高強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng)對(duì)骨骼肌糖原含量的影響及機(jī)制研究

施曼莉，朱 榮

運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，葡萄糖是骨骼肌最重要的能源物質(zhì)之一，肌糖原則是葡萄糖的儲(chǔ)存庫(kù)，運(yùn)動(dòng)時(shí)肌糖原分解產(chǎn)生大量ATP以供肌肉活動(dòng)利用，運(yùn)動(dòng)后的恢復(fù)過(guò)程主要是肌糖原的再合成，因此，肌糖原的儲(chǔ)備與再合成的速率是影響運(yùn)動(dòng)能力與訓(xùn)練效果的重要因素［18］。近年來(lái)，在傳統(tǒng)有氧運(yùn)動(dòng)方式（持續(xù)有氧運(yùn)動(dòng)）基礎(chǔ)上，發(fā)展了一種新穎的運(yùn)動(dòng)模式，即高強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng)（high intensity interval training，以下簡(jiǎn)稱(chēng)“HIIT”）。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，HIIT是一種有效率的訓(xùn)練方式，只需較少的運(yùn)動(dòng)時(shí)間即可達(dá)到與低強(qiáng)度長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)消耗同等的能量，已在競(jìng)技體育和大眾健身中得到廣泛應(yīng)用［2］。研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期中低強(qiáng)度持續(xù)有氧運(yùn)動(dòng)可增加肌糖原含量［15］，但 HIIT與肌糖原的關(guān)系及機(jī)制鮮有關(guān)注。本研究旨在觀(guān)察8周HIIT對(duì)SD大鼠骨骼肌糖原含量的影響并探討其可能機(jī)制，為競(jìng)技訓(xùn)練和大眾健身運(yùn)動(dòng)處方的科學(xué)制定提供依據(jù)。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

健康雄性SD大鼠20只，6月齡，體質(zhì)量250～300g，由軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供［動(dòng)物生產(chǎn)許可證批號(hào)：SCXK—（軍）2007—004，動(dòng)物批號(hào)：0006645，動(dòng)物使用許可證批號(hào)：SYXK（京）2008—0009］，自由進(jìn)食水。本實(shí)驗(yàn)在北京體育大學(xué)科研中心和中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所作物功能基因與遺傳改良研究室完成。

1.2 動(dòng)物分組與訓(xùn)練方案

將動(dòng)物隨機(jī)分為對(duì)照組（control group，CG）和 HIIT組（high intensity interval training group，TG），CG大鼠在鼠籠內(nèi)自由活動(dòng)，TG大鼠進(jìn)行為期8周的高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練，訓(xùn)練方案如下：先以速度為8.3m／min進(jìn)行4min準(zhǔn)備活動(dòng)，之后以10°、25m／min、4min和0°、8.3m／min、4min交替進(jìn)行（根據(jù)Bedford等［6］的研究結(jié)果，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度分別為90%˙VO2max和60% ˙VO2max），重 復(fù) 7 組，60min／d，5d／周。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在正式訓(xùn)練前先進(jìn)行2d跑臺(tái)適應(yīng)，坡度0°，速度8.3m／min。

1.3 一般情況觀(guān)察

觀(guān)察大鼠的體毛色澤、精神狀態(tài)、大便形態(tài)及活動(dòng)情況等外在表現(xiàn)。每日上午訓(xùn)練前，用電子秤（感量為1g）稱(chēng)量各組大鼠體重（g）。每日定時(shí)定量給予各組大鼠相同量飼料，次日稱(chēng)量剩余飼料，計(jì)算攝食量（g）。

1.4 力竭時(shí)間測(cè)定

各組大鼠在末次訓(xùn)練后第二天進(jìn)行一次遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，方案：進(jìn)行10min跑臺(tái)熱身運(yùn)動(dòng)（速度5m／min）后，起始負(fù)荷設(shè)定為10m／min，每3min遞增5m／min，直到力竭。力竭判定標(biāo)準(zhǔn)：動(dòng)物跟不上預(yù)定速度，大鼠臀部壓在籠具后壁，后肢隨轉(zhuǎn)動(dòng)皮帶后拖達(dá)30s，毛刷刺激驅(qū)趕無(wú)效；行為特征為呼吸深急、幅度大，精神疲倦，俯臥位垂頭，刺激后無(wú)反應(yīng)。記錄力竭時(shí)間。

