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运动改善胰岛素抵抗：骨骼肌线粒体解偶联蛋白3作用的探讨

作　者: 乔海荣
导　师: 张勇
学　校: 天津体育学院
专　业: 运动人体科学
关键词: 解偶联蛋白3 胰岛素抵抗 有氧运动 骨骼肌 线粒体呼吸功能 游离脂肪酸
分类号: R589.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


目的:通过高脂饲料喂养C57BL/6小鼠以建立胰岛素抵抗(IR)动物模型,再进行有氧运动干预,观察骨骼肌线粒体解偶联蛋白3(UCP3)、线粒体呼吸功能和游离脂肪酸(FFA)含量等,进而探讨UCP3在IR发生中的作用,与线粒体功能的关系,有氧运动对骨骼肌线粒体UCP3的表达和线粒体功能的影响,并探究其机制。方法:1)IR动物模型建立:8周龄雄性C57BL/6小鼠80只,经过适应性喂养一周,随机分为正常膳食和高脂膳食组,分别饲以正常饲料和高脂饲料。喂养8周后,检测相关指标以鉴定IR模型是否成功。待模型建立后,再次将正常膳食组随机分为正常膳食安静组(NC)和运动组(NE);高脂膳食组随机分为高脂膳食安静组(HC)和高脂膳食运动组(HE);2)运动方案:各运动组小鼠进行为期8周的12米/分(75% VO2max)强度的跑台训练,1次/天,60分钟/次,5天/周。3)指标检测:8周运动后检测空腹血糖(FBG)、空腹血清胰岛素(FINs)、态3、态4呼吸速率、ATP酶合成活力,骨骼肌游离脂肪酸(FFA)、线粒体UCP3和GLUT4表达以及骨骼肌油红O染色观察脂质沉积。结果:1)FBG,FINs和HOMA-IR的变化:HC组FBG、FINS和HOMA-IR显著高于NC组和NE组(p<0.01);HE组FBG、FINS和HOMA-IR显著低于HC组(p<0.01),但仍显著高于NC组和NE组(p<0.01),高脂膳食和运动均对FBG、FINS和HOMA-IR有影响,并存在交互作用。2)线粒体呼吸功能的变化:HC与NC组相比小鼠骨骼肌线粒体态4呼吸显著升高(p<0.05),态3呼吸和RCR显著降低(p<0.01);NE较NC组线粒体态3呼吸和呼吸控制比(RCR)显著升高(p<0.01),态4呼吸有下降趋势但无显著性;HE线粒体态3呼吸和RCR显著高于HC组(p<0.01),态4呼吸有下降趋势但无显著性。3)线粒体ATP酶合成活力: NE组小鼠骨骼肌线粒体ATP酶合成活力显著高于NC组(p<0.05);HC组显著低于NC组(p<0.01);HE组显著高于HC组(p<0.01),与正常膳食NC组差异无显著性。4)骨骼肌线粒体UCP3 mRNA和蛋白的表达:HC组小鼠骨骼肌线粒体蛋白UCP3 mRNA的表达NC组比显著升高了41.78%(p<0.01)UCP3蛋白表达显升高了69.47%;NE组与NC组相比mRNA和蛋白分别降低了25.37%和25.03%(p<0.01);HE组UCP3 mRNA比HC降低了将近100%(p<0.01),蛋白降低56.64%(p<0.01)。5)骨骼肌GLUT4 mRNA和蛋白的表达:HC组骨骼肌GLUT4 mRNA表达比NC组低49%(p<0.01),蛋白表达降低42.71%(p<0.01);NE组骨骼肌细胞GLUT4 mRNA的表达比NC组高8%(p<0.05),蛋白表达却比NC组高73.81%(p<0.01);HE组骨骼肌GLUT4 mRNA表达比HC组高40%(p<0.01),蛋白表达高36.9%(p<0.01)。6)骨骼肌游离脂肪酸: HC组骨骼肌游离脂肪酸显著高于NC组(p<0.01);各运动组显著低于对照组(p<0.01);7)UCP3蛋白与RCR、态4、骨骼肌FFA的相关性分析:RCR与UCP3蛋白水平呈显著负相关;UCP3与态4和骨骼肌FFA水平分别呈显著正相关。8)形态学检测:油红O染色发现HC组的脂质沉积较多。结论:1)长期高脂膳食可诱导小鼠IR,表现为HOMA-IR升高并伴有骨骼肌脂质堆积。2)长期高脂负荷所致IR小鼠骨骼肌线粒体态4呼吸增加,诱导呼吸链解偶联,下调RCR,呼吸功能降低;高脂状态下UCP3表达的上调,可能与代偿性增加FFA代谢,对抗IR的发生与发展有关。3)长期有氧耐力训练可减少IR小鼠骨骼肌线粒体态4呼吸,增加线粒体能量转换偶联,提高线粒体呼吸功能;下调的骨骼肌UCP3表达,反映骨骼肌线粒体功能的适应能力增加,加速高脂状态下糖脂代谢速率,延缓IR的发生与发展。

全文目录


中文摘要  5-7
Abstract  7-9
1 前言  9-11
2 实验材料及研究方法  11-23
  2.1 实验材料  11-12
  2.2 实验方法  12-23
3 实验结果  23-34
  3.1 高脂膳食诱导IR模型的建立  23-24
  3.2 长期有氧运动训练和膳食干预对胰岛素抵抗的影响  24-34
    3.2.1 对胰岛素敏感性的影响  24-25
    3.2.2 对骨骼肌线粒体功能的影响  25-28
    3.2.3 骨骼肌油红“O”染色  28-29
    3.2.4 对骨骼肌游离脂肪酸含量的影响  29-30
    3.2.5 对骨骼肌 UCP3mRNA 与蛋白表达的影响  30-32
    3.2.6 UCP3 蛋白水平，线粒体呼吸功能RCR，骨骼肌FFA相关性分析  32-33
    3.2.7 对骨骼肌 GLUT4 mRNA 与蛋白表达的影响  33-34
4 讨论  34-46
  4.1 高脂诱导小鼠胰岛素抵抗模型的建立  34-35
  4.2 线粒体功能在胰岛素抵抗小鼠中显著下降  35-36
  4.3 FFA与胰岛素抵抗  36-37
  4.4 高脂诱导IR中UCP3 表达变化及其延缓IR发展的作用  37-42
  4.5 运动改善胰岛素抵抗  42-44
  4.6 运动改善胰岛素抵抗与UCP3 蛋白表达下降同时存在  44-46
5 结论  46-47
参考文献  47-52
综述  52-66
  综述参考文献  62-66
缩略词索引（ABBREVIATION）  66-67
致谢  67-68
研究生个人简介  68

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中图分类: > 医药、卫生 > 内科学 > 内分泌腺疾病及代谢病 > 代谢病 > 脂肪代谢障碍
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