李方暉 余紹宜 陳玉婧 陳列旭 姜玄林 劉延瑩

(肇慶學(xué)院體育與健康學(xué)院，廣東 肇慶 526061)

去乙?；?介導(dǎo)2型糖尿病胰島素抵抗的病理機(jī)制及其與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系

李方暉 余紹宜 陳玉婧 陳列旭 姜玄林 劉延瑩

(肇慶學(xué)院體育與健康學(xué)院，廣東 肇慶 526061)

去乙?；?SIRT)1；運(yùn)動(dòng)；糖尿??；胰島素抵抗

研究〔1〕表明，體育運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)骨骼肌能量穩(wěn)態(tài)，促進(jìn)骨骼肌線粒體生物合成，緩解骨骼肌線粒體功能紊亂和激活胰島素相關(guān)信號(hào)通路，進(jìn)而有效地改善2型糖尿病(T2DM)骨骼肌胰島素敏感性。去乙?；?SIRT)1是SIRT的第三家族Sirtuins家族成員之一，在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練引起的線粒體能量代謝適應(yīng)性反應(yīng)中起重要作用。研究〔2〕發(fā)現(xiàn)，T2DM患者骨骼肌中SIRT1活性與胰島素敏感性及線粒體功能呈高度正相關(guān)。大量研究致力于闡明運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)不同人群骨骼肌SIRT1表達(dá)和活性影響，這對(duì)于探討T2DM預(yù)防和康復(fù)的運(yùn)動(dòng)療法有重要意義。

1 SIRTs的基本概述

1.1 SIRTs的基本功能及亞型 沉默信息調(diào)節(jié)因子(SIR)2基因家族是一類(lèi)調(diào)控酵母、秀麗線蟲(chóng)、果蠅、小鼠等不同物種壽命的重要基因〔1〕，其不僅能從遺傳角度影響壽命，還能從限制熱量的代謝角度調(diào)節(jié)細(xì)胞壽命的關(guān)鍵基因。SIR2基因編碼蛋白質(zhì)為去乙酰基酶SIR2，該酶以氧化態(tài)煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)為輔酶。SIR2被NAD+激活后能夠在組蛋白或被乙?；霓D(zhuǎn)錄因子及蛋白的賴(lài)氨酸殘基上脫去乙酰基，產(chǎn)生氧代乙?；鵄DP核糖(O-acetyl-ADP-ribose)和煙酰胺(NAM)，NAM可以負(fù)反饋抑制SIR2活性，進(jìn)而維持細(xì)胞乙?；M學(xué)動(dòng)態(tài)平衡。

哺乳動(dòng)物SIRTs基因家族在進(jìn)化上與SIR2基因高度同源，共有7個(gè)成員。它們含有共同的由275個(gè)氨基酸構(gòu)成的保守核心催化區(qū)位，不同成員具有不同的生物學(xué)功能和亞細(xì)胞定位〔2〕。SIRT1、SIRT6、SIRT7是核蛋白，SIRT6、SIRT7分別位于異染色體區(qū)域和核仁內(nèi)，SIRT6可去乙?；M蛋白H3，控制糖酵解和氧化磷酸化相關(guān)基因表達(dá)及核因子(NF)-κB信號(hào)，維持細(xì)胞能量平衡及延長(zhǎng)壽命〔3〕。SIRT7可以激活核糖核酸聚合酶Ⅰ，促進(jìn)核糖體核糖核酸合成及細(xì)胞增殖〔4〕；SIRT1主要位于常染色體區(qū)域，可以調(diào)節(jié)NF-κB、p53、叉頭轉(zhuǎn)錄因子家族(FOXOs)、過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ共激活因(PGC)-1a、熱休克轉(zhuǎn)錄因子1活性，調(diào)節(jié)細(xì)胞對(duì)不同應(yīng)激的響應(yīng)過(guò)程。

SIRT3、SIRT4、SIRT5主要定位于線粒體中，SIRT3去乙?；L(zhǎng)鏈乙酰輔酶A脫氫酶(LCAD)在穩(wěn)定線粒體基因完整性和能量?jī)?nèi)穩(wěn)態(tài)發(fā)揮重要作用〔5〕，SIRT5通過(guò)上調(diào)氨基甲酰磷酸合成酶(CPS1)活性控制尿素循環(huán)〔6〕，SIRT2則位于細(xì)胞質(zhì)中，可通過(guò)對(duì)α微管蛋白去乙酰化修飾影響其解聚。細(xì)胞分裂期間，核膜破裂，SIRT2也可以去乙?；疕4組蛋白〔7〕。

