【摘要】：目的：胰島素抵抗一直以來是困擾人類健康的一個重要難題,由胰島素抵抗誘發(fā)的各種心血管疾病的預(yù)防與治療更是醫(yī)學(xué)界的研究重點(diǎn)。由于正常情況下心肌能量供應(yīng)以脂肪酸氧化為主,心肌在調(diào)節(jié)機(jī)體葡萄糖穩(wěn)態(tài)中的作用不明顯。所以,與葡萄糖的主要利用器官骨骼肌、胰島素抵抗發(fā)生的重要部位肝臟及胰島素抵抗的主要部位脂肪組織相比,心肌胰島素抵抗在糖代謝紊亂中不起主要作用,長期以來未引起人們足夠的重視。運(yùn)動是胰島素抵抗改善的有效方式之一,不同運(yùn)動類型對胰島素抵抗產(chǎn)生的影響及作用機(jī)制成為研究的熱點(diǎn)。Myostatin(縮寫MSTN)被證實(shí)可以通過抑制肌肉生長,抑制Akt活性等產(chǎn)生胰島素抵抗。MSTN與運(yùn)動兩種不同的干預(yù)方案對心肌起著怎樣的作用,其作用機(jī)制和區(qū)別的研究鮮有報道。本實(shí)驗(yàn)將通過采用不同運(yùn)動方式與MSTN抗體及二者聯(lián)合的方案干預(yù)大鼠胰島素抵抗模型,從生化、形態(tài)、蛋白、基因等不同水平對不同運(yùn)動方式或抗體干預(yù)對心肌胰島素抵抗的改善作用及分子機(jī)制進(jìn)行系統(tǒng)研究。方法：本研究購入健康雄性SD (Sprague-Dawley)大鼠70只(質(zhì)量合格證號：陜醫(yī)動證字08-004號),2月齡,體重170-220g,無菌環(huán)境下分籠飼養(yǎng),溫度22～25℃,濕度40%-60%,自由飲水,適應(yīng)性飼養(yǎng)1w后,隨機(jī)分為正常組(NC,10只)和高脂膳食組(HF,60只)。NC組攝食飼料購買自西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院,按嚙齒類動物飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)喂養(yǎng),HF組攝食飼料由自行購買的牛油,蛋黃粉,蔗糖等交由西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院代為加上處理。分組飼養(yǎng)3個月后,通過口服葡萄糖耐受實(shí)驗(yàn)(OGTT)和胰島素敏感性實(shí)驗(yàn)(IST),體重,抓力,超聲等指標(biāo)評價高脂高糖誘導(dǎo)胰島素抵抗模型構(gòu)建成功后,采用抗阻力爬梯運(yùn)動,有氧運(yùn)動,MSTN抗體干預(yù)及抗阻力爬梯和MSTN抗體結(jié)合,抗阻力爬梯和有氧運(yùn)動結(jié)合5種運(yùn)動方案對模型組大鼠進(jìn)行運(yùn)動干預(yù),通過血流動力學(xué)、超聲動力學(xué)、抓力等動力學(xué)指標(biāo),心肌損傷谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)等生化指標(biāo),HE染色、MASSON染色、免疫組化等形態(tài)學(xué)指標(biāo)和Western Blot、RT-PCR等分子技術(shù)進(jìn)行檢測,分析不同組別大鼠心臟形態(tài)功能變化、心肌MSTN及受體、胰島素受體、PI3K/Akt信號通路中各關(guān)鍵分子蛋白基因表達(dá)狀況。結(jié)果：1.抗阻力運(yùn)動與有氧運(yùn)動及聯(lián)合干預(yù)對心肌胰島素抵抗的改善及機(jī)制分析抗阻力運(yùn)動、有氧運(yùn)動、抗阻力運(yùn)動與有氧運(yùn)動聯(lián)合均可顯著減輕胰島素抵抗大鼠的體重和心臟重量(P0.01),增加心系數(shù)(P0.05,P0.05,P0.01),減少Lee's指數(shù)(P0.01)。