有氧运动对肥胖大鼠脂肪组织甘油三酯脂酶表达的影响

摘要：探讨了运动对高脂饮食诱导的肥胖Wistar 大鼠胰岛素敏感性和甘油三酯脂酶mRNA、脂联素mRNA 表达的影响。随机将大鼠分为3组:高脂饮食喂养加运动组(简称运动组)、高脂饮食喂养组(简称高脂组)和标准饮食对照组(简称对照组)。以RT-PGR法半定量测定脂肪组织部分甘油三酯脂酶mRNA、脂联素mRNA 的表达同时检测血游离脂肪酸(FFA)、甘油三酯（TG），并用稳态模式评估法(HOMA)评价胰岛素抵抗(IR )指数，实验结果显示，有氧运动具有改善高脂饮食诱导的脂质异常、提高胰岛素敏感性以及调节脂肪因子表达的作用。

关键词：有氧运动；甘油三酯脂酶；脂联素； 胰岛素抵抗

中图分类号：G804.7文献标识码：A文章编号：1007-3612(2011)12-0052-03

Effects of Aerobic Exercise on Adipose Triglyceride Lipase Expression in Rats Fed with Highfat Diet

DONG Kun1，QU Hui2

(1.P.E.Dept.，Northwest Polytechnical University，Xi′an 710072，Shaanxi China;

2.Department of Military Economics，Engineering College of Armed Police Force，Xi′an 710086，Shaanxi China)

Abstract:This article has explored the effect of aerobic exercise on the insulin sensitivity，adipokines expression mRNA and adiponectin mRNA in highfat diet fed Wistar rats.Rats were randomized into three groups: aerobic exercise group，fed with high fat diet group，and control group.The lipid adipokines expression mRNA and adiponectin mRNA and the free fatty acid (FFA)，triglycerid(TG) were detected by semiquantity RTPGR.Homeostasis model assessment was used to evaluate the insulin resistance (IR) index.The result indicates that aerobic exercise may reverse highfat diet induced lipid abnormalities，improve insulin sensitivity，and regulate the expression of adiponectin's mRNA.

Key words: aerobic exercise；adipose triglyceride lipase；adiponectin； insulin resistance

脂联素是脂肪因子成员之一，是血液循环含量最高的蛋白之一，在维持能量代谢平衡和炎症反应中发挥着重要的作用。脂联素的信号转导通路主要有：1)与受体结合后与一种称为APPL1的接头蛋白相连接，调节葡萄糖的摄取和转化及脂肪酸氧化［1］；2)脂联素通过与受体结合激活AMP-ACC信号通路调节能量代谢［2］；3)p38MAPK-PPARα信号转导通路［3］；4)通过抑制 TNF－α增强胰岛素PI3K信号通路［4］等。而甘油三酯脂酶的发现是了脂动员研究新的热点。目前对甘油三酯脂酶的调控通路研究尚不是十分清晰。

本实验运动干预高脂饮食诱导大鼠肥胖通过有氧运动干预来探讨运动对改善肥胖导致胰岛素抵抗的作用的机制。同时通过运动对脂联素和甘油三酯脂酶表达的研究，分析甘油三酯脂酶的调控路径。

1材料和方法

1.1实验动物及分组8周龄雄性6周龄健康雄性Wistar大鼠36只，体重160～180 g。购自西安交通大学医学院实验动物中心。本实验室适应性喂养1周，随机分为两组，对照组12只和高脂喂养组24只。标准大鼠饲料脂肪供能比17.2%；高脂饲料脂肪供能比42.9%，均购自西安交通大学医学院实验动物中心。

1.2实验设计对照组使用标准大鼠饲料喂养，高脂喂养组先经过6周的高脂饲料喂养以后，再随机分组为高脂模型组和高脂有氧运动组，每组12只；分组后，高脂有氧运动组组在使用高脂饲料喂养的同时进行有氧运动6周，有氧运动采用游泳运动的方式，运动方案参照Ploug设计的模型［5］：在水箱中进行为期6周的游泳运动，水温保持35℃，水深50 cm，每只大鼠的活动空间为200 cm2，每周游泳5 d，前2周游泳40 min/d，后4周游泳60 min/d。在实验开始和第6、12周末分别测量大鼠体重（g），同时股静脉取血1.5 mL，用以测量空腹血糖后，分离血清，-20℃保存。

测量指标与方法：空腹血糖（FBG）采用邻甲苯胺法；空腹胰岛素(Fins) 采用放射免疫法；血脂指标：总胆固醇(TC)采用邻苯二甲醛法，高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和甘油三酯（TG）直接测试，游离脂肪酸（FFA）采用铜试剂比色法。根据FBG、Fins浓度按稳态模式法（HOMA) 计算IR指数(H OMA-IR)。

1.3脂肪组织取材取大鼠附睾脂肪垫脂肪组织约100 mg，

投稿日期：2011-01-18

作者简介：董坤，讲师，硕士，研究方向运动人体科学与体育教学。并快速置于液氮中,然后-80℃冰箱保存。测试时，先加入1 mL裂解液对脂肪组织裂解,用RNA提取试剂盒提取大鼠脂肪组织总RNA,严格按照试剂盒的说明要求操作。

1.4脂肪组织ATGLmRNA和脂联素mRNA测定

1.5统计学处理所得数据使用SPSS 12.0进行分析，以均数±标准差（X±SD）表示，各指标采用单因素方差分析(LSD检验)， 对方差不齐的数据，采用Kruskal-Wallis H检验。脂联素 mRNA的表达与甘油三酯脂酶mRNA表达的相互关系采用Pearson直线相关回归分析。