1.2 SIRT1活性和表達(dá)的調(diào)控機(jī)制 SIRT1蛋白水平主要受轉(zhuǎn)錄水平及翻譯后修飾調(diào)控。多種轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子調(diào)節(jié)SIRT1基因表達(dá)。飲食限制應(yīng)激條件下，抑癌基因p53與FOXO3a形成復(fù)合物，結(jié)合于SIRT1基因啟動(dòng)子上，促進(jìn)SIRT1基因轉(zhuǎn)錄〔8〕。Iwahara等〔9〕研究發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)角質(zhì)細(xì)胞核受體激活元件也能綁定在SIRT1基因上游啟動(dòng)子元件上促進(jìn)SIRT1表達(dá)。Sasaki等〔10〕和Nasrin等〔11〕分別發(fā)現(xiàn)SIRT1也存在磷酸化位點(diǎn)，細(xì)胞周期依賴(lài)性激酶和氨基末端激酶(JNK)1能磷酸化SIRT1蛋白的第27、47絲氨酸及第530蘇氨酸的氨基酸位點(diǎn)，增加骨骼肌SIRT1活性及促進(jìn)SIRT1細(xì)胞核定位。

由于SIRT1催化活性依賴(lài)于細(xì)胞內(nèi)NAD+/NADH比值，故增加NAD+/NADH比值即可反映SIRT1活性增加。通過(guò)來(lái)自發(fā)光二極管矩陣的單色光紅光〔12〕或氦氖激光〔13〕等光療手段能上調(diào)骨骼肌成肌細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的SIRT1的活性和信使核糖核酸(mRNA)表達(dá)。與低強(qiáng)度激光作用機(jī)制相似，用多酚類(lèi)物質(zhì)白藜蘆醇也能上調(diào)成肌細(xì)胞SIRT1活性及mRNA表達(dá)〔12〕。盡管體育運(yùn)動(dòng)中的SIRTs研究才剛剛起步，但已經(jīng)發(fā)現(xiàn)體育運(yùn)動(dòng)可以提高SIRT1活性或增加SIRT1基因表達(dá)。

1.3 SIRT1的生物學(xué)意義 SIRT1能去乙酰化修飾許多不同的底物,因而認(rèn)為SIRT1具有許多不同的生物學(xué)功能。SIRT1表觀遺傳修飾功能主要通過(guò)對(duì)組蛋白上賴(lài)氨酸殘基上脫乙酰基，使細(xì)胞DNA鏈緊密纏繞在一起，進(jìn)而在轉(zhuǎn)錄層面上調(diào)控基因。此外，SIRT1活化也導(dǎo)致下游多種轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子活性改變，進(jìn)而影響著細(xì)胞能量代謝適應(yīng)、細(xì)胞增殖、凋亡、細(xì)胞自噬、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激等眾多生理生化過(guò)程。同時(shí)，在細(xì)胞的不同生理功能階段,如細(xì)胞增殖、分化，SIRT1活性水平也有差異，存在著功能特異的SIRT1活性〔14〕。目前，SIRT1在T2DM胰島素抵抗的病理機(jī)制方面得到廣泛關(guān)注，進(jìn)一步闡明SIRT1與胰島素抵抗內(nèi)在聯(lián)系對(duì)防止T2DM具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 SIRT1介導(dǎo)T2DM的發(fā)病機(jī)制

