低氧运动对肥胖大鼠骨骼肌AMPK-PGC-1α及其下游分子介导脂代谢的影响

发布时间：2017-12-15 19:17

  本文关键词：低氧运动对肥胖大鼠骨骼肌AMPK-PGC-1α及其下游分子介导脂代谢的影响

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【摘要】：由于社会物质丰富,人类饮食习惯趋于高脂高糖,由此往往容易引起脂肪堆积、糖脂代谢紊乱,随之所出现的肥胖状态已正逐渐成为影响人类健康的危险因素之一。肥胖人群往往伴随着糖脂代谢紊乱,骨骼肌脂肪酸氧化失衡,脂肪细胞分化失调等现象。骨骼肌作为机体重要耗能组织之一,是能量代谢重要场所,其代谢稳态是维持骨骼肌健康乃至整个机体健康的基本前提与重要保证。研究发现运动可有效降低血脂、血糖,改善骨骼肌脂肪酸氧化代谢,预防肥胖,也有研究发现低氧结合耐力运动对肥胖大鼠骨骼肌脂肪酸氧化相关基因表达的良性影响。AMPK是骨骼肌的能量感受器,PGC-1α在骨骼肌脂肪酸氧化代谢中起着重要作用,研究证实常氧状态下,AMPK作为PGC-1α的重要调节因子,可活化PGC-1α,可增强骨骼肌线粒体发生,并促进脂肪酸氧化。然而,低氧或结合耐力运动是否影响营养性肥胖大鼠骨骼肌中AMPK-PGC-1α及其下游分子的表达,尚不清楚。研究目的:本研究通过高脂膳食饲养构建营养性肥胖大鼠模型和低氧结合耐力运动模型,观察低氧或结合耐力运动方式对大鼠骨骼肌细胞中AMPK-PGC-1α及其下游分子的影响,探讨低氧或结合耐力运动中AMPK-PGC-1α及其下游分子对骨骼肌脂肪酸氧化代谢的适应性调控,为低氧或结合耐力运动改善脂代谢提供新靶点和新途径。研究方法:100只健康雄性SD大鼠随机分为2组:普通膳食对照组(20只)和高脂膳食建模组(80只),经过7周高脂膳食饲养后,营养性肥胖大鼠建模成功。建模后(共60只)随机分为6组:常氧安静组(A组,N=10)、常氧耐力运动组(AE组,N=10)、16.3%低氧安静组(B组,N=10)、16.3%低氧结合耐力运动组(BE组,N=10)、13.3%低氧安静组(C组,N=10)、13.3%低氧结合耐力运动组(CE组,N=10),均继续高脂膳食饲养,各个运动组均进行8周耐力训练,即20 m/min,40 min/d,5 d/w。末次运动24h后处死大鼠并取样(血清和腓肠肌),试剂盒测定血脂四项和血糖(BG)浓度,ELISA试剂盒测试大鼠血液中的瘦素和脂联素浓度,Western blot测定大鼠骨骼肌组织中AMPK蛋白、p AMPK蛋白、PGC-1α、PPARα和Lipin1蛋白表达量,免疫组织化学法检测大鼠骨骼肌细胞中p AMPK蛋白、PGC-1α、PPARα、Lipin1蛋白的表达与定位,实时荧光定量PCR技术检测PGC-1α及其下游分子(PPARα、Lipin1、CPT-1、MCAD、PPARγ)的m RNA的表达。研究结果:1)营养性肥胖大鼠建模指标:7周高脂膳食可诱导大鼠体重、BMI、BG、CHO、LDL-c、TG含量显著性增加或非常显著性增加(P0.05或P0.01),即营养性肥胖模型成功建立;2)低氧或结合耐力运动干预后,大鼠血液指标及形态学指标:从第2周开始,低氧结合耐力运动对大鼠体重的调节作用显著性优于低氧或耐力运动的调节作用,并可有效改善大鼠的BMI值和附睾脂肪百分比;低氧结合耐力运动干预后,不同浓度低氧结合耐力运动组大鼠血液中瘦素表达均非常显著性增加(P0.01),脂联素表达则非常显著性减少(P0.01);低氧结合耐力运动干预后,不同浓度低氧结合耐力运动组大鼠的BG、TG、TC、LDL-c、HDL-c表达均非常显著性下降或显著性降低(P0.01或P0.05)。3)免疫组化结果显示:p AMPK、PGC-1α、PPARα和Lipin1蛋白的阳性染色均呈棕褐色,呈团状或零星状分布细胞质,其分布区域或阳性程度随不同方式干预而呈不同强弱状态。