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研究目的:肥胖症及相关慢性代谢性疾病是全球面临的健康危机;通过体育锻炼降低肥胖症的罹患率是慢性病预防的重要措施。文章从整体水平对比研究不同运动干预对高脂喂养大鼠肥胖症的预防效果,从分子水平探索外周组织中脂肪酸代谢调节与脂质稳态维持的分子生物学机制。研究方法:将45只雄性SD大鼠分为五组,即对照饮食安静组(CS, control diet/sedentarygroup)、高脂饮食安静组(HS, high-fat diet/sedentary group)、高脂饮食持续运动组(HE,high-fat diet/endurance exercise)、高脂饮食间歇运动组(HI, high-fat diet/intervalexercise)、高脂饮食组合运动组(HC, high-fat diet/concurrent exercise)。按饮食要求分别喂养标准对照饲料和高脂饲料。喂养期间根据运动方案设定采用不同运动方式干预,每周训练5天,训练周期为10周。HE组初始运动速度10m/min,以每周2m/min速度递增,第四周达到16m/min并保持至训练结束,训练时间40min/d。HI组采用间歇运动方式,初始速度为20m/min,以每周4m/min速度递增,第四周达到32m/min并持续至实验结束;间歇方式为每运动30s,以静息方式休息10s;运动距离与持续运动方式一致。HC组周一、三和五采用低强度持续运动方式,周二和周四采用高强度间歇运动方式训练,运动方案设定同HE组和HI组。喂养期间监测摄食量、体重。造模结束后采集腹主动脉血,用全自动生化分析法和ELISA法检测血脂(TG、TC、HDL-C和LDL-C)、血糖和胰岛素等血清学指标。分离脂肪组织、肝脏和骨骼肌,称重;用H&E染色和油红O染色法,观察肾周脂肪细胞大小和肝脏中性脂质含量。用Real-time PCR技术检测肝脏中Rev-erbα和SCD1mRNA的相对表达量;利用Real-time PCR和Western blotting技术检测骨骼肌Rev-erbα、FAT/CD36、SCD1和CPT1mRNA的相对表达量和蛋白含量。研究结果:1.高脂喂养诱导大鼠肥胖症代谢表征的变化HS组摄食量显著低于CS组,但两组热能摄入量无显著差异。喂养10周后,HS组体重、Lee’s指数、体脂含量增长幅度较CS组显著增加;血脂(TG、TC和LDL-C)和血糖含量明显升高,QUICKI指数显著下降。高脂喂养10周后,HS组脂肪细胞平均面积明显大于CS组。2.不同运动干预对高脂喂养大鼠代谢特征参数的影响HE组、HI组和HC组体重、Lee’s指数、体脂含量增加幅度较HS组明显下降;血脂(TG、TC和LDL-C)和GLU含量降低,QUICKI指数显著增加。高强度间歇运动干预对各代谢参数的影响较显著。运动组脂肪细胞平均面积较HS组小;HI组与HE组、HC组存在显著差异。对照饮食和高脂饮食组整体代谢表征参数相关分析显示,内脏脂肪总量与TG(r=0.726,P<0.01)呈显著正相关;QUICKI指数与内脏脂肪含量(r=-0.685,P<0.01)、GLU(r=-0.919,P<0.01)呈显著负相关。3.不同运动干预下肝脏脂质沉积和Rev-erbα、SCD1mRNA相对表达量CS组肝脏重量、脂肪空泡和中性脂滴含量显著低于HS组,各运动组肝重、脂肪空泡和中性脂质含量较HS组少;HI组脂肪空泡和中性脂质含量最低。HS组SCD1mRNA表达量较CS组明显增加;Rev-erbα mRNA表达量显著下降。高脂喂养时,运动干预组较安静组SCD1mRNA表达量明显降低,HI组与HE组、HS组存在显著差异;Rev-erbα mRNA表达量升高,且HI组与其它高脂组均存在显著差异。4.不同运动干预下骨骼肌FAT/CD36、SCD1、CPT1和Rev-erbαmRNA相对表达量和蛋白质含量HS组骨骼肌中FAT/CD36、SCD1mRNA相对表达量和蛋白表达量较CS组显著增加;Rev-erbαmRNA和蛋白表达量上调,但无统计学意义;CPT1两者表达量无明显差异。高脂组中,三个运动组FAT/CD36、CPT1和Rev-erbαmRNA相对表达量呈上升趋势,HI组变化幅度较其它高脂组大。其中,HI组与各高脂组FAT/CD36mRNA表达均存在显著差异,HE组、HC组与HS组无明显差异;CPT1、Rev-erbαmRNA与HS组存在显著差异,但与HE组、HC组无统计学差异。四个高脂组中,SCD1mRNA表达量无明显变化。蛋白印迹显示各调节基因蛋白表达量与转录水平基本一致。研究结论:1.高脂饮食引起脂质过载诱导肥胖症的发生,为运动干预研究提供科学对照模型。2.从整体代谢水平分析,不同运动干预联合高脂喂养对肥胖症的预防作用效果存在差异,高强度间歇运动干预效果优于低强度持续运动和组合运动方式。3.不同运动干预联合高脂喂养对大鼠肝脏中脂质沉积的作用效果存在差异,高强度间歇运动较低强度持续运动和组合运动方式更有效。不同运动干预诱导肝脏脂质代谢调节基因Rev-erbα和SCD1的表达差异,可能是影响高脂喂养大鼠肝细胞脂质合成的重要分子调节机制。4.不同运动干预联合高脂喂养,对大鼠骨骼肌脂肪酸转运、合成、氧化及代谢重组调节作用效果存在差异。高强度间歇运动刺激Rev-erbα表达上调,增加对FAT/CD36、CPT1的表达调控,可能是骨骼肌脂肪酸代谢调节的重要分子机制。5. Rev-erbα调节肝脏和骨骼肌脂质代谢因子,可能是运动干预时维持脂质稳态和能量平衡的新的靶分子。6.综合代谢表征和分子生物学机制分析,高强度间歇运动较低强度持续运动和组合运动方式更具有时效性,可作为肥胖症预防的重要选择。