2.1 SIRT1與骨骼肌胰島素敏感性的關(guān)系 T2DM、肥胖癥患者及衰老人群都表現(xiàn)出不同程度的胰島素抵抗。胰島素抵抗由多因素引起，而胰島素信號(hào)傳遞受阻或減弱是導(dǎo)致胰島素抵抗的主要原因。由于骨骼肌是胰島素主要靶器官，胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路上任一位點(diǎn)發(fā)生障礙均可成為骨骼肌胰島素抵抗的原因，目前最為經(jīng)典的通路包括磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)、絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)。脂肪組織〔15〕和中性粒細(xì)胞〔16〕中SIRT1 mRNA表達(dá)與大鼠的胰島素敏感性呈正相關(guān)。骨骼肌細(xì)胞SIRT1活性也與胰島素敏感性呈正相關(guān)〔17〕。作為SIRT1活性物質(zhì)，多酚白藜蘆醇能有效提高飲食或轉(zhuǎn)基因肥胖大鼠骨骼肌胰島素敏感性，顯著改善全身性血糖穩(wěn)態(tài)〔18〕，這說(shuō)明SIRT1在T2DM胰島素抵抗的發(fā)病機(jī)制中具有積極作用。

2.2 SIRT1調(diào)控骨骼肌PGC-1α轉(zhuǎn)錄活性 線粒體數(shù)量和功能的缺失是T2DM能量代謝紊亂重要原因之一。線粒體生物合成相關(guān)基因的表達(dá)一部分依賴(lài)細(xì)胞核，而另外一部分則由線粒體自身的基因組合成。PGC-1α信號(hào)級(jí)聯(lián)被認(rèn)為在線粒體生物合成關(guān)鍵調(diào)控因子。PGC-1α通過(guò)激活核呼吸因子(NRF)1/2,后者通過(guò)與線粒體轉(zhuǎn)錄因子(MT-TF)A啟動(dòng)子的結(jié)合導(dǎo)致MT-TFA的激活,觸發(fā)線粒體DNA轉(zhuǎn)錄和復(fù)制,使線粒體蛋白表達(dá)增加〔19〕。他們?cè)隗w外小鼠骨骼肌細(xì)胞中也證實(shí)了PGC-1α表達(dá)增加,能使NRF 1/2和MT-TFA和多種編碼呼吸鏈的核基因表達(dá)增加〔19〕。SIRT1是PGC-1α信號(hào)級(jí)聯(lián)中重要的調(diào)控因子。Amat等〔20〕研究發(fā)現(xiàn)，小鼠骨骼肌細(xì)胞SIRT1表達(dá)缺失將導(dǎo)致 PGC-1α mRNA表達(dá)減少，而SIRT1過(guò)表達(dá)將增加 PGC-1α mRNA水平。SIRT1通過(guò)與成肌調(diào)節(jié)因子結(jié)合附著在PGC-1α基因啟動(dòng)子區(qū)域，促進(jìn)其轉(zhuǎn)錄；隨著PGC-1α表達(dá)量增加，PGC-1α和SIRT1及成肌調(diào)節(jié)因子形成正反饋環(huán)路進(jìn)一步促進(jìn)PGC-1α基因啟動(dòng)子活化。在線粒體中也發(fā)現(xiàn)了SIRT1也能和PGC-1α形成二聚體結(jié)合在MT-TFA基因啟動(dòng)子上，促進(jìn)線粒體DNA復(fù)制〔21〕，實(shí)現(xiàn)線粒體基因組和細(xì)胞核基因組之間的交談。

5′-一磷酸腺苷激活的蛋白激酶(AMPK)/PGC-1α是調(diào)節(jié)骨骼肌線粒體生物合成重要信號(hào)級(jí)聯(lián)通路之一。AMPK主要通過(guò)促進(jìn)PGC-1α基因表達(dá)和磷酸化PGC-1α，進(jìn)而增加轉(zhuǎn)錄活性〔22〕。除了磷酸化修飾PGC-1α亞基外，乙?；叭ヒ阴；揎椧彩钦{(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)錄活性的重要方面。Cantó等〔23〕研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了AMPK調(diào)控PGC-1α及線粒體生物合成新機(jī)制。他們使用AMPK激活劑5′-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸(AICAR)處理小鼠骨骼肌細(xì)胞肌管模擬運(yùn)動(dòng)效應(yīng)，激活的AMPK上調(diào)NAD+代謝和SIRT1活性上調(diào) PGC-1α轉(zhuǎn)錄活性。在體研究同樣也發(fā)現(xiàn)，熱量限制、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練或者補(bǔ)充SIRT1小分子活性物質(zhì)白藜蘆醇或槲皮素都能下調(diào)PGC-1α乙?；?，增加了PGC-1α轉(zhuǎn)錄效率，促進(jìn)線粒體生物合成，增加骨骼肌線粒體脂肪酸氧化能力〔24〕，改善了骨骼肌細(xì)胞能量代謝內(nèi)穩(wěn)態(tài)和胰島素抵抗。

