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地塞米松(dexamethasone;Dex)是一种由人工合成的长效糖皮质激素,因为其在抗炎以及免疫抑制等方面的显著效果在临床治疗上被广泛使用。然而使用糖皮质激素治疗并取得明显治疗效果的同时,也会引起一系列的代谢副作用,比如胰岛素抵抗、血脂紊乱、肌肉萎缩、骨质疏松等。英国的一项最新报告显示,全球约有超过1%的人群长期使用糖皮质激素进行治疗,因此,如何改善糖皮质激素治疗诱导的代谢紊乱越来越受到人们的重视。很多的研究已经证实,运动在促进机体健康和预防疾病等方面发挥着正面作用,中等强度有氧运动可防治长期糖皮质激素使用的代谢副作用,尤其是对糖皮质激素过量使用引起的胰岛素抵抗的防治作用。最近的研究发现,高强度间歇运动(HIIT)较传统的中等强度运动对糖皮质激素引起的代谢紊乱更具有改善的作用,但是其中的分子机制尚未明确。基于此,高强度间歇运动是否能更好的改善地塞米松导致的代谢紊乱,这将有助于提供改善地塞米松治疗诱发副作用的“精准方案”。目的:(1)探究运动预适应对地塞米松小鼠糖、脂代谢的影响和可能机制;(2)探讨不同运动方式对改善地塞米松小鼠代谢紊乱的效果。方法:从华东师范大学动物中心处购买的40只6周龄的C57BL/6雄性小鼠,置于清洁级SPF级动物中心内进行饲养(温度为22±2℃,湿度为50±10%,12h昼夜循环)。小鼠适应性饲养三天后,随机分为4组。分别为:1)安静对照组(Con,n=10;2)地塞米松注射对照组(DEX,n=10);3)中等强度运动+地塞米松注射组(MICT,n=10);4)高强度间歇运动+地塞米松注射组(HIIT,n=10)。其中,Con组和DEX组小鼠维持安静的生活方式,MICT组小鼠进行8周中等强度游泳训练,训练方案为:训练干预周期为8周,每周训练5天,第一周为适应性训练,单次游泳训练时间为30min;第二周递增为单次游泳训练时间为45min,第三周至第八周的游泳训练时间为60min。HIIT组小鼠进行8周高强度间歇游泳训练,运动方案为:训练周期干预为8周,每周训练5天。第一周训练的强度为小鼠自身体重6%的负荷,单次游泳20s后休息10s,共重复10组;第二周训练强度为小鼠自身体重8%的负荷,单次游泳20s后休息10s,共重复10组;第三周至第四周训练强度为小鼠自身体重10%的负荷,单次游泳20s后休息10s,共重复10组;第五至第六周训练强度为小鼠自身体重12%的负荷,单次游泳20s后休息10s,共重复10组;第七至第八周训练强度为小鼠自身体重12%的负荷,单次游泳20s后休息10s,共重复12组。在8周运动干预结束后,HIIT组、MICT组、DEX组开始连续十天进行腹腔内注射地塞米松,注射的剂量为0.5mg/kg。Con组开始连续10天每日腹腔内注射生理盐水(0.5mg/kg)。在药物注射的期间,HIIT组和MICT组继续保持原有的运动干预方案。结果:(1)在整个运动干预过程中,与Con组相比,DEX组、HIIT组以及MICT组小鼠体重未出现显著差异。在药物注射阶段,与Con组相比,DEX组小鼠体重出现明显下降(p<0.05),饮食量显著下降(p<0.05),HIIT组和MICT组小鼠体重同样出现显著降低(p<0.05),饮食量均出现先降低再增加,总体无显著性差异。(2)在整个运动干预过程中,与Con组相比,DEX组、HIIT组以及MICT组小鼠空腹血糖值FBG无显著差异。在药物注射阶段,与Con组相比,DEX小组鼠FBG显著升高(P<0.05),HIIT组以及MICT组小鼠FBG无显著差异。(3)与Con组相比,DEX组小鼠IPITT曲线下面积(P<0.01)、血清葡萄糖(P<0.01)、血清胰岛素(P<0.01)、胰岛素抵抗指数均显著升高(P<0.01);MICT组小鼠血清葡萄糖(P<0.05)、胰岛素抵抗指数(P<0.05)均显著升高,IPITT曲线下面积和血清胰岛素无显著性差异;HIIT组小鼠IPITT曲线下面积呈现显著升高(P<0.05),血清葡萄糖、血清胰岛素以及胰岛素抵抗指数均为显著性差异。