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研究目的:胰岛素抵抗是代谢性疾病患者认知功能下降的重要机制,且海马内PI3K/Akt信号通路的活性变化在胰岛素抵抗诱发认知功能下降中有着重要的作用。PI3K/Akt通路的下游靶蛋白mTOR可通过调节蛋白质的合成与降解过程调控突触可塑相关蛋白的表达。因此,本研究通过高脂喂养的方法构建胰岛素抵抗小鼠模型,探讨有氧或抗阻运动对胰岛素抵抗小鼠海马内突触可塑相关蛋白表达的影响及mTOR相关的可能机制。研究方法:将48只6周龄的雄性C57BL/6J小鼠置于建模环境中适应性喂养一周,然后随机分为正常饮食的对照组(C,n=12)和高脂饮食诱导的胰岛素抵抗模型组(HFD,n=36),分别进行普通饲料和高脂饲料喂养12周后,根据GTT、ITT结果判定胰岛素抵抗模型成功建立,并将该组小鼠随机分为胰岛素抵抗安静组(IR,n=10)、胰岛素抵抗+有氧运动组(AE,n=10)、胰岛素抵抗+抗阻训练组(RT,n=10)。AE组采用递增速度跑台训练,RT组采用递增负荷爬梯训练,训练时间为适应性训练1周和正式干预12周,训练期间各组小鼠维持其原有饲料喂养方式。干预结束后,全部小鼠麻醉后处死、取脑并剥离出海马组织,提取海马全组织蛋白,利用Western blotting技术检测小鼠海马内胰岛素信号通路、突触可塑、mTOR及自噬相关蛋白的表达情况。研究结果:1.HFD组小鼠GTT、ITT曲线下面积(AUC)显著性高于C组(P<0.05),胰岛素抵抗小鼠模型成功建立。12周有氧或抗阻训练干预后,IR组小鼠AUC值显著性高于C组(P<0.01);AE组、RT组小鼠AUC值显著性低于IR组(P<0.05)。2.与C组相比,Akt的磷酸化水平显著性下降(P<0.05),总蛋白水平有下降趋势;与IR组相比,AE组Akt的总蛋白水平有上升趋势,磷酸化水平显著升高(P<0.05),RT组Akt总蛋白水平与磷酸化水平均显著升高(P<0.05,P<0.01)。3.与C组相比,IR组小鼠海马内PSD95、SYN蛋白表达均显著性下降(P<0.05);与IR组相比,AE组和RT组小鼠海马内NMDAR、SYN蛋白表达均显著性增加(P<0.05)且RT组PSD95蛋白表达显著性高于AE组(P<0.05)。4.与C组相比,IR组mTOR的总蛋白表达有下降趋势,磷酸化水平显著下降(P<0.05),Raptor的蛋白表达有下降趋势;与IR组相比,AE组、RT组mTOR、Raptor的蛋白表达及mTOR的磷酸化水平均显著性升高(P<0.05)5.与C组相比,IR组P70S6K的蛋白表达无显著性变化,磷酸化水平有下降趋势,4EBP的蛋白表达显著升高(P<0.05);与IR组相比,AE组、RT组P70S6K、4EBP的蛋白表达及磷酸化水平均无显著变化。6.与C组相比,IR组Beclin1的蛋白水平及LC3II/LC3I均无无显著性变化;与IR组相比,AE组Beclin1的蛋白水平有上升趋势,LC3II/LC3I显著性升高,RT组Beclin1的蛋白水平不变,LC3II/LC3I显著性升高(P<0.05)。研究结论:有氧运动与抗阻训练均能在有效提高胰岛素抵抗小鼠海马内PI3K/Akt信号通路活性情况下,进一步激活mTORC1,从而提高突触可塑相关蛋白NMDAR、SYN的表达。