氨酸活化酶活性，IRS－1，PI3－K，蛋白激酶 B、肝糖合成酶激酶3 等與未運動肌相比無變化［54］。這些結(jié)果提示運動后肌胰島素敏感度的增加與胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)并無關(guān)系，但不能排除運動通過改變胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中某些復(fù)合物的空間結(jié)構(gòu)，或是影響一些還未被確認的中間物以增強肌胰島素敏感性這一可能性。研究表明，AMPK是介導(dǎo)運動提高胰島素敏感性的候選分子機制。

目前運動激活A(yù)MPK進而改善IR的研究和發(fā)表最充分的文獻，集中體現(xiàn)在AMPK介導(dǎo)運動增加葡萄糖攝取能力。運動激活A(yù)MPK通過調(diào)節(jié)脂代謝改善胰島素敏感性的作用機制有其獨特之處。表現(xiàn)為AMPK與PPARγ在調(diào)節(jié)脂代謝作用機制上的不同。PPARγ是一個具有合成代謝的調(diào)節(jié)者，它促使脂肪合成，導(dǎo)致脂肪組織TG積聚從而降低血TG水平，但是此過程導(dǎo)致體重的增加;而AMPK是分解代謝的調(diào)節(jié)者，通過ACC抑制脂肪酸合成和增強其?氧化而降低TG水平。研究表明，ACC?基因缺陷小鼠盡管攝入高能量飲食，但其脂肪貯量仍低于野生型小鼠，表明AMPK激活沒有導(dǎo)致體重增加。另外，AMPK激活磷酸化HSL，從而促進脂肪組織內(nèi)過量的脂質(zhì)代謝。可見，控制脂代謝異常，AMPK激活優(yōu)于激活PPARγ。要想確立AMPK激活在運動中的作用、地位很困難。原因之一可能是運動時還存在諸如 MAPK、PKCs、CaMKs、Ca2+等其他更多的信號途徑被激活，會與AMPK作用相重疊。另一原因是缺乏有效和明確的藥理學(xué)工具抑制不同骨骼肌的 AMPK信號。總之，AMPK是運動時能量代謝的重要調(diào)節(jié)因子，可通過不依賴于胰島素作用的機制而增加骨骼肌葡萄糖轉(zhuǎn)運及脂肪酸氧化，這對IR、T2DM及MS患者十分有利。對其作用機制的深入研究，將為更好地理解運動干預(yù)防治營養(yǎng)過剩性慢性病及藥物研發(fā)提供依據(jù)。在本實驗中，運動可能通過激活肝臟AMPKα的活性，促進肝臟的脂質(zhì)氧化，降低脂質(zhì)的異位沉積，阻止或延緩了大鼠IR的形成。AMPK可能是運動防治脂毒性的關(guān)鍵靶點。

4 結(jié)論

內(nèi)臟脂肪組織脂聯(lián)素mRNA表達的下調(diào)可能參與了高脂大鼠IR的形成。未觀察到運動對大鼠血清脂聯(lián)素水平、內(nèi)臟脂肪組織脂聯(lián)素mRNA表達有顯著影響，提示運動發(fā)揮增敏效應(yīng)、延緩IR形成與脂聯(lián)素是否在運動條件下發(fā)生變化的因果關(guān)系尚不能定論。

運動提高了大鼠骨骼肌和肝臟AMPKα(Thr172)磷酸化水平，提示骨骼肌和肝臟AMPKα(Thr172)活性的連續(xù)激活可能是運動延緩高脂大鼠IR形成的關(guān)鍵機制之一。

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