衣雪潔，常 波，馬 鐵，高海寧，趙大林，李 雨，曹師承

（1.沈陽(yáng)體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)學(xué)院，遼寧沈陽(yáng)110102；2.中國(guó)醫(yī)科大學(xué)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)教研室，遼寧沈陽(yáng)110013）

?運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)

耐力訓(xùn)練對(duì)2型糖尿病大鼠骨骼肌leptin-AMPK-ACC信號(hào)通路的影響

衣雪潔1，常 波1，馬 鐵1，高海寧1，趙大林1，李 雨1，曹師承2

（1.沈陽(yáng)體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)學(xué)院，遼寧沈陽(yáng)110102；2.中國(guó)醫(yī)科大學(xué)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)教研室，遼寧沈陽(yáng)110013）

目的：探討長(zhǎng)期有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)糖尿病大鼠骨骼肌瘦素（leptin）-腺苷酸激活蛋白激酶（Adenine monophosphate activated protein kinase，AMPK）-乙酰輔酶A羧化酶（Acetyl-CoA carboxylase，ACC）通路和糖脂代謝紊亂的影響，為揭示運(yùn)動(dòng)防治糖尿病的機(jī)制提供依據(jù)。方法：采用高脂飲食結(jié)合小劑量鏈脲佐菌素（Streptozotocin，STZ）建立2型糖尿病大鼠模型。將其分成對(duì)照組（CON）、糖尿病組（AC）、糖尿病運(yùn)動(dòng)組（AE），運(yùn)動(dòng)組采用6周游泳訓(xùn)練，1 h／d，5d／周。結(jié)果：①6周運(yùn)動(dòng)干預(yù)后，AC組大鼠出現(xiàn)高體重、高血糖、高胰島素和高瘦素現(xiàn)象；同時(shí)骨骼肌中離脂肪酸（free fatty acid，F(xiàn)FA）和甘油三酯（Triglyceride，TG）均明顯高于NC組，肌糖原（muscle glycogen，MG））含量卻顯著下降；并伴有骨骼肌瘦素含量明顯升高（P＜0.01），瘦素受體、AMPKα1、α2的磷酸化水平與蛋白表達(dá)顯著降低（P＜0.05或P＜0.01）；ACC磷酸化水平顯著減少（P＜0.05）。②6周運(yùn)動(dòng)游泳訓(xùn)練有效降低了“四高現(xiàn)象”；骨骼肌中的TG和FAA含量也顯著下降，肌糖原含量顯著增加（P＜0.05或P＜0.01）；瘦素受體、AMPKα1、α2的磷酸化水平與蛋白表達(dá)，以及ACC的磷酸化水平均明顯增加（P＜0.05或P＜0.01）。結(jié)論：2型糖尿病大鼠骨骼肌leptin-AMPK-ACC信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路受損，引起骨骼肌糖脂儲(chǔ)備的異常，可能是引發(fā)機(jī)體胰島素抵抗和糖脂代謝異常的原因之一；長(zhǎng)期有氧耐力訓(xùn)練可部分修復(fù)骨骼肌leptin-AMPK-ACC信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的受損，改善胰島素抵抗和糖脂代謝異常。