1.5 動(dòng)物取材

2組動(dòng)物在末次運(yùn)動(dòng)后48h稱(chēng)重，心臟取血并斷頭處死，全血離心（4℃、3 000r／min）后取血清。迅速分離股四頭肌用錫紙包裹投入液氮中并轉(zhuǎn)移至－80℃低溫冰箱凍存待測(cè)。

1.6 血糖和血胰島素測(cè)定

氧化酶法測(cè)定血糖濃度，試劑盒購(gòu)自南京建成生物有限公司，檢測(cè)儀器為MD－100半自動(dòng)生化分析儀（單位：mg／dL）。放免法測(cè)定血清胰島素含量，試劑盒購(gòu)自武漢博士德生物公司，檢測(cè)儀器為FMQ－9013C型γ放免儀（單位：ng／mL）。嚴(yán)格按照操作說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。

1.7 肌糖原含量測(cè)定

采用蒽酮法測(cè)定，方法：取50mg骨骼肌加3倍體積濃堿溶液，沸水浴20min，冷卻后用雙蒸水稀釋20倍配成溶液。取100μL溶液加水至1mL，加入2mL蒽酮顯色劑，震蕩混勻，沸水浴5min，冷卻后以空白管調(diào)零，測(cè)定各樣品和葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液在620nm處的吸光度，計(jì)算糖原含量（單位：nmol／mg）。測(cè)試儀器：722型光柵分光光度計(jì)。

1.8 葡萄糖攝取率測(cè)定

取100mg骨骼肌，分別加入到不含胰島素（－ins）或含胰島素（＋ins）的 Krebs－Ringer碳酸鹽緩沖液中（1.0 μmol／L）。在室溫（37℃）、95%O2、5%CO2條件下震蕩孵育1h，加入1.5nmol／L 2－脫氧葡萄糖（2－DG）和0.5μ Ci3H－2－脫氧葡萄糖（3H－2－DG），繼續(xù)孵育30min。洗滌肌肉組織后轉(zhuǎn)移至液閃瓶中，加入過(guò)氯酸和雙氧水，80℃消化3～4h，室溫冷卻。加乙二醇乙醚和閃爍液，暗室放置12h。用全自動(dòng)液閃儀（Beckman LS 3801，美國(guó)）測(cè)定其放射性（單位：pmol／mg／min）。

1.9 糖原磷酸化酶（glycogen phosphorylase，GP）活性測(cè)定

取50mg骨骼肌，置于0.5mL預(yù)冷的蛋白酶提取緩沖液中充分勻漿，離心（4℃、14 000g）30min取上清。取50μL上清液加等體積含2.5mCi／mol［14C］－G－1－P（葡萄糖－1－磷酸）的酶測(cè)定緩沖液，活化型GP（有活性的GP）測(cè)定介質(zhì)不含AMP（－AMP），GP總酶測(cè)定介質(zhì)含6mmol／L AMP（＋AMP）。用液體閃爍計(jì)數(shù)儀（Beckman LS 3801，美國(guó)）測(cè)定14C摻入糖原的放射活性（單位：nmol／mg／min）。GP活性用活化型酶活性與總酶活性的比值表示（－AMP／＋AMP），即活性GP比值。

1.10 糖原合酶（glycogen synthase，GS）活性測(cè)定

取50mg骨骼肌勻漿后加入0.5mL GS提取液中，離心（4℃、14 000g）30min，取上清。取50μL上清液加入等體積含0.1mCi／mmol［14C］－UDPG（尿苷二磷酸葡萄糖）的酶測(cè)定緩沖液，活化型GS（有活性的GS）測(cè)定的介質(zhì)不含 G－6－P（葡萄糖－6－磷酸）（－G6P），GS總酶測(cè)定的介質(zhì)含10mmol／L G－6－P（＋G6P）。用液體閃爍計(jì)數(shù)儀（Beckman LS 3801，美國(guó)）測(cè)定14C摻入糖原的放射性活性（單位：pmol／mg／min）。GS活性用活化型酶活性與總酶活性的比值表示（－G6P／＋G6P），即活性GS比值。

