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目的:本文通过建立2型糖尿病的小鼠模型,对其进行为期8周的高强度间歇训练,检测小鼠骨骼肌中内质网应激,脂代谢和骨骼肌炎症相关因子的表达,探究高强度间歇训练对2型糖尿病小鼠骨骼肌胰岛素抵抗的影响,阐述高强度间歇训练改善2型糖尿病小鼠骨骼肌胰岛素抵抗的可能机制,为高强度间歇训练作为有效的运动处方应用于临床,作为改善2型糖尿病的辅助型手段提供理论依据。方法:(1)将购买的4周龄C57BL/6的雄性小鼠(n=40),标准普通饲料适应性喂养一周后,随机分为Con组(n=10)和HFD组(n=30),HFD组小鼠持续高脂膳食喂养(60%脂肪,20%蛋白质,20%碳水化合物),12周后采用10ml/kg的剂量进行腹腔注射1%的链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ),诱导成2型糖尿病小鼠,并随机分为Sed组(n=8)和HIIT组(n=8);(2)高强度间歇训练方案:在小鼠跑步机上以15°倾斜角进行跑台训练,每周5天(周日至周四),持续8周;干预前先以10m/min的速度热身开始4min,然后进行10次4 min的高强度跑步,中间穿插2 min的主动休息(逐渐减速至0m/min),跑步速度在8周内从10 m/min逐渐增加到26 m/min;(3)在建模成功后,运动干预前后分别对小鼠进行一次空腹血糖测试、葡萄糖耐量试验、胰岛素耐量试验;(4)8周运动后取小鼠腓肠肌,通过冰冻切片和油红o染色检查骨骼肌的脂肪沉积情况;RT-PCR检测脂肪酸氧化、内质网应激、巨噬细胞标记物、炎症相关因子m RNA表达水平。结果:(1)STZ诱导的糖尿病模型的建立经过12周的高脂喂养,HFD小鼠的体重是Con组的1.5倍,腹腔注射STZ后,HFD组小鼠的空腹血糖值显著高于Con组(p<0.01),腹腔注射葡萄糖和胰岛素后的曲线下面积显著高于Con组(p<0.01),胰岛素抵抗相关基因PI3K、AKT、IRS-1、GLUT4的表达显著降低(p<0.01),2型糖尿病模型建造成功。(2)高强度间歇训练对2型糖尿病小鼠的影响与Sed组小鼠相比,经过8周的高强度间歇训练后,HIIT组的小鼠的体重显著降低(p<0.01);空腹血糖有下降趋势,但下降不明显,未达到统计学差异;腹腔注射葡萄糖和胰岛素后曲线下面积均出现显著降低(p<0.01);胰岛素信号通路相关基因PI3K(p<0.01)、AKT(p<0.01)、IRS-1(p<0.05)和GLUT4(p<0.01)的m RNA表达均显著上升。(3)高强度间歇训练对2型糖尿病小鼠骨骼肌的影响(1)高强度间歇训练对2型糖尿病小鼠骨骼肌内质网应激的影响与Con组相比,Sed组小鼠骨骼肌UPR相关基因GRP78(p<0.01)、PERK(p<0.01)、IRE-1α(p<0.01)、ATF-6(p<0.05)的m RNA表达水平显著上升,内质网应激相关基因CHOP(p<0.05)、ATF-4(p<0.01)、TRB3(p<0.05)的m RNA表达水平显著上升,内质网应激下游作用基因JNK(p<0.05)、NF-κB(p<0.01)、IKKβ(p<0.05)的表达也有显著上升;经过8周的高强度间歇训练,与Sed组相比,HIIT组小鼠骨骼肌UPR相关蛋白GPR78、PERK、IRE-1α、ATF6的m RNA表达水平显著降低(p<0.01),内质网应激相关基因CHOP、ATF4、TRB3的m RNA表达水平显著降低(p<0.01),其下游相关基因JNK、NF-κB、IKKβ的表达也有显著下降(p<0.01)。(2)高强度间歇训练对2型糖尿病小鼠骨骼肌脂代谢的影响油红o染色结果显示,Sed组小鼠骨骼肌骨骼肌细胞间隙有脂质沉积现象;经过八周的高强度间歇训练,与Sed组相比,HIIT组小鼠骨骼肌中脂肪酸氧化相关因子AMPK(p<0.01)、PPAR-α(p<0.01)、PGC-1α(p<0.05)的m RNA表达水平均显著上升,骨骼肌脂肪沉积得到改善。(3)高强度间歇训练对2型糖尿病小鼠骨骼肌炎症的影响与Con组相比,Sed组小鼠骨骼肌中总的巨噬细胞标记物F4/80的m RNA表达显著上升(p<0.05),M1型巨噬细胞标记物i NOS(p<0.05)、CD86(p<0.01)的表达显著上升,而M2型巨噬细胞标记物ARG1(p<0.01)的表达显著下降,CD206表达虽然也有下降,但未达到显著性差异,抗炎因子IL-13的m RNA表达水平显著降低(p<0.05),IL-10的表达水平也有所下降,但未达到统计学差异,促炎因子IL-6(p<0.01)、TNF-α(p<0.05)、TGF-β(p<0.05)、IL-1β(p<0.01)的表达水平显著上升。经过8周的高强度间歇训练,与Sed组小鼠相比,HIIT组小鼠骨骼肌总的巨噬细胞标记物F4/80表达显著降低(p<0.01),M1型巨噬细胞标记物i NOS、CD86的表达显著降低(p<0.01),而M2型巨噬细胞标记物ARG1、CD206的表达显著上升(p<0.01),抗炎因子IL-13和IL-10的m RNA表达水平显著上升(p<0.01),促炎因子IL-6、TNF-α、TGF-βIL-1β的表达水平显著下降(p<0.01)。结论(1)与对照组相比,糖尿病小鼠体重和空腹血糖显著升高,葡萄糖和胰岛素耐受性显著降低,胰岛信号通路相关基因表达被抑制;(2)与糖尿病安静组相比,经过8周的高强度间歇训练可显著降低糖尿病小鼠的体重,提高全身胰岛素敏感性并改善胰岛素抵抗。同时,运动可改善骨骼肌胰岛素抵抗,其机制可能与骨骼肌脂肪沉积、炎症和内质网应激改善有关。