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研究目的:目前,糖尿病最新统计,全球糖尿病患者约有4.63亿人,预估计2030年会达到5.784亿,2045年达到7.002亿人,其中90%患有2型糖尿病(T2DM),而我国的患病人数排在全球第一。T2DM流行的主要驱动因素包括肥胖、久坐、不良的生活方式以及饮食热量摄入量增加。脂肪异位沉积是T2DM的最强预测因子之一,并且与胰岛素抵抗密切相关。游泳运动调控肝脏脂肪沉积的机制尚未阐明。因此,本实验建立T2DM小鼠模型并进行游泳运动干预,通过检测肝脏胰岛素信号通路基因、脂肪沉积相关基因、炎症因子、氧化应激相关基因的表达,探究游泳运动对肝脏脂肪沉积的改善机制,为游泳运动改善T2DM提供可靠的理论基础。研究方法:选取4周龄大的C57BL/6J雄鼠适应性饲养一周后,随机分成对照组(con,n=8,普通饲料)和高脂饮食诱导组(HFD,n=20,高脂饲料),高脂喂养12周后腹腔注射链脲佐菌素(STZ)诱导2型糖尿病模型的建立,通过检测小鼠空腹血糖,随后进行的胰岛素耐量(ITT)、糖耐量(GTT)的实验和小鼠的体重来检验小鼠模型是否建立成功。将建模成功的T2DM小鼠继续高脂饲养,并随机分为糖尿病安静组(SED,n=8,高脂饲料)和游泳组(SW,n=8,高脂饲料)。SW组进行8周自重游泳训练,每周进行5天,每天1h。游泳运动干预8周后取肝脏组织进行切片制作,进行HE染色和油红O染色来观察运动对肝脏脂肪沉积的影响;并提取肝脏总RNA进行RT-PCR,检测胰岛素信号通路主要因子(IRS、PI3K、AKT),肝脏脂肪沉积相关因子(FATP1、CD36、ACC1、SCD1、APOB100、PPAR-α、CPT-1、FXR),炎症因子(CD86、iNOS、Arg、IL-6、IL-1β、TNF-α),氧化应激相关基因(NOX2、PRDX1)的表达情况。研究结果:1.糖尿病模型的建立12周高脂喂养后,HFD组小鼠体重显著增加(P<0.05),空腹血糖值>16.7nmol/L,并显著高于con组(P<0.05)。GTT和ITT实验曲线下面积计算结果显示,HFD组显著大于con组(P<0.05)。结果表明T2DM小鼠模型建立成功。2.游泳运动对小鼠体重、腹脂率、空腹血糖的影响8周游泳运动后,与SED组相比,SW组小鼠体重显著下降(P<0.05),并与con组体重接近。SED组血糖显著升高(P<0.05),腹脂率显著增加(P<0.05),SW组的腹脂率显著减少(P<0.05),空腹血糖值虽没有恢复到正常,但与SED组相比,SW组血糖值显著降低(P<0.05)。结果表明8周游泳运动很好的降低小鼠体重与腹脂率。3.游泳运动对小鼠糖耐量和胰岛素耐量的影响三组小鼠GTT曲线下面积计算结果显示,SED组和SW组显著大于con组(P<0.05)。ITT曲线下面积计算结果显示,SED组和SW组显著大于con组(P<0.05),但SW组与SED组相比显著降低(P<0.05)。结果表明8周游泳运动有改善小鼠胰岛素敏感性的趋势。4.游泳运动对小鼠胰岛素通路的影响实验结果显示,与con组相比,SED组的IRS、PI3K、AKT mRNA表达量显著降低(P<0.05);而8周游泳运动后,与SED组相比,SW组的IRS、PI3K、AKT mRNA表达量显著增加(P<0.05)。结果表明8周游泳运动改善小鼠胰岛素抵抗。5.游泳运动对小鼠肝脏脂肪沉积的影响实验结果显示,与con组相比,SED组的肝脏重量显著增加(P<0.05),约2倍;而8周游泳运动后,与SED组相比,SW组的肝脏重量显著减少(P<0.05),并接近con组。HE染色可观察到SED组有大量脂肪空泡,油红O染色SED组有许多大块被染成红色的脂质,SW组有少量脂肪空泡和少许红色脂质。与con组相比,SED组的肝脏TG含量显著增加(P<0.05),SED组FATP1、CD36、ACC1、SCD1、APOB100 mRNA表达量显著增加(P<0.05),PPAR-α、CPT-1、FXR mRNA表达量显著减少(P<0.05);而8周游泳运动后,与SED组相比,SW组的肝脏TG含量显著减少(P<0.05),SW组FATP1、CD36、ACC1、SCD1、APOB100 mRNA表达量显著减少(P<0.05),PPAR-α、CPT-1、FXR mRNA表达量显著增加(P<0.05)。结果表明8周游泳运动改善小鼠肝脏脂肪沉积。6.游泳运动对小鼠肝脏炎症因子的影响用iNOS标记M1型巨噬细胞,免疫荧光结果显示,SED组M1型巨噬细胞显著增多,SW组M1型巨噬细胞较少。与con组相比,SED组CD86、iNOS、IL-6、IL-1β、TNF-αmRNA表达量均显著增加(P<0.05),Arg mRNA表达量显著减少(P<0.05),而8周游泳运动后,与SED组相比,SW组iNOS、IL-6、IL-1βmRNA表达量均显著减少(P<0.05)。结果表明8周游泳运动改善小鼠炎症反应。7.游泳运动对小鼠肝脏氧化应激的影响与con组相比,SED组氧化应激因子NOX2 mRNA表达量显著增加(P<0.05),抗氧化应激因子PRDX1 mRNA表达量显著减少(P<0.05),而8周游泳运动后,与SED组相比,SW组NOX2 mRNA表达量显著减少(P<0.05),PRDX1 mRNA表达量显著增加(P<0.05)。结果表明8周游泳运动改善小鼠氧化应激。研究结论:游泳运动可改善T2DM小鼠肝脏胰岛素抵抗并提高胰岛素敏感性,这可能与肝脏脂代谢功能改善有关。游泳运动可降低T2DM小鼠肝脏重量、改善肝脏脂肪沉积、降低肝脏炎症反应和氧化应激水平。游泳运动改善肝脏脂肪沉积的机制可能与抑制肝脏脂肪酸摄入蛋白(FATP1)和脂肪生成因子(ACC1、SCD1)表达,促进脂肪酸氧化因子(PPAR-α、CPT1)和胆汁酸受体(FXR)表达有关。