1.11 骨骼肌細(xì)胞膜分離

取100mg骨骼肌冰上剪碎，加入裂解液［Tris－HCL（pH 7.5）20mol／L，蔗 糖 330mol／L，EDTA 0.5mol／L，PMSF 1mol／L，Lepeptin 25mg／L］，冰浴中勻漿，4℃1 000 r／min離心10min。取上清以40 000r／min離心1h，棄上清，在沉淀中再加入前述裂解液，用超聲裂解的方法循環(huán)萃取7次，再以40 000r／min離心1h，得到的上清液即為骨骼肌細(xì)胞膜組織。迅速轉(zhuǎn)移至－80℃低溫冰箱凍存待測(cè)。

1.12 Western Blotting測(cè)定蛋白表達(dá)量

取100mg骨骼肌勻漿裂解后，離心（4℃、15 000g）20 min，用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定總蛋白濃度。取10μg蛋白樣品在垂直電泳儀（BIO－RAD，美國(guó)）上經(jīng)15%SDS－PAGE分離后轉(zhuǎn)移至PVDF膜上。兔抗鼠葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體4（glucose transporter type 4，GLUT4，包 括 總 GLUT4和 肌 膜GLUT4）、GP及磷酸化 GP（p－GP）、GS及 磷酸化 GS（p－GS）、4℃靜置孵育過(guò)夜，洗滌3次。再以1∶1 000辣根過(guò)氧化物酶標(biāo)記的羊抗兔IgG抗體室溫孵育1h，充分洗滌后，使用ECL試劑盒發(fā)光顯影，X線(xiàn)膠片壓片曝光，掃描定量各條帶的相對(duì)灰度值，β－actin為內(nèi)參蛋白。

1.13 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

所有數(shù)據(jù)以“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。組間比較獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，對(duì)糖原含量和力竭時(shí)間進(jìn)行簡(jiǎn)單相關(guān)分析并計(jì)算Pearson相關(guān)系數(shù)（r）。統(tǒng)計(jì)學(xué)差異定為P＜0.05。統(tǒng)計(jì)軟件為SPSS 15.0。

2 結(jié)果

2.1 實(shí)驗(yàn)期間CG和TG組大鼠的一般情況

整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間2組大鼠精神狀態(tài)均未出現(xiàn)明顯異常，所有大鼠未發(fā)現(xiàn)掉毛、體毛凌亂、無(wú)光澤、大便形態(tài)改變等不良反應(yīng)。攝食量在2組間無(wú)顯著性差異（P＞0.05，圖1）；TG大鼠體重在第6～8周低于CG（P＜0.05，圖2）。

圖1 本研究CG和TG組攝食量的變化示意圖Figure 1. Changes of Food Consumption

圖2 本研究CG和TG組體重的變化示意圖Figure 2. Changes of Body Weight

2.2 CG和TG組力竭時(shí)間比較

8周運(yùn)動(dòng)后，TG大鼠力竭時(shí)間較CG大鼠提高了41.3%（P＜0.05，表1）。

表1 本研究CG和TG組力竭時(shí)間比較一覽表Table 1 Comparison of Exhaust Duration between Two Groups

2.3 CG和TG組血糖、胰島素和肌糖原含量的變化

血糖和血胰島素在2組間均無(wú)顯著性差異（P＞0.05）。TG肌糖原含量高于CG（P＜0.05，表2）。

表2 本研究CG和TG組血糖和血胰島素濃度的變化一覽表Table 2 Changes of Blood Glucose and Serum Insulin

2.4 肌糖原含量與力竭時(shí)間的相關(guān)分析

相關(guān)分析顯示，肌糖原含量與力竭時(shí)間顯著正相關(guān)（CG：r＝0.68，P＜0.05；TG：r＝0.75，P＜0.05）。

2.5 CG和TG組葡萄糖攝取率和GLUT4蛋白表達(dá)的變化

8周后，基礎(chǔ)葡萄糖攝取率（－ins）在TG和CG間無(wú)顯著性差異（P＞0.05），但胰島素介導(dǎo)的葡萄糖攝取率（＋ins）TG高于CG（P＜0.05，表3）。TG總 GLUT4和肌膜 GLUT4均顯著高于CG（P＜0.05，圖4）。

表3 本研究CG和TG組葡萄糖攝取率的變化一覽表Table 3 Changes of Glucose Uptake Rate

圖4 本研究CG和TG組總GLUT4和肌膜GLUT4蛋白的變化示意圖

2.6 GP活性和蛋白表達(dá)的變化

2組活化型GP活性（－AMP）、GP總酶活性（＋AMP）、活性GP比值（－AMP／＋AMP），GP和p－GP蛋白表達(dá)量以及p－GP蛋白／GP蛋白比值均無(wú)顯著性差異（P＞0.05，表4，圖5）。

