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研究背景和目的：高脂饮食是引发胰岛素抵抗和2型糖尿病的重要诱因，而运动则可改善胰岛素抵抗和2型糖尿病。研究表明耐力运动可改善高脂膳食大鼠骨骼肌线粒体氧化代谢。雷帕霉素靶蛋白（mTOR）作为胰岛素信号和能量信号的重要整合感受器，小鼠转基因技术显示抑制骨骼肌mTOR活性可降低骨骼肌线粒体功能并下调 PGC-1α表达，但 mTOR在耐力运动改善高脂膳食大鼠骨骼肌线粒体氧化代谢中的作用并不清楚。本研究拟探讨耐力运动改善骨骼肌线粒体代谢酶和调节基因中mTOR的作用。 研究对象与方法：SPF级雄性SD大鼠40只，适应性喂养一周后淘汰体重增长缓慢大鼠6只，34只大鼠中，10只为正常膳食，剩余24只为高脂膳食。高脂饮食组高脂饮食大鼠喂养6周后,大鼠随机成4组：高脂饲料+安静对照组（H组）、高脂饲料+运动组（HE组）、高脂饲料+雷帕霉素（HR）、高脂饲料+运动+雷帕霉素（HER组）,每组6只。所有大鼠适应性运动一周后，运动干预从第八周开始连续4周。雷帕霉素注射大鼠则从第十周起每日腹腔注射雷帕霉素（2mg/kg），高脂组、高脂运动组腹腔注射等量的生理盐水。干预4周，其间每周称体重和进食量。实验结束前两天进行糖耐量和胰岛素耐量试验。最后大鼠禁食12小取材。取腹主动脉血，用于测定空腹血糖（FBS）、血浆甘油三酯（FTG）和血浆胰岛素（FINS），称取腹腔和睾周脂肪重；同时快速取下比目鱼肌和趾长伸肌，并置于液氮中保存待用。用荧光定量 PCR法检测骨骼肌丙酮酸脱氢酶激酶4（PDK4）、肉毒碱棕榈酰转移酶1β(CPT1β)、解耦联蛋白2(UCP2)、解耦联蛋白3(UCP3)、细胞色素C氧化酶4(COX4)、过氧化物酶体增殖物激活体辅激活因子1α(PGC-1α)、过氧化物酶体增殖物激活体辅激活因子1β(PGC-1β)、过氧化物酶增殖体激活受体α(PPARα)、过氧化物酶增殖体激活受体β(PPARβ)mRNA含量。 研究结果：1.体重、体脂及生化指标变化：（1）体重和体脂：运动和雷帕霉素皆显著降低大鼠体重和体脂相对含量（P<0.05），其中HE组，HR组，HER组大鼠的脂肪含量均比H组大鼠的脂肪含量低。(2)血生化指标：运动和雷帕霉素对高脂膳食大鼠FBS、FTG、FINS尚未造成显著改变(P>0.05）。 2.腹腔糖耐量和腹腔胰岛素耐量试验：（1）糖耐量：运动可显著改善糖耐量，但雷帕霉素明显恶化糖耐量。进一步分析显示：30分钟的时候，HR组血糖浓度高于 HE组，差异显著（P<0.05），60分钟的时候，HR组血糖高于 H组、HE组(P<0.05)。（2）胰岛素耐量：运动改善高脂大鼠胰岛素耐量，但雷帕霉素恶化胰岛素耐量。进一步分析显示：30分钟，H组、HER组血糖低于HR组血糖，差异显著（P<0.05）,HE组血糖显著低于HR组（P<0.01）,当到达60分钟的时候，HR组血糖高于其他三组，并且 HR组与 H组，HE组，HER组均有显著性差异（P<0.05）。 3.骨骼肌线粒体氧化酶和调节基因：（1）耐力运动显著升高高脂大鼠趾长伸肌UCP2mRNA、PPARαmRNA、COX4mRNA的表达（P<0.05），雷帕霉素升高高脂大鼠趾长伸肌PGC-1αmRNA和UCP2mRNA（P<0.05），且雷帕霉素与运动有交互影响，两者进一步升高高脂大鼠趾长伸肌CPT1βmRNA和UCP2mRNA。（2）运动对高脂膳食大鼠比目鱼肌PGC-1αmRNA、PGC-1βmRNA、UCP2mRNA、UCP3mRNA、PPARαmRNA、PPARβmRNA、CPT1βmRNA、PDK4mRNA、COX4mRNA的表达皆没有影响；雷帕霉素降低高脂膳食大鼠比目鱼肌CPT1βmRNA、PDK4mRNA，但对PGC-1αmRNA、PGC-1βmRNA、UCP2mRNA、UCP3mRNA、PPARαmRNA、PPARβmRNA、COX4mRNA的表达则没有影响。 结论：（1）运动和雷帕霉素皆显著降低大鼠体重和体脂，且雷帕霉素与运动有协同影响，进一步降低高脂大鼠体重和体脂，运动改善糖耐量和胰岛素耐量，但雷帕霉素恶化糖耐量和胰岛素耐量。 （2）雷帕霉素升高高脂大鼠趾长伸肌PGC-1αmRNA和UCP2mRNA,且雷帕霉素与运动有协同影响，两者进一步升高高脂大鼠趾长伸肌CPT1βmRNA和UCP2mRNA，但雷帕霉素并不影响运动诱导的趾长伸肌PPARαmRNA、COX4mRNA增加表达。