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背景与目的:肥胖在世界范围内广为流行,已成为当今国际社会面临的一个重要公共卫生问题。人类和动物模型研究已经表明,糖脂转运蛋白的表达减少,转位受阻、转位后无法与细胞膜融合或已融合但活性降低等均参与了肥胖和胰岛素抵抗等疾病的发生和进展。定期进行适宜的运动是减少体内脂肪和预防肥胖的最有效的方法之一。研究发现,中等强度的运动可以改善肥胖者的总体代谢状况,且代谢异常的改善与运动引起的糖脂转运蛋白的含量和/或亚细胞定位改变有关。由于血脑屏障的存在以及外周和中枢组织结构和功能上的差异,外周和中枢糖脂代谢有所不同,而作为运动执行者的骨骼肌与不参与运动执行的海马在肥胖状态以及运动时对糖脂代谢的需求应该也会有所不同,故推测运动可能对高脂膳食诱导的肥胖大鼠骨骼肌和海马内糖脂转运蛋白及其相关分子存在差异性影响。本文的研究目的是观察8周有氧耐力运动对肥胖大鼠的体质量、身体成分、血脂和血糖的影响,并讨论这些改变是否与糖脂转运蛋白及其相关分子的变化有关;进一步观察并探讨运动对肥胖大鼠腓肠肌和海马内CD36、FATP1、GLUT4以及AMPK-ACC和PI3K-Akt信号通路的影响及其差异性。研究方法:以7周龄雄性SD大鼠为研究对象,最初的适应性喂养结束后,将大鼠随机分为普通饲料组(C)和高脂饲料组(H),C组20只,H组50只。实验第8周末,将C组大鼠随机分为普饲安静组(NC)和普饲运动组(NE),每组10只,继续进食普通饲料;选取H组中体质量超过C组大鼠平均体质量加1.4倍标准差的大鼠,并随机分为肥胖安静组(OC)和肥胖运动组(OE),每组10只,继续进食高脂饲料。NC组和OC组大鼠不运动,NE组和OE组大鼠经1周适应性运动后进行8周中等强度的跑台运动。实验过程中监测大鼠体质量和食物摄入量,运动干预结束后应用双能X线骨密度仪测量大鼠身体成分。末次运动结束后24 h,禁食过夜,10%水合氯醛麻醉,下腔静脉采血,并迅速分离左后肢腓肠肌,冰上分离海马。使用全自动生化分析仪检测血清TC、TG、LDL-C和血清葡萄糖水平,使用Western blotting法检测腓肠肌和海马内CD36、FATP1、GLUT4、CREB、AMPKα、p-AMPKα、ACC、p-ACC、PI3Kp85、p-PI3Kp85、Akt和p-Akt的表达。研究结果:(1)体质量、食物摄入量和能量摄入量的监测结果与C组大鼠相比,H组大鼠体质量明显增加(P<0.01);与NC组大鼠相比,OC组大鼠的体质量(P<0.01)和能量摄入量(P<0.05,P<0.01)明显增加,食物摄入量明显降低(P<0.01);经8周有氧耐力运动干预后,OE组大鼠的体质量(P<0.01)、食物摄入量(P<0.05,P<0.01)和能量摄入量(P<0.05,P<0.01)均明显低于OC组大鼠。(2)身体成分的检测结果与NC组大鼠相比,OC组大鼠的全身脂肪组织量和全身脂肪百分比明显升高(P<0.01),全身肌肉组织量和全身肌肉百分比明显降低(P<0.01),但全身骨密度明显升高(P<0.01);OE组大鼠全身脂肪组织量和全身脂肪百分比均显著低于OC组(P<0.01),全身肌肉组织量和全身肌肉百分比均显著高于OC组(P<0.01),全身骨密度无显著性变化(P>0.05)。NE组大鼠全身骨密度显著大于NC组(P<0.05)。(3)血脂和血糖水平的检测结果OC组大鼠血清TG和血糖水平均明显高于NC组(P<0.05),血清TC水平增加,但无显著性意义(P>0.05);与OC组相比,OE组大鼠血清TG水平显著降低(P<0.05),血清TC和血糖水平降低,但无显著性意义(P>0.05)。(4)腓肠肌内糖脂转运蛋白及其相关分子的检测结果与NC组相比,OC组大鼠CD36、FATP1和GLUT4的蛋白表达均无显著性变化(P>0.05),CREB的蛋白表达明显降低(P<0.05),AMPKα和ACC的磷酸化水平显著下降(P<0.01),PI3K p85和Akt的蛋白表达以及PI3K p85的磷酸化水平均无显著性变化(P>0.05),但Akt的磷酸化水平显著降低(P<0.01);与OC组比较,OE组大鼠CD36和FATP1的蛋白表达无显著性改变(P>0.05),GLUT4和CREB的蛋白表达明显升高(P<0.01),AMPKα和ACC的磷酸化水平明显升高(P<0.01),PI3K p85和Akt蛋白表达以及PI3K p85的磷酸化水平均无显著性变化(P>0.05),但Akt的磷酸化水平明显升高(P<0.01);与NC组相比,NE组大鼠AMPKa的磷酸化水平显著升高(P<0.01)。(5)海马内糖脂转运蛋白及其相关分子的检测结果与NC组相比,OC组大鼠CD36和FATP1的蛋白表达显著增加(P<0.05)、GLUT4的蛋白表达升高但无显著性意义(P>0.05),AMPKα、ACC和PI3Kp85的蛋白表达和磷酸化水平均无显著性变化(P>0.05);与OC组相比,OE组大鼠CD36、FATP1、GLUT4和Akt的蛋白表达均无显著性变化(P>0.05),AMPKα、ACC和PI3Kp85的蛋白表达和磷酸化水平均无显著性变化(P>0.05)。研究结论:(1)8周有氧耐力运动可以降低肥胖大鼠的体质量、体内脂肪含量,增加瘦体重,改善血脂异常,并适度降低血糖。(2)8周有氧耐力运动可以改变肥胖大鼠腓肠肌内AMPK-ACC信号通路的活化水平;此外,运动干预在引起肥胖大鼠腓肠肌内GLUT4和CREB蛋白表达增加的同时明显上调了Akt的磷酸化水平,提示Akt磷酸化水平的变化可能与运动干预引起的肥胖大鼠腓肠肌内GLUT4和CREB蛋白表达的改变之间存在关联。(3)肥胖大鼠海马内CD36和FATP1的蛋白表达出现显著性增加,表明高脂膳食引起的代谢改变可以影响海马内脂肪酸转运蛋白的表达。8周有氧耐力运动未能对肥胖大鼠海马内GLUT4、CD36、FATP1及其相关分子产生显著性影响。(4)高脂膳食诱导的肥胖和有氧耐力运动干预对大鼠腓肠肌和海马内糖脂转运蛋白及其相关分子的影响存在差异性。