表4 本研究CG和TG組GP活性的變化一覽表Table 4 Changes of GP Activity

2.7 GS活性和蛋白表達(dá)的變化

活化型GS活性（－G6P）在兩組間無(wú)顯著性差異（P＞0.05），GS總酶活性（＋G6P）TG高于 CG（P＜0.05），而活性GS比值（－G6P／＋G6P）TG低于CG（P＜0.05，表5）。GS蛋白和p－GS蛋白表達(dá)量TG高于CG（P＜0.05），而p－GS蛋白／GS蛋白比值在兩組間無(wú)顯著性差異（P＞0.05，圖6）。

圖5 本研究CG和TG組GP和p－GP蛋白的變化示意圖Figure 5. Changes of GP and p－GP Protein Expression

表5 本研究CG和TG組GS活性的變化一覽表Table 5 Changes of GS Activity

圖6 本研究CG和TG組GS和p－GS蛋白的變化示意圖Figure 6. Changes of GS and p－GS Protein Expression

3 討論

近年來(lái)，在傳統(tǒng)持續(xù)有氧運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)上，發(fā)展了一種新穎的提高有氧能力的運(yùn)動(dòng)模式——HIIT，研究表明，HIIT只需較少的運(yùn)動(dòng)時(shí)間即可達(dá)到與低強(qiáng)度、長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)消耗同等的能量，且由于運(yùn)動(dòng)時(shí)間較短、存在間歇，更容易被接受［2］。HIIT已在競(jìng)技體育和大眾健身中廣泛應(yīng)用，其安全性也得到了大樣本實(shí)驗(yàn)和Meta－分析的證實(shí)［23］，但HIIT對(duì)肌糖原含量的影響及機(jī)制鮮有關(guān)注。

3.1 HIIT通過(guò)上調(diào)骨骼肌糖原含量提高運(yùn)動(dòng)耐力

有實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明，肌糖原耗竭是導(dǎo)致疲勞的主要原因，提高肌糖原水平則可延緩運(yùn)動(dòng)中疲勞的發(fā)生并改善機(jī)體的運(yùn)動(dòng)能力［17］。運(yùn)動(dòng)對(duì)肌糖原含量的影響與運(yùn)動(dòng)負(fù)荷有關(guān)，大強(qiáng)度離心運(yùn)動(dòng)后24～72h肌糖原恢復(fù)受損［10］，馬拉松比賽后肌糖原含量至第7天尚未完全恢復(fù)［4］，提示大強(qiáng)度、長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)可能會(huì)延長(zhǎng)肌糖原恢復(fù)時(shí)間，即Snyder等［20］提出的過(guò)度訓(xùn)練的糖原耗竭學(xué)說(shuō)。一般認(rèn)為，耐力訓(xùn)練可提高肌糖原含量，而2周持續(xù)有氧運(yùn)動(dòng)后1h和6h糖原含量未見(jiàn)顯著性差異，可能與取材時(shí)間過(guò)早以及未及時(shí)補(bǔ)充碳水化合物有關(guān)［3］，若運(yùn)動(dòng)后持續(xù)補(bǔ)充碳水化合物，肌糖原含量則在運(yùn)動(dòng)后4～6h明顯升高［16］。

