1、第 45 卷第 1 期Vol45 No1山 东 体 育 科 技Shandong Sports Science Technology2023 年 2 月February 2023不同运动对胰岛素抵抗大鼠肝脏脂肪酸代谢的影响及机制探讨高晋晋1，2，徐晓阳2，王欢2，阮定国2，赵永军3(1山西通用航空职业技术学院，山西 大同037000;2华南师范大学 体育科学学院，广东 广州510006;3吕梁学院 体育系，山西吕梁033000)摘要:目的:探讨不同运动干预对胰岛素抵抗(I)大鼠肝脏游离脂肪酸(FFA)及腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)、乙酰辅酶 A 羧化酶(ACC)、肉毒碱棕榈酰基转移酶(CPT1
2、)含量的影响，探讨不同方式运动对 I 大鼠肝脏 FFA 代谢的可能机制。方法:高糖高脂饲料喂养建立 I 大鼠模型，并随机分为对照组(C 组)、有氧运动组(E 组)、抗阻运动组(组)、有氧+抗阻联合运动组(E 组)，随后运动组 I 大鼠进行 8 周的不同运动干预，运动干预结束后 36 h，检测肝脏 FFA、AMPK、ACC、CPT1 酶含量。结果:(1)8 周不同运动干预后 E 组、组、E 组肝脏 FFA 含量均显著低于 C 组(P001)，但各运动组间无显著差异(P005);(2)8 周不同运动干预后 E 组、组、E 组 AMPK、CPT1 酶含量均显著高于 C组(P001)，其中 E 组显著
3、高于 E 组、组(P001)。各运动组 ACC 酶含量均显著高于 C 组(P001)，但各运动组之间未见差异(P005)。结论:(1)8 周不同运动干预均能显著降低 I 大鼠肝脏 FFA 含量，其机制可能与运动显著上调 I 大鼠肝脏 AMPK、CPT1酶含量，增强脂肪氧化利用有关;有氧与抗阻联合运动较单一运动对脂肪氧化效果更为显著;(2)8 周不同运动干预未观察到 I 大鼠 ACC、CPT1 的同步变化，AMPK 通过 ACC 酶调节肝脏脂肪酸氧化可能存在其他机制，运动对于 I 大鼠 ACC 酶含量的调节，尚需进一步研究。关键词:胰岛素抵抗大鼠;运动;腺苷酸活化蛋白激酶;乙酰辅酶 A 羧化酶中
4、图分类号:G8043文献标识码:A文章编号:10099840(2023)01005205Effects of Different Exercises on the Metabolism of Free Fatty Acids in Liverof Insulin esistance ats and its MechanismsGAO Jinjin1，XU Xiaoyang2，WANG Huan2，UAN Dingguo2，ZHAO Yongjun3(1 Shanxi General Aviation Polytechnic，Datong 037000，Shanxi，China;2 School
5、 of PE，South China Normal University，Guangzhou 510006，Guangdong，China;3 Dept of PE，Lvliang University，Lvliang 033000，Shanxi，China)Abstract:Objective:To study the effects of aerobic exercise，resistance exercise and aerobiccombined resistance exercise on liver free fatty acid(FFA)，adenylate activated
6、protein kinase(AMPK)，acetyl coenzyme A carboxylase(ACC)and carnitine palmitoyltransferase(CPT1)in insulin resistance(I)rats，to explore the possible mechanism of FFA metabolism in theliver of I rats by different ways of exercise Methods:I rats were fed with highsugar andhighfat diet and then fed with
7、 general diet They were randomly divided into control group(group C)，aerobic exercise group(group E)，resistive exercise group(group)，aerobic+resistive combined exercise group(group E)I rats in exercise group were executed for 8cycles(8 days as a cycle)36 hours after exercise intervention，the rat liv
8、er FFA，AMPK，ACC，CPT1 enzyme content were tested esults:(1)The FFA content in liver of group E，group and group E was significantly lower than that of group C(P001)，but there was nosignificant difference among the exercise groups(P005)(2)The AMPK and CPT1 enzymesin group E，and E were significantly hig