糖尿??；骨骼肌；瘦素；AMPK；脂代謝

肥胖是公認(rèn)的2型糖尿病的一個(gè)重要誘發(fā)因素，絕大多數(shù)肥胖者存在瘦素抵抗［1］（leptin resistance，LR）。越來(lái)越多的資料表明LR在胰島素抵抗（insulin resistance，IR）發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。流行病學(xué)調(diào)查顯示，2型糖尿病患者多數(shù)表現(xiàn)為體脂含量增加（BMI＞30 kg／m2），而血清瘦素水平不變或增加［2，3］，表現(xiàn)為L(zhǎng)R。瘦素的骨骼肌能選擇性激活磷酸腺苷活化蛋白激酶（adenosine monophosphate-activated protein kinase，AMPK），通過(guò)提高其Thr172磷酸化水平，增加AMPK活性［4］。抑制乙酰輔酶A（Acetyl coenzyme A）活性，導(dǎo)致丙二酸單酰輔酶A（Malonyl-CoA）減少，降低對(duì)肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶1（Carnitine palmitoyl transterase-1，CPT-1）的抑制作用，促進(jìn)脂肪酸進(jìn)入線粒體氧化分解［5］，調(diào)控脂類的代謝。在肥胖瘦素抵抗?fàn)顟B(tài)下，血清的高瘦素水平能下調(diào)組織器官（骨骼肌、下丘腦、肝臟以及脂肪）瘦素受體的基因和蛋白表達(dá)［6］。胰島素抵抗動(dòng)物模型證實(shí)骨骼肌內(nèi)AMPK活性下降［7］。AMPK活性失調(diào)或許促進(jìn)胰島素抵抗發(fā)展和代謝異常的發(fā)生［8］。但2型糖尿病狀態(tài)下，骨骼肌AMPK活性下降，是否與瘦素有關(guān)還不清楚。

運(yùn)動(dòng)對(duì)肥胖和2型糖尿病的預(yù)防和治療作用已被醫(yī)學(xué)界廣泛認(rèn)可，但其作用機(jī)制還在探索中。一些研究顯示：運(yùn)動(dòng)可有效降低體脂，改善LR。其作用的機(jī)制與上調(diào)中樞和外周瘦素受體的基因表達(dá)和蛋白表達(dá)有關(guān)［9］。也有文獻(xiàn)報(bào)道運(yùn)動(dòng)可改善骨骼肌AMPK信號(hào)級(jí)聯(lián)蛋白激酶活性，有效抵抗了由飲食或脂質(zhì)異常誘發(fā)的IR［10］。但運(yùn)動(dòng)激活A(yù)MPK通路，改善骨骼肌IR是否與其上游瘦素和瘦素受體的表達(dá)有關(guān)還不清楚。本研究采用高脂膳食喂養(yǎng)結(jié)合小劑量STZ注射誘發(fā)大鼠產(chǎn)生2型糖尿病，通過(guò)長(zhǎng)期有氧訓(xùn)練干預(yù)，檢測(cè)運(yùn)動(dòng)前后實(shí)驗(yàn)動(dòng)物骨骼肌leptin-AMPK-ACC信號(hào)通路蛋白激酶的蛋白表達(dá)。通過(guò)該項(xiàng)研究，旨在為揭示糖尿病的發(fā)生機(jī)制提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)，也為探尋運(yùn)動(dòng)防治2型糖尿病的方法和手段提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

選用剛斷乳雄性SPF級(jí)SD大鼠33只，由成都達(dá)碩生物科技有限公司提供，許可證號(hào)：SCXK（川）2009-24。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)受中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部1998年頒布的動(dòng)物管理和使用，以及中國(guó)醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)督執(zhí)行。

1.1.2 動(dòng)物飼料配制

基礎(chǔ)飼料采用大鼠常用飼料配方，總能量11.7 kJ／g（蛋白質(zhì)26.99%、脂肪19.8%、碳水化物53.21%）。高脂飼料：每100 g高脂飼料中含有下列營(yíng)養(yǎng)飼料：豬油20 g、雞蛋黃10 g、鹽1.5 g、糖9.5 g，其余為基礎(chǔ)飼料。高脂飼料總能量12.57 kJ／g（蛋白質(zhì)25.53%、脂肪41.48%、碳水化物32.99%）。所有飼料由沈陽(yáng)前民飼料廠提供。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 2型糖尿病動(dòng)物模型建立

將33只SD大鼠其按體重隨機(jī)分為3組，分別為正常對(duì)照組（NC）（11只）、糖尿病對(duì)照組（AC）（11只）、糖尿病運(yùn)動(dòng)組（AE）（11只）。分籠飼養(yǎng)，自由飲水。動(dòng)物房溫度（22±5）℃，相對(duì)濕度（50± 10）%，明暗周期12 h／12 h。