2.3 SIRT1與脂聯(lián)素及其受體的關(guān)系 脂聯(lián)素是脂肪組織分泌的具有抗T2DM的內(nèi)分泌激素，在維持機(jī)體能量穩(wěn)態(tài)過(guò)程中發(fā)揮重要作用。血清中脂聯(lián)素含量減少跟T2DM胰島素抵抗極為相關(guān)〔25〕。脂聯(lián)素主要通過(guò)與骨骼肌的脂聯(lián)素受體(Adipo)R1或者肝臟上AdipoR2結(jié)合，進(jìn)而調(diào)節(jié)下游多種信號(hào)通路〔26〕。如激活A(yù)MPK、PI3K、過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體(PPAR)-α、鈣調(diào)蛋白依賴(lài)蛋白激酶(CaMKK)-β等通路，而這些通路的活化對(duì)維持骨骼肌能量平衡起到重要作用。

在脂肪組織中研究發(fā)現(xiàn)，SIRT1通過(guò)加強(qiáng)FOXO1轉(zhuǎn)錄活性促進(jìn)脂肪細(xì)胞脂聯(lián)素的分泌〔27〕。骨骼肌細(xì)胞中，SIRT1卻是脂聯(lián)素下游的效應(yīng)物。Iwabu等〔28〕研究發(fā)現(xiàn)，脂聯(lián)素通過(guò)與骨骼肌細(xì)胞膜上的AdipoR1結(jié)合后誘導(dǎo)了細(xì)胞胞內(nèi)鈣離子內(nèi)流，鈣離子內(nèi)流觸發(fā)了鈣調(diào)蛋白依賴(lài)蛋白激酶-beta活化，后者激活了AMPK及煙酰胺磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶，增加了NAD+代謝，進(jìn)而導(dǎo)致SIRT1活性上調(diào)和PGC-1a乙?；较抡{(diào)，最終促進(jìn)線粒體生物合成相關(guān)蛋白的表達(dá)。這也得到了Li等〔29〕體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證實(shí)，他們用脂聯(lián)素處理小鼠骨骼肌細(xì)胞也發(fā)現(xiàn)了脂聯(lián)素/AdipoR1/AMPK/SIRT1/PGC-1α級(jí)聯(lián)信號(hào)通路在骨骼肌線粒體生物合成中的重要作用。

骨骼肌細(xì)胞膜上AdipoR1含量跟骨骼肌胰島素抵抗及骨骼肌脂聯(lián)素敏感性密切相關(guān)〔26〕。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能誘導(dǎo)正常大鼠血清的脂聯(lián)素水平，進(jìn)而誘導(dǎo)骨骼肌線粒體生物合成；但對(duì)于AdipoR1變異的轉(zhuǎn)基因大鼠來(lái)說(shuō)，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練(12 w)盡管也能上調(diào)血清的脂聯(lián)素水平，但是由于骨骼肌AdipoR1變異，導(dǎo)致AMPK/SIRT1/PGC-1α級(jí)聯(lián)信號(hào)通路無(wú)法啟動(dòng)〔29〕。這也證實(shí)了脂聯(lián)素介導(dǎo)骨骼肌的能量平衡同時(shí)也依賴(lài)于骨骼肌AdipoR1水平。對(duì)于防治T2DM來(lái)說(shuō)，外源性的補(bǔ)充脂聯(lián)素同時(shí)，更需要提高骨骼肌AdipoR1表達(dá)。已有文獻(xiàn)也報(bào)道，體育運(yùn)動(dòng)除了有效促進(jìn)脂聯(lián)素分泌外，也有效提高骨骼肌AdipoR1表達(dá)〔30〕。因此，這也從理論上揭示了藥物療法聯(lián)合運(yùn)動(dòng)療法將更加有效的預(yù)防和治療胰島素抵抗。