超聲結(jié)果檢測有氧運(yùn)動及抗阻力運(yùn)動與有氧運(yùn)動聯(lián)合對左心射血分?jǐn)?shù)(EF)、左心縮短分?jǐn)?shù)(FS)、心率(HR)無顯著性影響；抗阻力運(yùn)動顯著提高EF(P0.01),對FS、HR無顯著性變化。血流動力學(xué)檢測顯示抗阻力運(yùn)動、有氧運(yùn)動及其聯(lián)合對HR、左心室最大壓力變化率(±dp/dmax)無顯著性變化、顯著性降低左心室舒張末期壓(LVEDP)(P0.01,P0.01,P0.05)。生化試劑盒檢測血清AST水平HA組顯著高于HF組(P0.05)。HE染色結(jié)果顯示,三種干預(yù)均可顯著改善心肌細(xì)胞橫截面直徑(P0.01)。Masson三色染色結(jié)果顯示,三種運(yùn)動方式均可顯著減少心肌纖維周圍膠原纖維化程度(P0.01)；抗阻力運(yùn)動和抗阻力與有氧運(yùn)動聯(lián)合兩種方案可顯著改善血管周圍膠原纖維化程度(P0.01)。免疫組化實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示三種運(yùn)動方案可顯著降低MSTN蛋白表達(dá)量(P0.01,P0.05,P0.01),但RT-PCR檢測MSTN受體ActRⅡβ的表達(dá)量最高,且顯著低于NC組和HL組(P0.05)。通過Western Blot和PR-PCR等實(shí)驗(yàn)技術(shù)針對胰島素抵抗大鼠心肌變化進(jìn)行檢測得到,有氧運(yùn)動、抗阻力運(yùn)動和有氧運(yùn)動聯(lián)合組可顯著增加胰島素受體(InsR)的蛋白表達(dá)量和mRNA轉(zhuǎn)錄水平(P0.01)；顯著增加PI3K的轉(zhuǎn)錄水平(P0.05,P0.01)；顯著提升Akt的mRNA轉(zhuǎn)錄水平轉(zhuǎn)錄水平(P0.01)；可以升高GLUT4蛋白表達(dá)量,但無顯著性；降低GSK3β的蛋白表達(dá)量和mRNA轉(zhuǎn)錄水平,無顯著性�？棺枇\(yùn)動可提高PI3K的蛋白表達(dá)量和mRNA轉(zhuǎn)錄水平,無顯著性變化,顯著性提高Akt的蛋白表達(dá)量；對GLUT4蛋白表達(dá)有改善效果,不顯著；顯著性降低GSK蛋白表達(dá)量(P0.05)；三種方案均可顯著性降低FoxOl的蛋白表達(dá)量(P0.05),mRNA轉(zhuǎn)錄水平無顯著性變化�？棺枇\(yùn)動和有氧運(yùn)動可顯著性提升mTORmRNA轉(zhuǎn)錄水平(P0.01),聯(lián)合組無顯著變化。2.抗阻力運(yùn)動與MSTN抗體及聯(lián)合干預(yù)對心肌胰島素抵抗的改善及機(jī)制分析抗阻力運(yùn)動和MSTN抗體及其聯(lián)合干預(yù)方案均可顯著性降低胰島素抵抗大鼠體重、心臟重量(P0.01,P0.05),提升心系數(shù)(P0.05),減少身長(P0.05)；且抗阻力運(yùn)動和聯(lián)合組可顯著降低Lee's指數(shù)(P0.01)。超聲結(jié)果顯示,抗阻力運(yùn)動可顯著提升左心縮短分?jǐn)?shù)(P0.01),改善心臟收縮功能,對心率無顯著性影響；抗體干預(yù)組及聯(lián)合組可改善左心收縮功能,但無顯著性；另外抗體干預(yù)組可提升大鼠HR(P0.05)。