NC組用普通飼料喂養(yǎng)12周；AC與AE組大鼠高脂飲食大鼠飼養(yǎng)6周，體重高于普通飼料組120%，造肥胖模型。6周后，給肥胖大鼠一次性腹腔注射小劑量鏈脲佐菌素（Streptozotocin，STZ）（30 mg／kg，Sigma）［21］；NC組大鼠一次腹腔注射檸檬酸鹽緩沖液（pH 4.4）（1 ml／kg），STZ注射后72 h，所有動(dòng)物空腹12 h，測(cè)定空腹血糖結(jié)果≥7.8 mmol／L，餐后測(cè)定血糖≥11.1 mmol／L被認(rèn)為是糖尿病大鼠［21］，每周檢測(cè)一次大鼠體重、飲水和攝食量。

1.2.2 運(yùn)動(dòng)干預(yù)

運(yùn)動(dòng)大鼠適應(yīng)性游泳訓(xùn)練2 d，每次10～20 min，減少水誘導(dǎo)應(yīng)激反應(yīng)。動(dòng)物每2～3只1組，在直徑45 cm、水深60 cm塑料池內(nèi)游泳，水溫保持在（34～35）℃，每只動(dòng)物游泳約占有350 cm2的活動(dòng)面積。運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)依據(jù)Luciano E［12］等報(bào)道的方案（根據(jù)本研究預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果稍做調(diào)整）。訓(xùn)練時(shí)間為1 h／d，5 d／周，共6周。

1.2.3 標(biāo)本的收集

1.2.3.1 血液標(biāo)本的收集 動(dòng)物末次運(yùn)動(dòng)結(jié)束后24～36 h取材：實(shí)驗(yàn)大鼠禁食12 h，腹腔按1.5 g／kg體重注射氨基甲酸乙酯（20%）麻醉大鼠。麻醉后眼眶取血，1 100 g離心10 min，分離血清。待測(cè)血液生物化學(xué)指標(biāo)。

1.2.3.2 胰島素耐量實(shí)驗(yàn)（ITT） 血樣采集后，給大鼠腹腔內(nèi)注入1.5 IU／kg人工胰島素（Sigma），分別于注射后0、5、10、15、20、25、30 min尾靜脈采血，分離血清，測(cè)定血清葡萄糖濃度。計(jì)算胰島素耐量試驗(yàn)血糖自然對(duì)數(shù)的下降斜率KITT：以時(shí)間為橫坐標(biāo)，血糖的自然對(duì)數(shù)為縱坐標(biāo)做圖，直線回歸得到回歸系數(shù)，用回歸系數(shù)×100得到胰島素敏感性指標(biāo)［13］。

1.2.3.3 骨骼肌取樣 ITT實(shí)驗(yàn)后，迅速分離各組大鼠腓腸肌，密封于-80℃低溫冷凍冰箱保存。待測(cè)骨骼肌游離脂肪酸（free fatty acid，F(xiàn)FA）和甘油三酯（Triglyceride，TG）含量；以及瘦素、瘦素受體、AMPK、乙酰輔酶A羧化酶（Acetyl-CoA carboxylase，ACC）磷酸化的蛋白表達(dá)。

1.2.4 指標(biāo)檢測(cè)

1.2.4.1 空腹血糖測(cè)定 葡萄糖氧化酶法。

1.2.4.2 骨骼肌中糖原、甘油三酯、游離脂肪酸分光光度法。

1.2.4.3 血液游離脂肪酸測(cè)定 采用銅顯色法測(cè)定。

1.2.4.4 血清胰島素測(cè)定 放射免疫法。

1.2.4.5 骨骼肌leptin、leptin-R、AMPKα1／2、PAMPKα1／2、AMPKα1、P-AMPKα1、AMPKα2、PAMPKα2、ACC和P-ACC的蛋白表達(dá)的測(cè)定 Western Blot法。以上實(shí)驗(yàn)均在沈陽(yáng)體育學(xué)院人體科學(xué)學(xué)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。

