運動對糖尿病大鼠骨骼肌PI3K-PKB-mTOR信號轉導途徑的影響.pdf

1、目的: 運動可以改善大鼠骨骼肌對胰島素的敏感性，促進胰島素與受體結合，通過胰島素受體信號轉導途徑產生生物學效應。胰島素受體信號主要包括磷脂酰肌醇3—激酶(PI3K)/蛋白激酶B(PKB也稱為Akt)/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)和有絲分裂原信號(MAPK)兩條途徑。胰島素與受體結合后，激活PI3K，它的激活產物導致PKB從胞漿轉位到質膜，并將其Ser473和Thr308位點磷酸化，PKB的激活是發(fā)揮促細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)揮廣泛的生物學效應。還通過改變p70S6K的磷酸化狀態(tài)啟動翻譯過程，磷酸化的p70S6K促進40S核糖體S6蛋白磷酸化啟動翻譯。但是，在肥胖和糖尿病狀態(tài)下，骨骼肌內此信號途徑受損，胰島素刺激骨骼肌葡萄糖轉運的活性降低。盡管廣泛認為運動可以增加胰島素的敏感性，但這一效應的機制尚不清楚。而且，目前對運動調節(jié)PI3K/PKB/mTOR胰島素信號級聯(lián)反應的觀察結果尚不一

3、致，此信號途徑促進葡萄糖代謝的作用機制尚不清楚。因此本文旨在于觀察運動干預對2型糖尿病大鼠骨骼肌胰島素依賴PI3K/ PKB/ mTOR信號轉導途徑的影響，探討8周有氧運動訓練誘導的胰島素敏感性的增加是否可以歸因子對胰島素信號通路蛋白激酶活性的調節(jié)。以明確運動對PI3K/PKB途徑的影響，并為運動聯(lián)合藥物防治2型糖尿病奠定實驗基礎。 方法: 60只四周齡雄性SD大鼠(170-210g)隨機分為6組，即對照組與對照運動組；

4、肥胖組與肥胖運動組；糖尿病組與糖尿病運動組。對照組正常飼料飼養(yǎng)共16周，對照運動組在正常飼料飼養(yǎng)8周后給以運動干預；肥胖組飼高脂飲食共16周，肥胖運動組在高脂飼料飼養(yǎng)8周后給予運動干預；糖尿病組和糖尿病運動組在高脂飼養(yǎng)8周后，一次性單側腹腔注射低劑量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，糖尿病運動組給予運動干預。各運動組進行8周游泳訓練，每周5天，每天1小時。運動期間各組大鼠飲食結構不變。運動結束后，檢測大鼠血液指

5、標，以及應用Western Blot和RT-PCR檢測胰島素信號通路中關鍵信號分子。 結果: 1、與對照組比較，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，肥胖運動組體重、脂肪量、脂肪量/體重均顯著下降(P<0.01)；糖尿病運動組與糖尿病組相比，體重、脂肪量、脂肪量/體重顯著增加(P<0.01、P<0.01、P<0.05)。 2、與對照組比較，肥胖組血糖升高但無統(tǒng)計學

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)。肥胖運動組與肥胖組相比，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)；糖尿病運動組與糖尿病組相比，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外相應位點磷酸化水平均降低(p<0.05)。8周有氧運動后，與糖尿病組比較，糖尿病運動組骨骼肌PI3Kp110蛋白表達(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，肥胖運動組骨骼肌PI3K p110蛋白表

8、達沒有明顯變化，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、與對照組比較，糖尿病組PI3K p110mRNA表達水平顯著降低(P<0.01)；與糖尿病組相比，糖尿病運動組PI3K p110mRNA表達水平顯著增加(P<0.01)，而其余各組運動均未引起顯著變化。 結論: 1、8周有氧運動