2结果

2.1高脂喂养对FFA、血脂和HOMA－IR的影响实验开始时，高脂喂养组与对照组大鼠体重差异无统计学意义(P>0.05)。基础状态下两组大鼠各指标均无显著性差异（表1）。高脂喂养6周后，两组大鼠的体重均持续增加，但高脂喂养组大鼠体重显著高于对照组，有显著性差异(P

3讨论

代谢综合征的发病机制与肥胖及其相关胰岛素抵抗有非常密切的关系，其中FFA升高是机体组织发生胰岛素抵抗的重要诱因［6］。在机体中，FFA影响胰岛β细胞葡萄糖代谢［7,8］、影响胰岛素分泌的机制主要有以下几点:增强抑制了葡萄糖的酵解和氧化，对胰岛β细胞代谢酶产生影响，调节胰岛β细胞的离子通道影响前胰岛素原启动子的转录、活化［7］，促胰岛β细胞凋亡［8］等。在脂肪细胞，FFA 可激活 JNK 和 IKKβ/NF-κB炎症信号通路，刺激TNFα、IL-6 等炎性细胞因子的表达，并对胰岛素传递信号传导相关蛋白的表达产生影响，减弱了葡萄糖转运因子-4（GLUT-4）向细胞膜的转位及其活性，从而影响葡萄糖的吸收，从而诱发胰岛素抵抗［9］。但其确切机制有待研究。

本研究的结果显示，经过6周的高脂喂养，高脂组大鼠体重、FBG、Fins、TC、TG、FFA和HOMR-IR指标均显著高于安静组，表明肥胖大鼠模型造模成功，同时也提示高脂喂养可导致胰岛素抵抗，表现为HOMA-IR升高。有文献报道，胰岛素抵抗和血FFA［10］、TG［11］有正相关关系。

本实验结果也显示，有氧运动使肥胖大鼠血清FBG、FFA、TC、TG、LDL-C 水平明显降低，HOMR-IR也相应降低，证明运动对肥胖大鼠的糖脂代谢紊乱和胰岛素抵抗具有明显的改善作用。其具体机制可能与运动消耗了能量来源，降低了FFA的浓度，并通过某种通路影响了胰岛 β细胞和外周组织对胰岛素的敏感性。因此研究有氧运动改善肥胖导致胰岛素抵抗就要对甘油三酯分解和合成的动态平衡机制进行研究。

脂联素(Adiponectin)是一种在脂肪组织表达、分泌的脂肪细胞因子，通过与靶细胞膜上的脂联素受体结合而参与糖脂代谢的调节,发挥胰岛素增敏、抗炎和抗动脉粥样硬化等作用, 是脂肪组织分泌的拮抗炎症因子［12］， 脂联素受体表达水平的变化直接影响到脂联素对下游信号通路的激活及生物学效应的发挥。其分泌主要受IL-6、PPAR-γ配体、性激素等影响。脂联素信号转导机制主要有AMPK信号机制和cAMP-PKA通路机制。目前，关于脂联素结构和功能、脂联素表达与分泌调控机制及其影响因素，以及脂联素与肥胖及其相关疾病关系的研究十分活跃［13］。本研究结果显示有氧运动可提高脂肪组织脂联素的水平，提示有氧运动改善胰岛素抵抗作用可能有脂联素的参与，与Kriketos AD的研究结果相一致［14］。但也有运动不能提高脂联素表达的报道［15］，这可能与运动的方式选择、时长、运动强度等有关。因此，对运动调节或影响脂肪细胞表达与分泌脂联素确切的机制还有待进一步研究。

脂肪甘油三酯脂酶(Adipose triglyceride lipase，ATGL)是甘油三酯水解的关键酶，由Zimmerman等于2004年发现［16］，对脂肪组织中脂肪动员起着重要作用。ATGL mRNA 在小鼠脂肪组织中高度表达，在心肌和骨骼肌中也有一定量的表达，而在其他组织表达量低。ATGL 在细胞内从转录水平、翻译后水平等都受到复杂的调控。本研究结果显示6周高脂饮食使大鼠脂肪组织ATGLmRNA 表达极显著降低，TG和FFA均显著高于安静对照组；6周的有氧运动使大鼠脂肪组织ATGLmRNA 表达显著升高，TG和FFA均显著降低，提示有氧运动改善肥胖导致的胰岛素抵抗的原因不只是运动增加了能量消耗， 降低了FFA；运动增加了ATGLmRNA表达也是重要的因素。改善了大鼠机体稳态水平。至于运动运动增加了ATGLmRNA表达的机理可能是：ATGL基因的启动子区域存在PPARγ的结合位点，PPARγ可能参与了ATGL的基因表达。而运动可促进大鼠脂肪组织PPARγ蛋白表达量增加［17］。在本实验研究中，发现安静对照组、高脂对照组和运动组各自的脂联素mRNA和ATGLmRNA表达量成正相关，说明脂联素的调控通路可能对ATGLmRNA表达量产生影响，其确切机制尚有待实验进一步研究。

4结论

1)应用高脂饮食可成功复制肥胖和肥胖抵抗模型, 高脂饮食诱导大鼠肥胖与胰岛素抵抗有关。

2)有氧运动具有改善高脂饮食诱导的脂质异常、提高胰岛素敏感性以及调节脂肪因子表达的作用。

3)有氧运动对脂代谢的改善可能与提高脂联素mRNA、ATGLmRNA等的分泌等有关。

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