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研究背景和目的:高脂饮食是引发胰岛素抵抗的高危因素。胰岛素抵抗通常伴随线粒体功能障碍、持续性慢性炎症和线粒体氧化代谢相关酶的改变。研究表明,运动可促进线粒体氧化代谢酶的活性,改善线骨骼肌粒体功能和能量代谢。慢性炎症是胰岛素低抗重要原因,NF-κB作为炎症总开关,是否参与运动改善能量代谢并不完全清楚。本研究建立高脂大鼠模型,使用耐力运动和PDTC干预,研究高脂大鼠血液生化指标、线粒体氧化代谢酶和调节基因的表达,希望进一步了解在耐力运动影响下,骨骼肌线粒体代谢酶及相关基因的调节过程中,NF-κB通路发挥的作用。 研究对象与方法:SPF级健康雄性SD大鼠30只,适应性喂养一周后淘汰体重增长缓慢的6只,剩余24只通过高脂饮食,8周后将高脂大鼠随机成4组:高脂膳食+安静对照组(H组)、高脂膳食+运动组(HE组)、高脂膳食+PDTC(HP)、高脂膳食+运动+ PDTC(HEP组),每组6只。运动干预从第8周开始,每周5次,连续4周。HP、HEP组大鼠从第10周起接受PDTC注射,每日腹腔注射PDTC剂量为80mg/kg,干预2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。取材前大鼠禁食12小时。空腹血糖(FBS)、血浆甘油三酯(FTG)和血浆胰岛素(FINS)指标测定取用大鼠腹主动脉血4ml。称取腹腔和睾周脂肪重。快速称量比目鱼肌和趾长伸肌重量,并置于液氮中保存待用。用qPCR(实时荧光定量)相对定量法检测比目鱼肌和趾长伸肌的丙酮酸脱氢酶激酶4(PDK4)、肉毒碱棕榈酰转移酶1(CPT1)、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)体重及肌肉重量:运动提高高脂大鼠趾长伸肌与体重比值(P<0.05)。(2)体脂:运动和 PDTC皆显著降低大鼠脂肪重量(P<0.05)、脂肪相对含量(P<0.05)。(3)血生化指标:运动和PDTC对高脂膳食大鼠FBS、FINS没有显著影响(P>0.05)。PDTC提高高脂大鼠FTG指标,HEP组高脂大鼠FTG明显下降(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 PDTC无明显影响。(2)胰岛素耐量:运动和 PDTC均改善高脂大鼠胰岛素耐量。 3.能量代谢相关基因:PDTC干预显著升高高脂大鼠趾长伸肌 UCP2、PGC-1αmRNA表达量(P<0.01)。并且耐力运动和 PDTC对高脂大鼠趾长伸肌COX4基因表达有交互影响,进一步分析显示,耐力运动可升高高脂大鼠趾长伸肌COX4mRNA表达(P<0.05),而PDTC可削弱耐力运动对COX4基因表达的提升(P<0.05)。耐力运动和PDTC干预对高脂大鼠比目鱼肌PDK4mRNA表达量有交互影响,二者协同促进PDK4mRNA表达提升。运动和PDTC对高脂大鼠比目鱼肌PGC-1αmRNA、PGC-1βmRNA、UCP2mRNA、UCP3mRNA、,PPARαmRNA、PPARβmRNA、CPT1mRNA、COX4mRNA的表达皆没影响。 结论:(1)PDTC显著降低高脂大鼠体脂,改善高脂大鼠胰岛素耐量。(2) PDTC可提高安静状态高脂大鼠趾长伸肌PGC-1α、UCP2mRNA基因表达。PDTC削弱耐力运动升高的高脂大鼠趾长伸肌 COX4基因表达,且与运动协同促进比目鱼肌PDK4基因表达。