本研究建立HIIT模型，發(fā)現(xiàn)8周實(shí)驗(yàn)期間TG大鼠在活動(dòng)情況、精神狀態(tài)、毛色以及大便形態(tài)等方面無(wú)明顯異常，說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)采用的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷和訓(xùn)練方案適宜，并未造成過(guò)度訓(xùn)練。取材時(shí)間是在末次運(yùn)動(dòng)后48h，因此避免了急性運(yùn)動(dòng)的應(yīng)激效應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，TG大鼠骨骼肌糖原含量明顯高于CG大鼠，表明運(yùn)動(dòng)后正常飲食而不額外補(bǔ)充碳水化合物的情況下，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期HIIT亦能產(chǎn)生使運(yùn)動(dòng)后肌糖原超量恢復(fù)程度顯著增加的適應(yīng)性變化，同時(shí)，TG大鼠力竭時(shí)間增加，且與糖原含量顯著正相關(guān)，提示HIIT可通過(guò)上調(diào)骨骼肌糖原含量進(jìn)而提高運(yùn)動(dòng)能力。肌糖原影響運(yùn)動(dòng)能力的可能機(jī)制包括：1）糖原在肌纖維內(nèi)分隔存在，當(dāng)運(yùn)動(dòng)肌糖原耗盡時(shí)無(wú)法從非運(yùn)動(dòng)肌得到補(bǔ)充；充足的肌糖原則可為肌肉收縮提供更多的燃料。2）在完成相同負(fù)荷運(yùn)動(dòng)時(shí)，肌糖原含量低者肌肉要較多的吸收血糖供能，可引起低血糖并影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)的能量供應(yīng)，造成疲勞過(guò)早發(fā)生；而充足的肌糖原則節(jié)省血糖利用，推遲運(yùn)動(dòng)性疲勞的出現(xiàn)。3）肌糖原是脂肪氧化供能的代謝引物，肌糖原儲(chǔ)量不足時(shí)脂肪酸β－氧化受阻并產(chǎn)生酮體，體液酸化使運(yùn)動(dòng)能力下降；長(zhǎng)期HIIT上調(diào)肌糖原后可提高肌細(xì)胞利用脂肪酸和血糖的能力，運(yùn)動(dòng)中表現(xiàn)出糖原節(jié)省化，維持機(jī)體長(zhǎng)時(shí)間抗疲勞的能力。

3.2 HIIT提高骨骼肌糖原含量的可能機(jī)制

HIIT上調(diào)骨骼肌糖原含量的具體機(jī)制尚不明確。由于糖原含量受葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)、糖原合成以及糖原分解等影響，因此研究者對(duì)上述因素進(jìn)行了深入分析。GP是糖原分解的關(guān)鍵酶［7］。本研究發(fā)現(xiàn)，2組GP活性和蛋白表達(dá)量均無(wú)顯著性差異，而訓(xùn)練后TG大鼠肌糖原含量增加，提示長(zhǎng)期HIIT誘導(dǎo)的骨骼肌糖原含量增加是糖原合成增多而非糖原分解減少造成的。

肌糖原的合成與肌細(xì)胞攝取葡萄糖的速率成正比［11］。肌細(xì)胞攝取葡萄糖需GLUT作為載體，其中，GLUT4是骨骼肌葡萄糖跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的主要載體，葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)被認(rèn)為是肌細(xì)胞葡萄糖代謝的限速步驟［21］。安靜時(shí)，GLUT4主要存在于 胞 漿 內(nèi)，當(dāng) 受 到 胰 島 素［9］或 肌 肉 收 縮［19］刺 激 時(shí)，GLUT4向胞膜轉(zhuǎn)位。在本研究中，TG大鼠總GLUT4和肌膜GLUT4蛋白量均顯著性增加，提示長(zhǎng)期HIIT可通過(guò)調(diào)節(jié)GLUT4向肌膜轉(zhuǎn)位并增加其蛋白表達(dá)而促進(jìn)葡萄糖攝取，其機(jī)制可能與運(yùn)動(dòng)激活細(xì)胞內(nèi)的能量開(kāi)關(guān)分子——AMP活化 蛋 白 激 酶 （adenosine monophosphate－activated protein kinase，AMPK）［1］，后 者 進(jìn) 而 促 進(jìn) GLUT4 轉(zhuǎn) 位 有 關(guān)。為探討胰島素介導(dǎo)的葡萄糖攝取的變化，本研究用3H－2－DG進(jìn)行放射測(cè)定發(fā)現(xiàn)，2組血糖、血清胰島素和基礎(chǔ)葡萄糖攝取率（－ins）無(wú)顯著性差異，而TG動(dòng)物胰島素刺激的葡萄糖攝取率（＋ins）則顯著升高，說(shuō)明長(zhǎng)期HIIT提高了胰島素敏感性。總之，GLUT4向肌膜轉(zhuǎn)位有利于提高肌細(xì)胞葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)能力，促進(jìn)訓(xùn)練后肌糖原的超量恢復(fù)，為HIIT提高運(yùn)動(dòng)機(jī)能提供了重要依據(jù)。