1.2.5 主要試劑

見(jiàn)表1。

表1 實(shí)驗(yàn)所用主要試劑

1.2.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 各組大鼠體征和血液指標(biāo)的變化

表2顯示：高脂飲食前各組大鼠的體重和血糖無(wú)差異，經(jīng)過(guò)了6周的高脂飲食，糖尿病組的體重均顯著高于正常對(duì)照組，且已超過(guò)正常對(duì)照組的20%以上，達(dá)到了肥胖的標(biāo)準(zhǔn)。此時(shí)給以小劑量的STZ誘導(dǎo)2型糖尿病，3 d后，剔除血糖小于16.9 mmol／l的大鼠，兩組糖尿病大鼠的血糖均高于16.9 mmol／l（P＜0.01），且出現(xiàn)了多食多飲多尿癥狀。提示糖尿病造模成功，對(duì)AE組進(jìn)行為其6周的運(yùn)動(dòng)干預(yù)。

6周運(yùn)動(dòng)干預(yù)后，AC組大鼠的體重、血糖、胰島素、瘦素和血脂均顯著高于正常對(duì)照組，而Kitt明顯低于對(duì)照組，提示糖尿病組大鼠出現(xiàn)了IR和LR，由此引發(fā)了機(jī)體糖脂代謝紊亂；AE組的體重、血糖、胰島素、瘦素和血脂均顯著低于AC組，Kitt明顯高于AC組，提示6周運(yùn)動(dòng)干預(yù)有效的改善糖尿病大鼠的IR、LR和糖脂代謝紊亂。

表2 各組大鼠體征和血液指標(biāo)的變化情況（n＝11）

表3 骨骼肌中TG、FFA和肌糖原的變化情況

2.2 各組大鼠肌肉甘油三酯、游離脂肪酸和糖原的變化情況

表3顯示：AC組骨骼肌中TG和FFA含量明顯高于正常對(duì)照組（P＜0.01，P＜0.05），肌糖原（muscle glycogen，MG）含量卻顯著下降（P＜0.01）；6周運(yùn)動(dòng)干預(yù)后，AE組與AC組相比肌肉中的TG和FAA含量顯著下降，肌糖原含量顯著增加（P＜0.05，P＜0.01，P＜0.01）。

2.3 各組大鼠骨骼肌瘦素-AMPK-ACC信號(hào)通路的變化情況

表4和圖1顯示：與對(duì)照組比較，糖尿病大鼠骨骼肌leptin含量明顯升高（P＜0.01），leptin-R則顯著下降（P＜0.05）；AMPKα1、α2的磷酸化水平與蛋白表達(dá)顯著下降（P＜0.05，P＜0.01）；ACC磷酸化水平顯著減少（P＜0.05）。與糖尿病大鼠比較，運(yùn)動(dòng)下調(diào)瘦素含量（P＜0.05），增加瘦素受體的表達(dá)（P＜0.05）；同時(shí)，運(yùn)動(dòng)還提高了AMPKα1、α2的磷酸化水平與蛋白表達(dá)（P＜0.05）；運(yùn)動(dòng)增加了ACC的磷酸化水平（P＜0.05）。

表4 各組大鼠骨骼肌瘦素-AMPK-ACC蛋白表達(dá)的變化情況

3 討論

3.1 運(yùn)動(dòng)對(duì)糖尿病大鼠體重及血液生化指標(biāo)的影響

采用剛斷乳的SD大鼠，經(jīng)高脂飼料喂養(yǎng)6周后，給以腹腔注射小劑量STZ，發(fā)現(xiàn)大鼠血糖、胰島素水平均顯著升高，同時(shí)伴隨TC、TG和FFA代謝紊亂，以及2型糖尿病的典型癥狀“三多一少”，即多飲、多尿、多食，體重明顯下降。另外，糖尿病大鼠瘦素水平明顯升高?？梢?jiàn)高脂飼料喂養(yǎng)結(jié)合小劑量STZ注射誘發(fā)大鼠發(fā)生2型糖尿病，并具有胰島素與LR現(xiàn)象。