2.4 SIRT1與胰島素敏感性相關(guān)信號(hào)通路的關(guān)系 骨骼肌SIRT1活性水平跟胰島素敏感性信號(hào)通路蛋白的活化密切相關(guān)。用高糖培養(yǎng)建立T2DM成肌細(xì)胞體外模型，高糖培養(yǎng)第3天時(shí)細(xì)胞的SIRT1 mRNA顯著的降低，紅光和白藜蘆醇都能增加SIRT1 mRNA表達(dá)，PI-3K抑制劑(LY294002)不能拮抗這一過(guò)程，說(shuō)明PI-3K信號(hào)通路不是影響SIRT1 mRNA轉(zhuǎn)錄上游通路〔12〕。Fr?jd?等〔31〕進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，SIRT1通過(guò)與PI-3K亞基p85結(jié)合，調(diào)節(jié)PI3K活性，后者導(dǎo)致蛋白激酶(PK)B的第473位絲氨酸位點(diǎn)磷酸化增加，增加了胰島素敏感性。

氨基末端激酶1也是影響胰島素受體磷酸化的上游信號(hào)通路蛋白。Pauli等〔32〕研究發(fā)現(xiàn)，SIRT1表達(dá)降低導(dǎo)致骨骼肌氨基末端激酶1磷酸化水平和酪氨酸磷酸酶-1B表達(dá)下降，進(jìn)而降低胰島素受體磷酸化水平和骨骼肌胰島素敏感性。Zhang等〔33〕認(rèn)為，激活A(yù)MPK可作為T(mén)2DM治療靶點(diǎn)。在肝臟細(xì)胞已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，SIRT1通過(guò)對(duì)絲氨酸/蘇氨酸激酶(LKB)1去乙?；揎?，后者增加了下游信號(hào)蛋白AMPK磷酸化程度〔34〕。然而，T2DM患者的骨骼肌細(xì)胞SIRT1活性降低是否跟AMPK磷酸化減少有關(guān)還需進(jìn)一步研究。

3 體育運(yùn)動(dòng)對(duì)SIRT1活性或表達(dá)的影響

體育運(yùn)動(dòng)能調(diào)節(jié)機(jī)體骨骼肌的SIRT1活性和基因表達(dá)，進(jìn)而調(diào)節(jié)其相關(guān)生理功能。Pardo等〔35〕研究發(fā)現(xiàn)了急性游泳運(yùn)動(dòng)(2次，1.5 h/次，45 min間歇)上調(diào)衰老大鼠骨骼肌SIRT1表達(dá)。Koltai等〔36〕研究也同樣證實(shí)了經(jīng)常性的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能拮抗衰老導(dǎo)致大鼠的骨骼肌NAD+和SIRT1表達(dá)下降，降低衰老導(dǎo)致的骨骼肌細(xì)胞DNA氧化損傷。煙酰胺磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶(NAMPT)是NAD+從頭合成的限速酶。Costford等〔17〕通過(guò)橫斷面分析法比較普通健康人、運(yùn)動(dòng)員、肥胖者和T2DM患者的骨骼肌發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)員骨骼肌中NAMPT蛋白含量比普通人、肥胖者、T2DM患者高2倍。3 w耐力訓(xùn)練同樣能提高久坐者骨骼肌中NAMPT蛋白含量的1.27倍；他們對(duì)骨骼肌肌管細(xì)胞的研究也發(fā)現(xiàn)，AMPK激活劑5′-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸預(yù)處理模擬運(yùn)動(dòng)的肌管NAMPT蛋白含量增加3.4倍。Li等〔29〕研究表明，12 w慢性耐力運(yùn)動(dòng)(速度為15 m/min，坡度為18.5%，每天運(yùn)動(dòng)60 min)促進(jìn)正常大鼠腓腸肌SIRT1活性和蛋白表達(dá)，但對(duì)AdipoR1變異的肥胖大鼠腓腸肌SIRT1活性和蛋白都沒(méi)有影響，說(shuō)明脂聯(lián)素也介導(dǎo)耐力運(yùn)動(dòng)促進(jìn)SIRT1表達(dá)。