血流動力學(xué)檢測顯示抗阻力運(yùn)動及聯(lián)合方案對LVEDP有顯著性差異影響(P0.01),MSTN抗體干預(yù)沒有對心功能產(chǎn)生顯著性變化。MSTN抗體干預(yù)及聯(lián)合可顯著提高左心室最大壓力變化率(±dp/dmax)水平。生化試劑盒檢測血清AST水平HM組顯著高于HF組(P0.05)。HE染色結(jié)果顯示,三種干預(yù)方案均可顯著改善心肌細(xì)胞橫截面直徑(P0.01)。Masson三色染色結(jié)果顯示,三種干預(yù)方案均可顯著減少心肌纖維周圍膠原纖維化程度和血管周圍膠原纖維化程度(P0.01,P0.05)。免疫組化實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示三種干預(yù)方案均可顯著降低MSTN蛋白表達(dá)量(P0.01)。RT-PCR檢測HL組MSTN受體ActRⅡβ的表達(dá)量較HF組降低但無顯著性。通過Western Blot和PR-PCR等實(shí)驗(yàn)技術(shù)針對胰島素抵抗大鼠心肌變化進(jìn)行研究得到,三種干預(yù)方案對胰島素受體mRNA轉(zhuǎn)錄水平表達(dá)水平無顯著性作用,但對蛋白表達(dá)水平有顯著性影響�？棺枇\(yùn)動增加PI3K的蛋白水平,無顯著性；MSTN抗體及與抗阻力聯(lián)合組可顯著提升PI3K蛋白水平(P0.01,P0.05)�？棺枇\(yùn)動、MSTN抗體干預(yù)顯著提升Akt的蛋白表達(dá)水平水平(P0.05)；抗阻力運(yùn)動、MSTN抗體干預(yù)可顯著提升AktmRNA轉(zhuǎn)錄水平表達(dá)量�？棺枇\(yùn)動對GLUT4有升高蛋白表達(dá)和mRNA轉(zhuǎn)錄水平轉(zhuǎn)錄作用,但無顯著性；MSTN抗體干預(yù)可顯著性提升GLUT4的mRNA轉(zhuǎn)錄水平表達(dá)水平和蛋白表達(dá)量(P0.01,P0.05)�？棺枇\(yùn)動降低GSK3β的蛋白表達(dá)量(P0.05)；三種方案干預(yù)均顯著性降低GSK3β的mRNA轉(zhuǎn)錄水平轉(zhuǎn)錄水平�？棺枇\(yùn)動及MSTN抗體聯(lián)合顯著性降低FoxO1的蛋白表達(dá)量(P0.05)；抗阻力運(yùn)動、MSTN抗體干預(yù)無顯著性變化�？棺枇\(yùn)動顯著性提升mTOR mRNA轉(zhuǎn)錄水平(P0.01),三種方案干預(yù)均顯著性提升mTOR蛋白表達(dá)量(P0.05)。結(jié)論：1.抗阻力運(yùn)動可以達(dá)到有氧運(yùn)動干預(yù)胰島素抵抗大鼠心肌的效果,有氧運(yùn)動與抗阻力運(yùn)動干預(yù)胰島素抵抗大鼠心肌的信號通路不完全一致,有氧運(yùn)動主要通過改善IRS-1/PI3K/Akt信號通路改善胰島素抵抗大鼠心臟癥狀,抗阻力運(yùn)動通過MSTN及其受體和PI3K/Akt,增加肌肉面積,改善胰島素抵抗?fàn)顟B(tài)。這兩種信號通路有交叉點(diǎn),但不完全一致。有氧運(yùn)動和抗阻力爬梯運(yùn)動對于改善心功能、增加心肌面積、抑制膠原纖維化的改善效果相似,抗阻力運(yùn)動對蛋白表達(dá),細(xì)胞生長效果更為顯著。有氧運(yùn)動主要通過促進(jìn)糖原的合成,減少糖異生的發(fā)生產(chǎn)生作用。有氧運(yùn)動減體重效果最為明顯,有氧運(yùn)動與抗阻力聯(lián)合沒有表現(xiàn)疊加的效果。2.抗阻力爬梯運(yùn)動和MSTN抗體對于改善心功能、增加心肌面積、抑制膠原纖維化的改善效果相似,推測信號傳導(dǎo)機(jī)制相同,且兩者聯(lián)合對心肌胰島素抵抗的干預(yù)效果沒有起到疊加的效果。MSTN抗體可以改善心肌胰島素抵抗,推測抗阻力可以通過MSTN通路改善胰島素抵抗大鼠的心功能。