圖1 各組大鼠骨骼肌瘦素-AMPK-ACC蛋白表達(dá)

長(zhǎng)期有氧運(yùn)動(dòng)降低血糖、血脂以及減輕IR已被許多研究證實(shí)。Gianluca等研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)可有效改善正常人和有IR的糖尿病患者的胰島素敏感性。還有人體研究發(fā)現(xiàn)，耐力運(yùn)動(dòng)也明顯改善了糖尿病患者的血糖、血脂和糖基化血紅蛋白［14］。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)，長(zhǎng)期有氧訓(xùn)練可以顯著降低2型糖尿病大鼠空腹胰島素水平［15］。研究顯示6周耐力運(yùn)動(dòng)下調(diào)了糖尿病大鼠血糖和胰島素水平，增加了胰島素的敏感性；減少血液TC、TG、和FFA濃度，可見(jiàn)有效的耐力訓(xùn)練可以緩解整體水平糖尿病大鼠IR。

一些研究顯示運(yùn)動(dòng)對(duì)血漿瘦素水平有一定的調(diào)節(jié)作用，但其結(jié)果不盡一致。Kraemer RR［16］等人對(duì)肥胖婦女的研究發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行9周的有氧訓(xùn)練，每次運(yùn)動(dòng)消耗大約1 256 kJ能量，同時(shí)保持正常的飲食，干預(yù)結(jié)束后肥胖婦女血瘦素水平?jīng)]有變化。而Kohrt［17］曾對(duì)60～72歲健康老年女性受試者先進(jìn)行2個(gè)月柔韌性訓(xùn)練，再進(jìn)行9個(gè)月有氧耐力訓(xùn)練，干預(yù)后血清Leptin水平下降，且與體脂量減少呈密切關(guān)系。Ryan［18］等報(bào)道，糖尿病女子經(jīng)過(guò)6個(gè)月的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后，體脂減少，血清瘦素下降，有氧能力提高。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)了長(zhǎng)期有氧訓(xùn)練減低糖尿病大鼠血液瘦素水平。因此，合理的運(yùn)動(dòng)方式與強(qiáng)度的選擇或許可通過(guò)減少血液瘦素濃度，改善LR現(xiàn)象。

3.2 運(yùn)動(dòng)對(duì)2型糖尿病大鼠肌肉中糖原、TG和FAA含量的影響

研究中發(fā)現(xiàn)，高脂膳食結(jié)合小劑量STZ誘導(dǎo)的2型糖尿病大鼠骨骼肌中的游離脂肪酸和甘油三酯的含量明顯升高，而肌糖原含量卻出現(xiàn)明顯下降。提示該模型的骨骼肌可能出現(xiàn)了糖脂儲(chǔ)備的紊亂，這種脂質(zhì)的過(guò)量?jī)?chǔ)備可能會(huì)對(duì)骨骼肌產(chǎn)生“脂毒性”作用［21］。Banks認(rèn)為，饑餓或因飲食導(dǎo)致肥胖，均會(huì)使血液TG升高，血中高TG會(huì)降低瘦素跨過(guò)血腦屏障的能力，由此推測(cè)TG的升高是產(chǎn)生LR的重要原因。骨骼肌是機(jī)體葡萄糖，脂質(zhì)攝取和利用的重要器官，也是瘦素發(fā)揮生物學(xué)作用的重要靶器官。在正常情況下，骨骼肌細(xì)胞對(duì)脂肪酸的攝取、合成、氧化及酯化保持動(dòng)態(tài)平衡，脂肪酸、甘油三酯也保持一定的濃度。骨骼肌組織中的瘦素是其自身分泌和由血液循環(huán)瘦素的總和，在2型糖尿病和肥胖狀態(tài)下，機(jī)體的脂肪含量顯著增加，骨骼肌中的瘦素含量亦明顯升高，瘦素能夠促進(jìn)游離脂肪酸的氧化，抑制甘油三酯的合成；但在長(zhǎng)期的高瘦素狀態(tài)下，會(huì)使瘦素的敏感性下降，促進(jìn)FAA的氧化作用以及一致TG的合成作用均減弱，由此加劇骨骼肌TG的堆積，TG的堆積會(huì)通過(guò)“脂毒性”作用影響骨骼肌脂代謝［19-20］，因此，骨骼肌細(xì)胞內(nèi)FAA和TG的積聚是導(dǎo)致2型糖尿病狀態(tài)下骨骼肌對(duì)瘦素的敏感性下降、引起LR的重要原因之一。

