運(yùn)動(dòng)對(duì)糖尿病大鼠骨骼肌PI3K-PKB-mTOR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的影響.pdf

1、目的: 運(yùn)動(dòng)可以改善大鼠骨骼肌對(duì)胰島素的敏感性，促進(jìn)胰島素與受體結(jié)合，通過胰島素受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)。胰島素受體信號(hào)主要包括磷脂酰肌醇3—激酶(PI3K)/蛋白激酶B(PKB也稱為Akt)/哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)和有絲分裂原信號(hào)(MAPK)兩條途徑。胰島素與受體結(jié)合后，激活PI3K，它的激活產(chǎn)物導(dǎo)致PKB從胞漿轉(zhuǎn)位到質(zhì)膜，并將其Ser473和Thr308位點(diǎn)磷酸化，PKB的激活是發(fā)揮促細(xì)胞生存功能的重要前提

2、。激活的PKB主要作用(mTOR)、糖原合酶激酶(GSK—3)等下游底物而發(fā)揮廣泛的生物學(xué)效應(yīng)。還通過改變p70S6K的磷酸化狀態(tài)啟動(dòng)翻譯過程，磷酸化的p70S6K促進(jìn)40S核糖體S6蛋白磷酸化啟動(dòng)翻譯。但是，在肥胖和糖尿病狀態(tài)下，骨骼肌內(nèi)此信號(hào)途徑受損，胰島素刺激骨骼肌葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)的活性降低。盡管廣泛認(rèn)為運(yùn)動(dòng)可以增加胰島素的敏感性，但這一效應(yīng)的機(jī)制尚不清楚。而且，目前對(duì)運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)PI3K/PKB/mTOR胰島素信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)的觀察結(jié)果尚不一

3、致，此信號(hào)途徑促進(jìn)葡萄糖代謝的作用機(jī)制尚不清楚。因此本文旨在于觀察運(yùn)動(dòng)干預(yù)對(duì)2型糖尿病大鼠骨骼肌胰島素依賴PI3K/ PKB/ mTOR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的影響，探討8周有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練誘導(dǎo)的胰島素敏感性的增加是否可以歸因子對(duì)胰島素信號(hào)通路蛋白激酶活性的調(diào)節(jié)。以明確運(yùn)動(dòng)對(duì)PI3K/PKB途徑的影響，并為運(yùn)動(dòng)聯(lián)合藥物防治2型糖尿病奠定實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。 方法: 60只四周齡雄性SD大鼠(170-210g)隨機(jī)分為6組，即對(duì)照組與對(duì)照運(yùn)動(dòng)組；

4、肥胖組與肥胖運(yùn)動(dòng)組；糖尿病組與糖尿病運(yùn)動(dòng)組。對(duì)照組正常飼料飼養(yǎng)共16周，對(duì)照運(yùn)動(dòng)組在正常飼料飼養(yǎng)8周后給以運(yùn)動(dòng)干預(yù)；肥胖組飼高脂飲食共16周，肥胖運(yùn)動(dòng)組在高脂飼料飼養(yǎng)8周后給予運(yùn)動(dòng)干預(yù)；糖尿病組和糖尿病運(yùn)動(dòng)組在高脂飼養(yǎng)8周后，一次性單側(cè)腹腔注射低劑量STZ建立2型糖尿病大鼠模型。糖尿病組繼續(xù)高脂飲食飼養(yǎng)8周，糖尿病運(yùn)動(dòng)組給予運(yùn)動(dòng)干預(yù)。各運(yùn)動(dòng)組進(jìn)行8周游泳訓(xùn)練，每周5天，每天1小時(shí)。運(yùn)動(dòng)期間各組大鼠飲食結(jié)構(gòu)不變。運(yùn)動(dòng)結(jié)束后，檢測(cè)大鼠血液指

5、標(biāo)，以及應(yīng)用Western Blot和RT-PCR檢測(cè)胰島素信號(hào)通路中關(guān)鍵信號(hào)分子。 結(jié)果: 1、與對(duì)照組比較，肥胖組體重顯著增加(P<0.01)，糖尿病組體重顯著降低(P<0.01)；與肥胖組比較，肥胖運(yùn)動(dòng)組體重、脂肪量、脂肪量/體重均顯著下降(P<0.01)；糖尿病運(yùn)動(dòng)組與糖尿病組相比，體重、脂肪量、脂肪量/體重顯著增加(P<0.01、P<0.01、P<0.05)。 2、與對(duì)照組比較，肥胖組血糖升高但無統(tǒng)計(jì)學(xué)

6、意義，血胰島素濃度顯著增加(P<0.05)，但在糖尿病組血糖和血胰島素濃度均顯著增加(P<0.01)。肥胖運(yùn)動(dòng)組與肥胖組相比，血糖和血清胰島素均顯著下降(P<0.05)，肌糖原顯著增加(P<0.05)；糖尿病運(yùn)動(dòng)組與糖尿病組相比，血糖及血清胰島素均顯著降低(P<0.01、P<0.05)，肌糖原顯著增加(P<0.05)。 3、與對(duì)照組相比，肥胖組Akt Ser473磷酸化(p<0.05)、mTOR Ser2448磷酸化(p<0.0

7、1)、p70S6K Thr389磷酸化(p<0.05)水平均顯著增加，糖尿病組以上激酶除Akt外相應(yīng)位點(diǎn)磷酸化水平均降低(p<0.05)。8周有氧運(yùn)動(dòng)后，與糖尿病組比較，糖尿病運(yùn)動(dòng)組骨骼肌PI3Kp110蛋白表達(dá)(p<0.05)、Akt Ser473磷酸化(p<0.05)、mTORSer2448磷酸化(p<0.01)、p70 S6K Thr389磷酸化(p<0.05)水平均顯著增加。與肥胖組相比，肥胖運(yùn)動(dòng)組骨骼肌PI3K p110蛋白表

8、達(dá)沒有明顯變化，但Akt Ser473磷酸化水平(p<0.05)、mTOR Ser2448磷酸化水平(p<0.01)和p70 S6K Thr389磷酸化水平p<0.05)均顯著降低。 4、與對(duì)照組比較，糖尿病組PI3K p110mRNA表達(dá)水平顯著降低(P<0.01)；與糖尿病組相比，糖尿病運(yùn)動(dòng)組PI3K p110mRNA表達(dá)水平顯著增加(P<0.01)，而其余各組運(yùn)動(dòng)均未引起顯著變化。 結(jié)論: 1、8周有氧運(yùn)動(dòng)