3.1 不同運(yùn)動(dòng)形式對(duì)骨骼肌SIRT1活性或表達(dá)的影響 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練是否是提高SIRT1活性還是促進(jìn)SIRT1基因表達(dá)仍然存在爭(zhēng)議，這可能跟運(yùn)動(dòng)方式和觀測(cè)時(shí)間點(diǎn)的選擇有關(guān)。Koltai等〔36〕研究比較了慢性電刺激(10 Hz,0.1 ms,3 h/d,7 d)對(duì)大鼠脛前肌和趾長(zhǎng)伸肌與8 w遞增負(fù)荷自愿跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)(前2 w無(wú)負(fù)重，第3和4周分別50和100 g，第5～8周200 g)對(duì)大鼠比目魚(yú)肌和跖肌SIRT1蛋白表達(dá)和活性影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，電刺激顯著增加了脛前肌和趾長(zhǎng)伸肌SIRT1活性20%～25%，而8 w的遞增負(fù)荷自愿跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)對(duì)比目魚(yú)肌和跖肌SIRT1蛋白表達(dá)和活性沒(méi)有影響。與遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)不同，電刺激的強(qiáng)度始終維持恒定，在7 d時(shí)骨骼肌線粒體合成效率仍可能處于最佳點(diǎn)，因此，7 d時(shí)SIRT1活性仍可能處于峰值；而遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)到8 w時(shí)收樣可能錯(cuò)過(guò)了SIRT1活性峰值，SIRT1活性可又能回到了本底水平。 由于骨骼肌細(xì)胞氧化還原態(tài)勢(shì)對(duì)運(yùn)動(dòng)應(yīng)激響應(yīng)比基因表達(dá)可能更為敏感。其中，細(xì)胞氧化還原態(tài)勢(shì)就包括SIRT1活性底物NAD+，這可能導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)應(yīng)激響應(yīng)對(duì)SIRT1基因表達(dá)與其活性水平變化不同步，即運(yùn)動(dòng)應(yīng)激導(dǎo)致的NAD+合成的增加先于SIRT1基因表達(dá)或SIRT1基因表達(dá)盡管已經(jīng)開(kāi)始減少，但NAD+代謝仍維持較高水平，這兩種情況下的SIRT1活性水平仍較高。Little等〔37〕研究2 w低量高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練(HIT)既能提高人股外側(cè)肌 SIRT1蛋白表達(dá)，又能提高其活性水平?？赏茰y(cè)，2 w HIT時(shí)股外側(cè)肌SIRT1活性水平和表達(dá)都可能處于峰值。但隨著運(yùn)動(dòng)量的持續(xù)增加，SIRT1表達(dá)可能降低，但細(xì)胞內(nèi)NAD+含量仍然較高，SIRT1酶活性維持在較高狀態(tài)。Gurd等〔38～40〕系列研究也證實(shí)這一點(diǎn)。他們用6 w的HIT(單次負(fù)荷時(shí)間為10 min，負(fù)荷強(qiáng)度為90%最大攝氧量，間歇期時(shí)間為2 min，連續(xù)4 次,3 d/w)能提高人股外側(cè)肌單位蛋白SIRT1活性，但此時(shí)SIRT1蛋白表達(dá)也減少了20%。這也揭示單一檢測(cè)SIRT1表達(dá)無(wú)法客觀反映SIRT1與骨骼肌運(yùn)動(dòng)應(yīng)激響應(yīng)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。

3.2 運(yùn)動(dòng)對(duì)不同類(lèi)型的骨骼肌SIRT1影響 Suwa等〔41〕發(fā)現(xiàn)，大鼠急性耐力運(yùn)動(dòng)(電動(dòng)跑步機(jī),速度為20 m/min；坡度為18.5%,每天運(yùn)動(dòng)45 min)后2 h提高了比目魚(yú)肌SIRT1的表達(dá)。大鼠14 d電動(dòng)跑步機(jī)訓(xùn)練分為低強(qiáng)度組(速度為20 m/min,坡度為18.5%；每天運(yùn)動(dòng)90 min)和高強(qiáng)度組(速度為30 m/min,坡度為18.5%,每天運(yùn)動(dòng)60 min)。Suwa等〔41〕進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，兩種訓(xùn)練都可以提高大鼠比目魚(yú)肌SIRT1的表達(dá)，但只有高強(qiáng)度訓(xùn)練可以提高跖肌SIRT1蛋白。從SIRT1角度推測(cè)，對(duì)于慢肌(比目魚(yú)肌)來(lái)說(shuō)，只要訓(xùn)練量夠，低強(qiáng)度和高強(qiáng)度都能建立新的能量代謝機(jī)制。但對(duì)于快肌來(lái)說(shuō)，單純的訓(xùn)練量還不行，只有更高強(qiáng)度訓(xùn)練才能使得快肌纖維(跖肌)功能向慢肌功能轉(zhuǎn)換，從而建立更高水平的穩(wěn)態(tài)〔14〕。