經(jīng)過(guò)了6周的游泳訓(xùn)練，糖尿病大鼠骨骼肌甘油三酯和游離脂肪酸含量明顯下降，肌糖原出現(xiàn)了明顯的升高，使骨骼肌的糖脂儲(chǔ)備紊亂出現(xiàn)一定程度的緩解。這一變化趨勢(shì)是否與骨骼肌瘦素-AMPK信號(hào)通路有關(guān)還不清楚。為此，檢測(cè)了骨骼肌瘦素-AMPK通路級(jí)聯(lián)蛋白激酶的磷酸化與表達(dá)，試圖解釋兩者之間的關(guān)系。

3.3 2型糖尿病大鼠骨骼肌瘦素-AMPK通路的變化

一些資料表明，LR與2型糖尿病的發(fā)生有著一定的聯(lián)系，且2型糖尿病血清瘦素與體重指數(shù)和空腹血清胰島素高度相關(guān)。進(jìn)行胰島素治療會(huì)進(jìn)一步增加胰島素水平和瘦素水平，這些數(shù)據(jù)顯示胰島素水平的增加可能刺激脂肪組織產(chǎn)生瘦素［22］。正常人進(jìn)食后，胰島素分泌增加，促進(jìn)脂肪吸收與合成，進(jìn)而使瘦素分泌增加，通過(guò)血液循環(huán)作用于食物中樞抑制食欲，減少攝食量；同時(shí)促進(jìn)脂肪分解，增加能量消耗，以此維持機(jī)體分能量平衡，避免機(jī)體肥胖。但流行病學(xué)調(diào)查顯示，2型糖尿病患者多數(shù)表現(xiàn)為體脂含量增加（BMI＞30Kg／m2），而血清瘦素水平不變或增加［23］，表現(xiàn)為L(zhǎng)R。其機(jī)制還不清楚。但一些有研究顯示［24］肥胖患者IR血液瘦素受體數(shù)目下降，mRNA表達(dá)下調(diào)；外周組織（骨骼肌、下丘腦、肝臟以及脂肪）瘦素受體的基因表達(dá)和蛋白表達(dá)［25］。但2型糖尿病IR狀態(tài)下，骨骼肌瘦素及其受體的變化情況還不清楚。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，糖尿病大鼠骨骼肌瘦素蛋白表達(dá)顯著升高，而其受體的表達(dá)量卻出現(xiàn)明顯下降，提示2型糖尿病大鼠出現(xiàn)了瘦素抵抗。

AMPK是燃料感受性酶，感受運(yùn)動(dòng)和缺氧等引起的細(xì)胞內(nèi)能荷下降（AMP／ATP比值增加）［24］。骨骼肌瘦素也可直接激活A(yù)MPK活性進(jìn)而抑制ACC活性，加速脂肪酸的氧化作用，減少甘油三酯的沉積［25］。ACC的主要作用是催化丙二酸?；鵄合成脂肪酸和抑制脂肪酸氧化。瘦素可以通過(guò)使ACC磷酸化降低ACC的活性，ACC的活性下調(diào)可以改善高脂飲食誘導(dǎo)的骨骼肌IR。IR動(dòng)物模型證實(shí)骨骼肌內(nèi)AMPK活性下降［24］；另外肥胖Zucker rats骨骼肌也出現(xiàn)AMPK與ACC磷酸化水平減少［26］，BMI在26～29 kg／m2的2型糖尿病患者骨骼肌AMPK的蛋白含量不正常［27］。