与DEX组相比,MICT组小鼠IPITT曲线下面积(P<0.05)、血清葡萄糖(P<0.01)、血清胰岛素(P<0.05)、胰岛素抵抗指数(P<0.05)均显著降低;HIIT组小鼠IPITT曲线下面积(P<0.05)、血清葡萄糖(P<0.01)、血清胰岛素(P<0.05)、胰岛素抵抗指数(P<0.05)均显著降低。(4)与Con组相比,DEX组小鼠血清TC(P<0.01)、TG(P<0.01)、LDL-C(P<0.01)、肝指数(P<0.01)、腹股沟白色脂肪(P<0.05)、形状因子(P<0.05)均显著升高;MICT组小鼠肝指数(P<0.05)、棕色脂肪(P<0.05)均显著升高,而血清TC、TG、LDL-C、腹股沟白色脂肪均无显著差异;HIIT组小鼠LDL-C(P<0.01)、腹股沟白色脂肪(P<0.05)均显著升高,而血清TC、TG、肝指数、附睾白色脂肪以及形状因子均无显著差异。与DEX组相比,MICT组小鼠血清TC(P<0.01)、TG(P<0.01)、LDL-C(P<0.01)、肝指数(P<0.01)、腹股沟白色脂肪(P<0.05)、均显著升高;HIIT组小鼠血清TC(P<0.01)、TG(P<0.01)形状因子(P<0.05)、附睾白色脂肪(P<0.05)均显著升高。与MICT组相比,HIIT组小鼠LDL-C显著升高,肝脂肪沉积指数(P<0.01)显著下降。(5)与Con组相比,DEX组小鼠胰岛素抵抗相关基因PI3K、IRS-1、Akt、APPL1的m RNA水平均出现下降,但都未达到显著性差异,脂代谢相关基因mi R-17-5P的m RNA水平显著升高(P<0.05),CIDEA、FASn、SCD1、ACC1、PGC-1α、AMPK的m RNA水平均出现上升,但都未达到显著性差异;MICT组小鼠脂代谢相关基因FASn的m RNA水平(P<0.01)出现显著下降,PGC-1α(P<0.01)、AMPK(P<0.05)、PPARα(P<0.01)等的m RNA水平均出现显著上升,胰岛素抵抗相关基因PI3K、IRS-1、Akt、APPL1的m RNA水平均出现下降,但都未达到显著性差异;HIIT组小鼠胰岛素抵抗相关基因Akt、脂代谢基因AMPK(P<0.01)、PGC-1α(P<0.05)、PPARα(P<0.01)的m RNA水平均出现显著上升,CIDEA(P<0.01)、FASn(P<0.01)的m RNA水平显著下降。与DEX组相比发现,MICT组CIDEA(P<0.01)、FASn(P<0.01)的m RNA水平显著下降,Akt(P<0.05)、PGC-1α(P<0.05)、PPARα(P<0.01)的m RNA显著升高;而HIIT组PI3K(P<0.05)、Akt(P<0.05)、PGC-1α(P<0.05)、AMPK(P<0.01)的m RNA均显著升高,CIDEA(P<0.01)、FASn(P<0.01)、SCD1(P<0.05)的m RNA显著下降。(6)与Con组相比,DEX组小鼠糖脂代谢相关蛋白IRS-1(P<0.05)呈现显著下降,Akt、FoxO1和PPAR-α的蛋白表达均出现下降,但未达到显著性差异;MICT组小鼠IRS-1、Akt、FoxO1和PPAR-α的蛋白表达均略有上升,但都未达到显著性差异;而HIIT组IRS-1(P<0.05)、FoxO1(P<0.05)的蛋白表达均显著上升,Akt、PPAR-α的蛋白表达未达到显著性差异。与DEX组相比,IRS-1(P<0.05)、Akt(P<0.05)、FoxO1(P<0.05)和PPAR-α(P<0.01)的蛋白表达显著上升,而HIIT组IRS-1(P<0.05)、Akt(P<0.05)、FoxO1(P<0.05)和PPAR-α(P<0.01)的蛋白表达均显著上升。结论:(1)8周游泳运动预适应可以显著改善糖皮质激素注射诱导的糖代谢紊乱,具体表现为胰岛素敏感性增加,胰岛素抵抗改善。(2)8周游泳运动预适应可以显著改善糖皮质激素注射诱导的脂代谢,主要表现为减少肝脏脂肪堆积,脂质代谢紊乱症状得到改善,全身脂肪减少。(3)与中等强度有氧运动比,高强度间歇运动在改善地塞米松引起的胰岛素抵抗和肝脏脂代谢沉积方面更有效。