论文部分内容阅读
研究目的通过高脂膳食诱导建立小鼠胰岛素抵抗模型,研究胰岛素抵抗病理过程中骨骼肌细胞外基质成分变化,然后对胰岛素抵抗小鼠进行不同的运动方式干预,采用有氧和抗阻训练分析运动对胰岛素抵抗小鼠骨骼肌细胞外基质重塑的影响。本研究为通过运动改善胰岛素抵抗和肥胖诱发的糖尿病机制提供了新的理论基础和依据。研究方法48只清洁级C57BL/6J小鼠按体重随机分为对照组(C组,n=12只)和高脂组(HF组,n=36只),分别进行普通饲料与高脂饲料喂养。饮食干预12周后进行糖耐量(GTT)与胰岛素耐量试验(ITT)。结果显示,与C组相比,HF组GTT、ITT曲线下面积(AUC)显著性升高(p<0.05),说明模型构建成功。随后将HF组小鼠随机分为高脂对照组(HF组,n=12),高脂有氧训练组(HF+AE组,n=12)和高脂抗阻训练组(HF+RT组,n=12),继续进行高脂饲料喂养,C组仍进行普通饲料喂养。HF+AE组采用有氧训练跑台干预,每周3次,每次持续70分钟;HF+RT组采用负重爬梯训练,每周3次,每次完成15组,共训练12周。干预结束后,检测小鼠空腹血糖水平,进行GTT、ITT实验测定胰岛素敏感性的变化。小鼠麻醉后腹主静脉取血,测定空腹血清胰岛素含量。小鼠腓肠肌细胞外基质胶原ColⅠ、ColⅢ和ColⅣ含量用免疫组织化学技术检测。小鼠肌肉细胞外基质84个基因的表达量用RT2 profiler PCR Arrays技术检测。差异的基因在蛋白水平上的变化用Western blotting技术检测。研究结果1.建模期小鼠体重变化高脂膳食喂养后,小鼠体重持续增加,HF组增长幅度较C组高,且在第2周开始,两组小鼠体重出现显著性差异,HF组体重24.86±1.26g显著性高于C组23.67±0.97g(p<0.05)。2.建模期葡萄糖耐量与胰岛素耐量试验结果葡萄糖耐量与胰岛素耐量试验过程中,HF组血糖浓度始终高于C组,计算AUC:GTT实验AUC,HF组28.45±3.19显著性高于C组21.44±2.29(p<0.05);ITT实验AUC,HF组17.61±5.38显著性高于C组12.64±4.10(p<0.05),表明12周高脂膳食可以诱导小鼠素抵抗。3.干预后小鼠体重变化十二周运动训练后,HF组小鼠体重52.58±2.39g显著性高于C组小鼠体重33.80±2.60g(p<0.05)。HF+AE组小鼠体重48.42±1.98g和HF+RT组小鼠体重45.91±1.80g显著性低于HF组(p<0.05);HF+RT组低于HF+AE组小鼠体重,且在运动干预前五周内具有显著性差异(p<0.05)。4.运动干预后小鼠葡萄糖耐量与胰岛素耐量实验结果葡萄糖耐量与胰岛素耐量试验结果显示,HF血糖浓度始终高于C组、HF+AE和HF+RT组,计算AUC结果显示,GTT实验:HF+AE组32.42±7.47和HF+RT组30.39±6.62较HF组39.73±6.97均显著性下降(p<0.05);ITT实验:HF+AE组13.50±0.74和HF+RT组11.74±1.27较HF组15.78±0.84均显著性下降(p<0.05),且两个运动组之间没有显著性差异(p>0.05)。5.运动干预后小鼠空腹血糖与胰岛素水平运动后空腹血糖和胰岛素结果显示,HF组FBG 7.5±0.33mmol/L显著性高于C组4.03±0.21mmol/L(p<0.05),FINSHF组24.49±1.72mIU/L显著性高于C组13.05±1.47mIU/L(p<0.05);HF+AE组FBG6.5±0.41mmol/L和HF+RT组6.15±0.62mmol/L显著性低于HF组(p<0.05),FINS HF+AE组20.89±0.87mIU/L和HF+RT组19.89±1.76mIU/L显著性低于HF组(p<0.05),且两个运动组之间没有显著差异(p>0.05)。6.胶原蛋白ColⅠ、Col Ⅲ和ColⅣ含量变化与C组相比,HF组胶原蛋白ColⅠ、Col Ⅲ和ColⅣ的含量显著性升高(p<0.05),而与HF组相比,HF+AE和HF+RT组胶原蛋白ColⅠ、Col Ⅲ和ColⅣ的含量显著性下降(p<0.05),且HF+RT组较HF+AE组胶原蛋白ColⅠ、Col Ⅲ和ColⅣ的含量下降,但是没有显著差异(p>0.05)。7.PCR array细胞外基质相关基因的变化情况与C组相比,HF组小鼠腓肠肌中Cd44、Cdh1、Col4a2、Emilin1、Itgal、MMP-3、Sell的mRNA表达水平显著性升高(p<0.05),而Lamb3和TIMP-3显著性下降(p<0.05)。与HF组相比,HF+AE组MMP-3的mRNA表达水平显著性下降(p<0.05),而Lamb3和TIMP-3显著性升高(p<0.05);HF+RT组Cdh1、Itgal、Sell、MMP-3、Thbs1的mRNA表达水平显著性下降(p<0.05),而TIMP-3显著性升高(p<0.05)。与HF+AE组相比,HF+RT组Cdh1、Itgal、Sell、TIMP-3、Thbs1的mRNA表达水平显著性下降(p<0.05),而MMP-3显著性升高(p<0.05)。8.Western blot蛋白表达结果与C组相比,HF组小鼠腓肠肌中MMP-3、Cdh1、Itgal、Sell的蛋白表达显著性升高(p<0.05),而TIMP-3蛋白表达显著性下降(p<0.05);与HF组相比,HF+AE组MMP-3的蛋白表达显著下降(p<0.05),Cdh1、Itgal、Sell的蛋白表达下降,但是没有显著性差异(p>0.05),而TIMP-3蛋白表达显著性升高(p<0.05);与HF组相比,HF+RT组MMP-3、Cdh1、Itgal、Sell的蛋白表达显著性下降(p<0.05),而TIMP-3蛋白表达显著性升高(p<0.05);与HF+AE组相比,TIMP-3、Cdh1、Itgal、Sell蛋白表达显著性下降(p<0.05),而MMP-3蛋白表达显著性升高(p<0.05)。研究结论1.有氧训练和抗阻训练可以改善高脂膳食诱导的小鼠胰岛素抵抗,减轻小鼠ECM胶原沉积增加。2.有氧训练和抗阻训练都可以改善MMP-3和TIMP-3基因的转录和翻译水平;此外抗阻训练还可以使Cdh1、Itgal和Sell基因的转录和翻译水平下降。