4)Western blot结果显示:A组和CE组(P0.01)、B组和CE组(P0.01)的大鼠骨骼肌p AMPK/AMPK的比值变化具有非常显著性统计学差异;AE组和CE组(P0.05)的大鼠骨骼肌p AMPK/AMPK的比值变化具有显著性统计学差异。A组和AE组(P0.05)、A组和BE组(P0.05)、AE组和CE组(P0.05)、B组和BE组(P0.05)、C和CE组(P0.05)的大鼠骨骼肌PGC-1α蛋白表达具有显著性统计学差异;A组和CE组(P0.01)、B组和CE组(P0.01)的大鼠骨骼肌PGC-1α蛋白表达具有非常显著性统计学差异。A组与CE组(P0.01)的大鼠骨骼肌PPARα蛋白表达具有非常显著性统计学差异;A组与AE组(P0.05)、A组与C组(P0.05)、B组与CE组(P0.05)、BE组与CE组(P0.05)的大鼠骨骼肌PPARα蛋白表达具有显著性统计学差异。A组与CE组(P0.05)的大鼠骨骼肌Lipin1蛋白表达具有显著性统计学差异。5)荧光定量PCR结果显示:A组与CE组(P0.01)、AE组与CE组(P0.01)、B组与CE组(P0.01)、BE组与CE组(P0.01)、C组与CE组(P0.01)的大鼠骨骼肌PGC-1αm RNA表达具有非常显著性统计学差异。A组与CE组(P0.05)、B组与C组(P0.05)的大鼠骨骼肌PPARγm RNA表达具有显著性统计学差异;B组与CE组(P0.01)的大鼠骨骼肌PPARγm RNA表达具有非常显著性统计学差异。A组与CE组(P0.01)、AE组与CE组(P0.01)、B组与CE组(P0.01)、BE组与CE组(P0.01)、C组与CE组(P0.01)的大鼠骨骼肌MCAD m RNA表达具有非常显著性统计学差异。A组与CE组(P0.01)、AE组与CE组(P0.01)、B组与CE组(P0.01)、C组与CE组(P0.01)的大鼠骨骼肌CPT-1 m RNA表达具有非常显著性统计学差异;BE组与CE组(P0.05)的大鼠骨骼肌CPT-1 m RNA表达具有显著性统计学差异。A组与CE组(P0.05)的大鼠骨骼肌PPARαm RNA表达具有显著性统计学差异;B组与CE组(P0.01)的大鼠骨骼肌PPARαm RNA表达具有非常显著性统计学差异。A组与B组(P0.05)、AE组与B组(P0.05)、AE组与CE组(P0.05)、B组与BE组(P0.05)、BE组与CE组(P0.05)的大鼠骨骼肌Lipin1 m RNA表达具有显著性统计学差异。B组与CE组(P0.01)、C组与CE组(P0.01)的大鼠骨骼肌Lipin1 m RNA表达具有非常显著性统计学差异。研究结论:1.低氧或结合耐力运动可抑制大鼠食物摄取,并改善大鼠血糖及血脂,并增加血液中瘦素的含量;低氧干预可减少大鼠血液中脂联素的含量,低氧结合耐力运动可提高大鼠血液中脂联素的含量。2.低氧结合耐力运动可改善营养性肥胖大鼠骨骼肌细胞结构。低氧结合耐力运动显著增强AMPK磷酸化,上调PGC-1α蛋白表达,这可能是其改善营养性肥胖大鼠骨骼肌细胞脂代谢紊乱的机制之一。3.低氧结合耐力运动可上调PGC-1α及其下游分子(PPARγ、MCAD、CPT-1、PPARα和Lipin1)的m RNA表达,其中Lipin1蛋白表达下调,这可能是低氧结合耐力运动改善营养性肥胖大鼠骨骼细胞脂代谢紊乱的机制之一。
【学位授予单位】：上海体育学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：G804.7
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本文编号：1293119