3.3 運(yùn)動(dòng)對(duì)骨骼肌SIRT1影響的相關(guān)機(jī)制 體育運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)SIRT1活性機(jī)制研究目前剛剛起步。由于NAMPT是NAD+從頭合成限速酶。骨骼肌中NAMPT表達(dá)間接反映SIRT1活性水平。運(yùn)動(dòng)或節(jié)制飲食中因能量消耗,三磷酸腺苷/腺嘌呤核糖核苷酸(ATP/AMP)比值下降，AMPK被激活。最近的研究也發(fā)現(xiàn)，AMPK能調(diào)節(jié)SIRT1活性〔10〕。運(yùn)動(dòng)或節(jié)制飲食通過(guò)激活A(yù)MPK后磷酸化NAMPT，上調(diào)了NAMPT催化活性，進(jìn)而增加NAD+從頭合成，間接地上調(diào)了SIRT1活性〔10，23〕。

Pardo等〔35〕研究發(fā)現(xiàn)，骨骼肌機(jī)械收縮激活了早期反應(yīng)生長(zhǎng)基因(EGR)1轉(zhuǎn)錄活性，EGR1促進(jìn)了骨骼肌SIRT1基因的表達(dá)。脂聯(lián)素除了通過(guò)啟動(dòng)AdipoR1/鈣調(diào)蛋白依賴(lài)蛋白激酶-beta/AMPK/NAMPT級(jí)聯(lián)信號(hào)通路上調(diào)SIRT1活性外，從Li等〔29〕結(jié)論可推測(cè)，脂聯(lián)素也介導(dǎo)了耐力運(yùn)動(dòng)促進(jìn)SIRT1表達(dá)這一個(gè)過(guò)程，但有待進(jìn)一步研究。見(jiàn)圖1。

圖1 肌肉收縮運(yùn)動(dòng)影響SIRT1基因表達(dá)和活性可能機(jī)制

4 小結(jié)與展望

體育活動(dòng)通過(guò)上調(diào)SIRT1活性水平，活化下游轉(zhuǎn)錄因子和促進(jìn)線粒體合成，進(jìn)而有效的預(yù)防和緩解衰老導(dǎo)致的骨骼肌胰島素抵抗。但運(yùn)動(dòng)引起的骨骼肌代謝變化的信號(hào)途徑錯(cuò)綜復(fù)雜，這些信號(hào)通路與SIRT1活性水平內(nèi)在關(guān)系仍需要進(jìn)一步深入研究。目前，正在開(kāi)展SIRT1活性物質(zhì)白藜蘆醇及有氧運(yùn)動(dòng)聯(lián)合干預(yù)對(duì)T2DM大鼠骨骼肌能量代謝影響及其相關(guān)機(jī)制研究。同時(shí)通過(guò)研究比較T2DM患者和正常人及運(yùn)動(dòng)干預(yù)T2DM患者的骨骼肌SIRT1活性水平差異將有利于作為判定T2DM運(yùn)動(dòng)療法療效的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于預(yù)防和治療T2DM、開(kāi)展T2DM運(yùn)動(dòng)療法的臨床應(yīng)用具有重要意義。

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〔2015-11-17修回〕

(編輯 苑云杰/杜 娟)

湖南省體育科學(xué)學(xué)會(huì)課題(No.2014-Y37)；廣東省高等學(xué)校青年創(chuàng)新人才項(xiàng)目(No.2014KQNCX225)；肇慶學(xué)院質(zhì)量工程項(xiàng)目(No.JPKC201304)

劉延瑩(1986-)，女，講師，博士，主要從事體育運(yùn)動(dòng)對(duì)骨骼肌生物學(xué)調(diào)節(jié)研究。

李方暉(1986-)，男，副教授，博士，主要從事體育運(yùn)動(dòng)的生物學(xué)適應(yīng)研究。

G804.7

A

1005-9202(2017)05-1273-05；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.05.108