9、her than those in group C(P001)，and the ACCenzymes in group E were significantly higher than those in group E and group(P001)，while the ACC enzymes in each exercise group were significantly higher than those in group C(P001)，but there was no difference among the exercise groups(P005)Conclusion:(1)Ei
10、ght cycles of exercise can significantly reduce FFA content in the liver of I rats，which maybe related to the increase of AMPK and CPT1 enzymes in the liver of I rats and theenhancement of lipid oxidation utilization by exercise;combined aerobic and resistance exercisehas more significant effect on
11、lipid oxidation than single exercise;(2)No synchronous changesof ACC and CPT1 were observed in the eight cycles of exercise intervention in different waysThere may be other mechanisms for AMPK to regulate fatty acid oxidation in the liver throughACC enzyme The regulation of exercise on the content o
12、f ACC in I rats needs further studyKey words:I rats;different exercise mode;AMPK;ACC;CPT1收稿日期:20220612基金项目:山西省高等学校科技创新项目(编号:2019L0945)。作者简介:高晋晋(1993)，女，山西晋中人，硕士，助教，研究方向为运动人体科学。25DOI:10.14105/ki.1009-9840.2023.01.003高晋晋，等不同运动对胰岛素抵抗大鼠肝脏脂肪酸代谢的影响及机制探讨No1 2023胰岛素抵抗与型糖尿病关系密切，也是导致多种代谢疾病的共同病理特征。高糖高脂膳食会引起机体摄
13、入脂肪的增加，使血液游离脂肪酸(FFA)增加，造成体内 FFA 的氧化过程减弱，非氧化代谢途径增强，从而造成肝脏和骨骼肌等重要器官的脂肪异位沉积。肝脏是脂质代谢的主要场所，肝细胞参与脂质代谢的众多途径。研究表明，肝脏甘油三酯的持续积累可能是一种代偿措施，是为避免肝脏受更多有害脂质伤害而提供保护1，而 FFA 才是造成脂毒性、诱发 I 的主要因素。胰岛素抵抗(I)是脂质在肝脏堆积，引起脂肪肝、肝纤维化、肝硬化甚至是肝癌等一系列恶性疾病的诱导因素2。肝脏脂肪沉积与胰岛素抵抗关系密切，主要表现为肝脏脂质合成与代谢的不平衡。脂质氧化障碍可导致肝脏脂代谢失衡，AMPK 作为细胞能量监测器，其靶点之一是乙
14、酰辅酶 A 羧化酶(acetylCoA carboxylase，ACC)，而 ACC 是机体新陈代谢和脂肪酸生成的关键调节器，也是脂肪酸生成的定步酶(pacemaker enzyme)，肝脏中仅有约一半 ACC 发挥催化作用，另一半 ACC 则作为其产物的一个传感器和开关负责调控 ACC 活性3。鉴于 AMPK 的激活能够诱导 ACC 的失活，通过增强 CPT1 活性而提高脂肪酸 氧化，从而增加肝脏脂肪酸的氧化代谢，因此，运动对胰岛素抵抗大鼠肝脏脂肪酸代谢的影响，可能主要表现在 AMPK/ACC/CPT1 信号通路的差异。本研究探究有氧、抗阻、有氧联合抗阻三种不同运动方式对胰岛素抵抗大鼠肝脏
15、AMPK、ACC、CPT1 酶含量的影响，从而探讨和分析不同运动方式对胰岛素抵抗大鼠肝脏FFA 代谢的影响。1研究对象与方法11实验动物与分组10 周龄 SPF 级雄性 SD 大鼠 45 只，体重 254851548 g，购于广州中医药大学实验动物中心，许可证:SCXK(粤)20130034。于华南师范大学体育科学学院动物实验室饲养，饲养环境:温度 232，湿度50%5%，每日光照 12 h(08:0020:00)。大鼠分笼饲养，每笼 34 只，自由进食饮水。适应性喂养两周后，将大鼠随机分为正常对照组(Con 组，n=6，普通饲料喂养)，胰岛素抵抗模型组(HFD 组，n=39，高糖高脂饲料喂养
16、)，期间自由饮水，每周称体重。饲料购于广州中医药大学实验动物中心，普通饲料为国家标准啮齿类动物维持饲料，高糖高脂饲料引用汪圆圆等4 制作。12I 动物模型建立通过膳食造模 12 周后，测量血糖(FPG)、血清胰岛素(FINS)浓度、胰岛素敏感性指数(ISI)和胰岛素抵抗指数(HOMAI)等指标初步判断大鼠胰岛素抵抗状况，并通过口服葡萄糖耐量(OGTT)和胰岛素耐量(ITT)综合评定造模效果，结果显示造模成功率为69%。随后 I 大鼠摄入普通膳食，并将其随机分为对照组(C 组，n=6)、有氧运动组(E 组，n=7)、抗阻运动组(组，n=7)、有氧+抗阻联合运动组(E 组，n=6)，分别进行不同运动干预。13运动干预方案运动组 2 周适应性训练后进行 8 周运动干预。运动干预时间安排在 18:0023:00，每次训练在同一时间段进行，隔天训练，每周 4 次，干预 8 周。E 组和 组分别进行每周四次的有氧和抗阻训练，E 组两种运动方式交替进行。E 组进行无负重0 坡度跑台训练，速度从8 m/min开始，每次 10 min 逐渐增加到跑速为 18 m/min，60min/次，约为大鼠的 60