研究發(fā)現(xiàn)糖尿病大鼠骨骼肌AMPKα1、α2的磷酸化與表達(dá)顯著下降；ACC的蛋白表達(dá)無(wú)顯著性改變，但磷酸化水平明顯減少，這一結(jié)果與骨骼肌TG和FAA顯著升高，肌糖原顯著下降相一致，由此進(jìn)一步證實(shí)了高脂膳食喂養(yǎng)結(jié)合小劑量STZ誘導(dǎo)的2型糖尿病大鼠骨骼肌瘦素-AMPK-ACC信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)障礙，引發(fā)骨骼肌糖脂儲(chǔ)備障礙。

3.4 運(yùn)動(dòng)對(duì)2型糖尿病大鼠骨骼肌受素-AMPK通路的影響

目前，尚未見(jiàn)到有關(guān)運(yùn)動(dòng)對(duì)糖尿病大鼠骨骼肌瘦素蛋白表達(dá)的報(bào)道。本研究結(jié)果顯示，6周的有氧運(yùn)動(dòng)降低了糖尿病大鼠骨骼肌高瘦素水平，上調(diào)了其受體的蛋白表達(dá)。關(guān)于運(yùn)動(dòng)對(duì)瘦素受體的研究結(jié)果不盡一致。Kimuram［28］研究顯示，Wistar大鼠有規(guī)律的滾籠運(yùn)動(dòng)12周后，降低了下丘腦弓狀核的瘦素B型受體的mRNA表達(dá)，并認(rèn)為這種下調(diào)是改善IR的重要途徑。叢琳［29］等發(fā)現(xiàn)：糖尿病大鼠骨骼肌、胰腺、肝臟瘦素受體蛋白表達(dá)明顯下降；運(yùn)動(dòng)改善了骨骼肌肝臟和胰腺組織的瘦素受體的蛋白含量，但仍低于正常水平。也有報(bào)道［19］：運(yùn)動(dòng)上調(diào)IR大鼠肝臟、骨骼肌、脂肪組織瘦素受體的蛋白和基因表達(dá)。實(shí)驗(yàn)的矛盾結(jié)果，是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型的選擇不同，還是運(yùn)動(dòng)方式和強(qiáng)度的不同，不甚清楚。本實(shí)驗(yàn)證實(shí)運(yùn)動(dòng)增加糖尿病大鼠骨骼肌瘦素受體的蛋白表達(dá)。提示耐力訓(xùn)練或許通過(guò)下調(diào)骨骼肌瘦素含量與增加瘦素受體表達(dá)，調(diào)節(jié)大鼠的骨骼肌的LR，緩解其糖脂代謝的紊亂。

盡管運(yùn)動(dòng)增加AMPK活性在調(diào)節(jié)一些細(xì)胞代謝過(guò)程中發(fā)揮重要作用，但在不同誘因引起的IR情況下，如飲食誘導(dǎo)或基因遺傳肥胖的研究結(jié)果不盡一致。運(yùn)動(dòng)不改善肥胖Zucker鼠AMPK磷酸化［26］。運(yùn)動(dòng)增加了低脂肪自助食物誘發(fā)肥胖Wistar鼠AMPKα2表達(dá)［27］。這些研究結(jié)果不一致的原因可能由于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物種屬的差異有關(guān)。然而，本研究發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)增加了高脂飲食結(jié)合小劑量STZ注射誘發(fā)的糖尿病的鼠骨骼肌AMPKα1、α2的蛋白和磷酸化水平，以及其亞型AMPKα1、α2Thr172的蛋白和磷酸化水平，同時(shí)也上調(diào)了AMPK下游ACC的磷酸化水平。這一研究結(jié)果提示6周的有氧運(yùn)動(dòng)有效改善了2型糖尿病大鼠骨骼肌leptin-AMPK-ACC信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的障礙，增加了骨骼肌的瘦素敏感性。