【圖文】：

ｇａｔｅｔ＋ａｅｒｏｃ邋ｅｘｅｒｃｓｅ邋ｇｒｏ叩，，組（ＨＭ，邋ｈｉ班邋ｆａｔ邋ｄｉｅｔ＋邋Ｍｙｏｓｔａｔｉｎ邋ａｎｔｉｂｏｄｙ邋ｇｒｏｕｐ，邋１０）及高脂爬梯運(yùn)動和邋ＭＳＴＮ逡逑抗體聯(lián)合組（ＨＬＭ，ｈｉｇｈ邋ｆａｔ邋ｄｉｅｔ邋＋邋ｃｌｉｍｂｉｎｇ邋ｌａｄｄｅｒ邋ｔｒａｉｎｉｎｇ邋＋邋Ｍｙｏｓｔａｔｉｎ邋ａｎｔｉｂｏｄｙ逡逑ｇｒｃｍｐ，…），高脂爬梯運(yùn)動和有氧運(yùn)動聯(lián)合組（ＨＬＡ，邋ｈｉｇｈ邋ｆａｔ邋ｄｉｅｔ邋＋邋ａｅｒｏｂｉｃ邋ｅｘｅｒｃｉｓｅ逡逑ｇｒｏｕｐ，邋１０邋），分組后繼續(xù)高脂膳食。逡逑依據(jù)前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果選用一下方式對大鼠進(jìn)行人為運(yùn)動及抗體干預(yù)，ＮＣ、逡逑腳和ＨＭ邋Ｈ組不進(jìn)行任何訓(xùn)練，ＨＬ、ＨＡ、ＨＬＡ和ＨＬＭ組無負(fù)重，ｌＯｍ／ｍｉｎ，逡逑每天訓(xùn)練３０ｍｉｎ，適應(yīng)性訓(xùn)練一周。進(jìn)入正式訓(xùn)練后，ＨＬ組尾部負(fù)重最大負(fù)重量逡逑的５０％，最大負(fù)重量約為大鼠身體重量的７０％，自下往上進(jìn)行爬梯運(yùn)動，５次為一逡逑組，每天３組，組間休息２ｍｉｎ；邋ＨＡ組進(jìn)行無負(fù)重跑臺運(yùn)動，ｌＯｍ／ｍｉｎ，每天訓(xùn)練逡逑３０ｍｉｎ；邋ＨＬＡ組第一天無負(fù)重跑臺運(yùn)動，ｌＯｍ／ｍｉｎ，每天訓(xùn)練３０ｍｉｎ，第二天負(fù)重逡逑爬梯運(yùn)動，５次為一組，每天３組，組間休息２ｍｉｎ；邋ＨＭ組每周注射一次ＭＳＴＮ逡逑抗體，注射４ｗ【ｍｉ；化Ｍ組負(fù)重爬梯運(yùn)動，５次為一組，每天３組，組間休息２ｍｉｎ，逡逑另外每周注射一次ＭＳＴＮ抗體，注射４周。所有運(yùn)動周日休息，爬梯運(yùn)動所用爬逡逑梯為實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)專利產(chǎn)品大鼠爬梯裝置。逡逑

的變化逡逑不同組別大鼠分別普通飼料，，高脂飼料飼養(yǎng)口Ｗ后，進(jìn)行空腹血糖檢測，ＯＧＴＴ逡逑及１ＳＴ測試，如圖２，邋３結(jié)果顯示，空腹時ＨＦ組空腹血糖較ＮＣ組空腹血糖明顯逡逑偏高；葡萄糖灌胃實(shí)驗(yàn)后３０ｍｉｎ內(nèi)，ＨＦ組血糖較ＮＣ組迅速上升，且顯著高于逡逑ＮＣ組，６０ｍｉｎ，９０ｍｉｎ內(nèi)皆處于較高水平，血糖變化不明顯，并顯著高于ＮＣ組，逡逑１２０ｍｍ內(nèi)緩慢下降；實(shí)驗(yàn)大鼠腹腔注射膜島素（０．５Ｕ／ｋｇ體重），３０ｍｉｎ后兩組血逡逑糖值皆出現(xiàn)下降變化，且ＨＦ}D較ＮＣ組下降緩慢，并６０ｍｉｎ，９０ｍｉｎ皆處于血糖逡逑較高水平，并顯著高于ＮＣ組。逡逑Ｂ邋ｍｍ逡逑１１邋－ｔ逡逑！，ｙ邐、邋ｉ邐、？＾．．．．．．．．．．．＾逡逑０邐３０邐站扣邐１扣邐０邐扣扣邐９０邐１巧逡逑Ｔｉｒｏｅ（ｍｉｎ）邐Ｔｉｍｅ（ｍｉｏ）逡逑圖２邋口服葡萄糖耐量（ＯＧＴＴ）測試結(jié)果邐圖３膜島素耐量測試結(jié)果（１ＳＴ）逡逑注：？表示與ＮＣ組相比差異顯著（Ｐ＜０．０５）
【學(xué)位授予單位】：陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：G804.7

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2559925