GS是糖原合成的關(guān)鍵酶［7］。糖原合成時(shí)，G－6－P經(jīng)過(guò)酶促反應(yīng)生成糖原前體——尿苷二磷酸葡萄糖（uridine diphosphoglucose，UDPG），隨后GS催化UDPG分子中的葡萄糖基轉(zhuǎn)移到糖原分子的多糖鏈上，這一反應(yīng)被認(rèn)為是糖原合成的限速步驟［7］。GS可被多種蛋白激酶（如Akt）磷酸化而失活，又可在磷酸酶（如糖原合酶激酶3）作用下脫磷酸而變成活化型［5］，還能受G－6－P的別構(gòu)調(diào)節(jié)使無(wú)活性的GS被激活［22］。因此，GS活性受共價(jià)修飾調(diào)節(jié)和變構(gòu)調(diào)節(jié)的雙重調(diào)控，GS活性通常以活化型GS活性占GS總酶活性的百分比表示。在本研究中，TG大鼠肌糖原含量顯著性升高，同時(shí)伴隨GS總酶活性增加以及蛋白表達(dá)量上調(diào)，提示GS總酶活性增加與蛋白表達(dá)量升高有關(guān)。研究證實(shí)，GS與糖原顆粒形成密切相關(guān)，因此推測(cè)，GS蛋白水平增加可能與糖原含量升高后酶蛋白的穩(wěn)定性加強(qiáng)有關(guān)［14］。此外，由于TG大鼠活化型GS活性（－G6P）無(wú)顯著改變，而GS總酶活性（＋G6P）、GS蛋白以及p－GS水平升高，因此，活性GS比值（－G6P／＋G6P）下降。

運(yùn)動(dòng)中以及運(yùn)動(dòng)間歇期，骨骼肌攝取葡萄糖增加，從而使 G－6－P含量增多，后者作為變構(gòu)效應(yīng)劑激活 GS［13］。此外，運(yùn)動(dòng)時(shí)糖原逐漸消耗殆盡，GS活性則顯著增加。本研究取材時(shí)間點(diǎn)是在末次運(yùn)動(dòng)后48h，此時(shí)糖原儲(chǔ)備量已經(jīng)恢復(fù)，GS活性下降，因此，p－GS蛋白水平升高，而p－GP蛋白／GP蛋白比值未發(fā)生改變。將突變型肌肉GS基因敲入小鼠體內(nèi)的模型中（GS不能被G－6－P變構(gòu)激活，但可通過(guò)去磷酸化共價(jià)修飾而活化），結(jié)果發(fā)現(xiàn)，胰島素誘導(dǎo)的肌糖原合成速率減少了80%，糖原含量顯著下降，說(shuō)明胰島素調(diào)控肌糖原合成主要是通過(guò)對(duì)GS的變構(gòu)激活實(shí)現(xiàn)的［8］。用5－氨 基 咪 唑－4－氨 甲 酰 核 苷 酸 （AICAR）激 活A(yù)MPK后同樣發(fā)現(xiàn)，G－6－P對(duì)GS的變構(gòu)激活是肌糖原合成的主要調(diào)節(jié)機(jī)制［12］。雖然目前尚未建立轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)干預(yù)模型，但結(jié)合本研究中GS活性和蛋白表達(dá)以及糖原含量的變化可以推測(cè)，G－6－P對(duì)GS的變構(gòu)調(diào)節(jié)（而非共價(jià)修飾調(diào)節(jié)）是HIIT誘導(dǎo)肌糖原合成的重要分子機(jī)制。

4 結(jié)論

長(zhǎng)期HIIT可上調(diào)骨骼肌糖原含量并提高運(yùn)動(dòng)能力；HIIT誘導(dǎo)的糖原含量增加是糖原合成增多而非糖原分解減少造成的，其機(jī)制可能與GLUT4表達(dá)上調(diào)與轉(zhuǎn)位使葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)增加，GS表達(dá)上調(diào)以及葡萄糖－6－磷酸對(duì)GS的變構(gòu)激活有關(guān)。

［1］劉霞，金其貫，羅強(qiáng).運(yùn)動(dòng)和膳食控制對(duì)2型糖尿病大鼠脂聯(lián)素－AMPK－GLUT4通路的影響［J］.北京體育大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，36（1）：55－58.

［2］王京京，張海峰.高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)處方健身效果研究進(jìn)展［J］.中國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志，2013，32（3）：246－254.

［3］魏守剛，楊則宜，高紅.不同運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練方式和補(bǔ)劑對(duì)大鼠肌糖原生物合成的影響［J］.中國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志，2003，22（1）：35－40.