4 結(jié)論

2型糖尿病大鼠骨骼肌leptin-AMPK-ACC信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路受損，引起骨骼肌糖脂儲(chǔ)備的異常，可能是引發(fā)機(jī)體胰島素抵抗和糖脂代謝異常的原因之一；長(zhǎng)期有氧耐力訓(xùn)練可部分修復(fù)骨骼肌leptin-AMPKACC信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的受損，改善胰島素抵抗和糖脂代謝異常。

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責(zé)任編輯：郭長(zhǎng)壽

Effects of Endurance Training on Leptin-AMPK-ACC Pathway in Type 2 Diabetic Rats Skeletal Muscles

YI Xuejie1，CHANG Bo1，MA Tie1，GAO Haining1，ZHAO Dalin1，LI Yu1，CAO Shicheng2
（1.Shenyang Sport University，Shenyang 110102，Liaoning，China；2.China Medical University，Shenyang 110013，Liaoning，China）

Objective：To explore effects of long-term aerobic training on leptin-AMPK（Adenine monophosphate activated protein kinase）-ACC（Acetyl-CoA carboxylase）pathways in skeletal muscles and disorder of glucose-lipid metabolism of diabetic rats and to eveal the mechanism of exercise on diabetes prevention.Methods：SD male Rats were divided into 3 groups by body weight randomly：control group（Con），diabetes group（AC），diabetes exercise group（AE）.Rats of AC group were administered with streptozocin（STZ）and hyper-lipid diet to establish type2 diabetes model.Rats of AE group were established as type 2 diabetes model as those AC group，and then did swimming training 6 weeks（1 hour per day，5 days per week）.Results：（1）After 6 weeks of training，AC group compared with Con group.Rats of AC group had high weight，high blood glucose，hyperinsulinism and hyperleptinemia；Triglyceride（TG），free fatty acid（FFT）and leptin in skeletal muscles increased significantly（P＜0.01）；muscle glycogen（MG），and phosphorylation level of AMPKα2 in skeletal muscles decreased significantly（P＜0.01）；leptin receptor，phosphorylation level of AMPKα1 and ACC in skeletal muscle decreased significantly（P＜0.05）.（2）After 6 weeks of training，AE group was compared with AC group.The tendency of high weight，high blood glucose，hyperinsulinism and hyperleptinemia was decreased by exercise；TG in skeletal muscles decreased significantly，while MG increased significantly（P＜0.01）；FFA in skeletal muscles decreased significantly（P＜0.05）；leptin receptor，phosphorylation level of AMPKα1／α2 and ACC in skeletal muscle increased significantly（P＜0.05）.Conclusion：Injury of leptin-AMPK-ACC pathway induces glycogen and lipid reserves disorder in skeletal muscles of type2 diabetic rats.This may be a reason of insulin resistance and glucose-lipid metabolism disorder in type 2 diabetic rats body.Long-term aerobic endurance training can improve leptin-AMPK-ACC pathway function in skeletal muscles of type 2 diabetes and relieve insulin resistance and glucose-lipid metabolism disorder.

diabetes；skeletal muscle；leptin；AMPK；lipid metabolism

G804.2

A

1004-0560（2016）04-0088-06

2016-06-23；

2016-07-12

國(guó)家自然科學(xué)基金（30971414）；遼寧省優(yōu)秀人才支持計(jì)劃項(xiàng)目（WR2013015）；沈陽(yáng)體育學(xué)院重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目（XKFX1511）。

衣雪潔（1966—），女，教授，博士，主要研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)防治代謝性疾病的研究。

曹師承（1958—），男，教授，博士，E-mail：caoshicheng6666＠163.com。