［4］ASP S，ROHDE T，RICHTER E A.Impaired muscle glycogen resynthesis after a marathon is not caused by decreased muscle GLUT－4content［J］.J Appl Phys，1997，83（5）：1482－1485.

［5］ATKINS R J，DIMOU J，PARADISO L，et al.Regulation of glycogen synthase kinase－3beta（GSK－3beta）by the Akt pathway in gliomas［J］.J Clin Neurosci，2012，19（11）：1558－1563.

［6］BEDFORD T G，TIPTON C M，WILSON N C，et al.Maximum oxygen consumption of rats and its changes with various experimental procedures［J］.J Appl Phys，1979，47（6）：1278－1283.

［7］BEZBORODKINA N N，CHESTNOVA A Y，OKOVITY S V，et al.Activity of glycogen synthase and glycogen phosphorylase in normal and cirrhotic rat liver during glycogen synthesis from glucose or fructose［J］.Exp Toxicol Pathol，2014，66（2－3）：147－154.

［8］BOUSKILA M，HUNTER R W，IBRAHIM A F，et al.Allosteric regulation of glycogen synthase controls glycogen synthesis in muscle［J］.Cell Metab，2010，12（5）：456－466.

［9］BREWER P D，HABTEMICHAEL E N，ROMENSKAIA I，et al.Insulin－regulated Glut4translocation：Membrane protein trafficking with six distinctive steps［J］.J Biol Chem，2014，289（25）：17280－17298.

［10］DOYLE J A，SHERMAN W M，STRAUSS R L.Effects of eccentric and concentric exercise on muscle glycogen replenishment［J］.J Appl Phys，1993，74（4）：1848－1855.

［11］HALABY M J，KASTEIN B K，YANG D Q.Chloroquine stimulates glucose uptake and glycogen synthase in muscle cells through activation of Akt［J］.Biochem Biophys Res Commun，2013，435（4）：708－713.

［12］HUNTER R W，TREEBAK J T，WOJTASZEWSKI J F，et al.Molecular mechanism by which AMP－activated protein kinase activation promotes glycogen accumulation in muscle［J］.Diabetes，2011，60（3）：766－774.

［13］JENSEN T E，RICHTER E A.Regulation of glucose and glycogen metabolism during and after exercise［J］.J Phys，2012，590（Pt 5）：1069－1076.

［14］JIANG S，HELLER B，TAGLIABRACCI V S，et al.Starch binding domain－containing protein 1／genethonin 1is a novel participant in glycogen metabolism［J］.J Biol Chem，2010，285（45）：34960－34971.

［15］MANABE Y，GOLLISCH K S，HOLTON L，et al.Exercise training－induced adaptations associated with increases in skeletal muscle glycogen content［J］.FEBS J，2013，280（3）：916－926.

［16］NAKATANI A，HAN D H，HANSEN P A，et al.Effect of endurance exercise training on muscle glycogen supercompensation in rats［J］.J Appl Phys，1997，82（2）：711－715.

［17］ORTENBLAD N，WESTERBLAD H，NIELSEN J.Muscle glycogen stores and fatigue［J］.J Phys，2013，591（Pt 18）：4405－4413.

［18］PHILP A，HARGREAVES M，BAAR K.More than a store：Regulatory roles for glycogen in skeletal muscle adaptation to exercise［J］.Am J Phys Endocrinol Metab，2012，302（11）：E1343－1351.

［19］RICHTER E A，HARGREAVES M.Exercise，GLUT4，and skeletal muscle glucose uptake［J］.Phys Rev，2013，93（3）：993－1017.

［20］SNYDER A C.Overtraining and glycogen depletion hypothesis［J］.Med Sci Sports Exe，1998，30（7）：1146－1150.

［21］TAKENAKA N，YASUDA N，NIHATA Y，et al.Role of the guanine nucleotide exchange factor in Akt2－mediated plasma membrane translocation of GLUT4in insulin－stimulated skeletal muscle［J］.Cell Signal，2014，26（11）：2460－2469.

［22］VON W A，HUNTER R W，GARCIA－ROCHA M，et al.Glucose－6－phosphate－mediated activation of liver glycogen synthase plays a key role in hepatic glycogen synthesis［J］.Diabetes，2013，62（12）：4070－4082.

［23］WESTON K S，WISLOFF U，COOMBES J S.High－intensity interval training in patients with lifestyle－induced cardiometabolic disease：A systematic review and meta－analysis［J］.Br J Sports Med，2014，48（16）：1227－1234.