Irisin在運動減肥中的作用

馬正大　王玲

摘要：肥胖能夠引起一系列的代謝疾病，影響人們的健康和生活質(zhì)量，運動能增加能量的消耗，是目前公認(rèn)的治療和預(yù)防肥胖的最科學(xué)健康的有效手段。具有減肥作用的新激素Irisin的發(fā)現(xiàn)引起了國內(nèi)外學(xué)者廣泛的關(guān)注和研究，運動使骨骼肌分泌Irisin，通過血液循環(huán)作用于脂肪細(xì)胞上UCP1的表達(dá)上調(diào)，使白色脂肪細(xì)胞棕色化，棕色脂肪分解代謝產(chǎn)生熱量以熱的形式散發(fā)，從而發(fā)揮減肥的作用。

關(guān)鍵詞：Irisin；肥胖；運動減肥

肥胖問題在全世界都呈現(xiàn)出迅速上升的趨勢。肥胖是一種可以影響到整個機體正常功能的生理過程，是一種復(fù)雜的代謝失調(diào)癥。在有些國家中，肥胖人群約占人口總數(shù)的20%-50%，據(jù)研究報道，“到2030年，86%的美國人可能超重或肥胖，到2048年，所有美國成年人體重都可能超標(biāo)或肥胖”。肥胖癥逐漸引起人們的重視，減肥成為當(dāng)今比較熱議的話題之一。肥胖的發(fā)生率和一些相關(guān)疾病的增加，主要是因為人們身體活動的缺乏和飲食習(xí)慣的不當(dāng)，運動能增加能量的消耗是預(yù)防和治療肥胖的關(guān)鍵[1]。

一、Irisin的發(fā)現(xiàn)

人體內(nèi)主要存在白色脂肪組織（WAT）和棕色脂肪組織（BAT），WAT的主要作用是儲存脂肪，BAT的主要作用是燃燒脂肪，通過分解代謝產(chǎn)生熱量并以熱的形式散發(fā)，從而發(fā)揮減肥的作用，主要分布于人體肩胛骨、腋窩、頸背部和腎臟周圍。白色脂肪細(xì)胞棕色化的效應(yīng)主要與UCP1的表達(dá)有關(guān)。

Irisin被其定義為由運動所誘導(dǎo)的激素，具有減肥作用，spiegelman實驗室的Bostrom等人在2012年發(fā)表在《Nature》雜志[2]。運動使骨骼肌分泌Irisin，通過血液循環(huán)作用于脂肪細(xì)胞上UCP1的表達(dá)上調(diào)，使白色脂肪細(xì)胞棕色化。Irisin因子的發(fā)現(xiàn)引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，并且在《細(xì)胞》、《自然》和《科學(xué)》等雜志紛紛發(fā)表評論文章，Irisin有可能成為治療肥胖的新熱點和新思路。

二、Irisin的組織分布

肌肉的收縮運動可誘導(dǎo)肌肉組織表達(dá)PGC-1α可促進(jìn)肌肉中FNDC5的表達(dá)，經(jīng)蛋白水解后形成Irisin。通過動物實驗研究發(fā)現(xiàn)，利用Northen blot的方法，成年小鼠FNDC5主要表達(dá)于骨骼肌組織、腦組織。Huh等對成人各個組織進(jìn)行實時定量PCR檢測，發(fā)現(xiàn)骨骼肌中FNDC5mRNA表達(dá)最多，并且在肌肉含量較多的組織中表達(dá)較高，而在于脂肪、臟腑器官、腦組織中有相對較少的表達(dá)。并且表達(dá)強度與PGC-1α的表達(dá)正相關(guān)。經(jīng)研究Irisin在多種器官組織中均有表達(dá)，在骨骼肌表達(dá)中最多，表明Irisin是一種肌因子，而在其他組織中的表達(dá)還需要進(jìn)一步的研究。

三、Irisin與肥胖的相關(guān)性研究

Stengel等人在厭食癥患者，以及BMI值正常受試者和BMI值在30-40、40-50、大于50的不同程度肥胖患者中循環(huán)測定irisin水平，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)循環(huán)中irisin水平與BMI值、BMR水平呈顯著正相關(guān)；此外irisin水平還與體脂重量、去脂體重呈正相關(guān)[3]。在Huh等人觀察了10名體重正常受試者正和8名肥胖癥患者的骨骼肌FNDC5的mRNA表達(dá)與BMI水平的關(guān)系，P取0.05經(jīng)統(tǒng)計兩者呈正相關(guān)；對14名肥胖受試者在進(jìn)行減肥手術(shù)后的研究發(fā)現(xiàn)，irisin水平發(fā)生了明顯的下降；但是對于因為個體差異，樣本量大小、研究對象的性別、年齡等因素對于irisin的影響還需要進(jìn)行相關(guān)的干預(yù)研究。同在該研究中發(fā)現(xiàn)irisin水平與上臂圍度和去脂體重呈顯著正相關(guān)，而與體脂重量無相關(guān)性，研究表明Irisin的量可能與肌肉的含量有密切的關(guān)系，在肥胖人群中，BMI與循環(huán)irisin的關(guān)系還需進(jìn)一步研究。

對正常飲食小鼠靜脈注射含F(xiàn)NDC5全長的腺病毒10天后，發(fā)現(xiàn)皮下脂肪組織中UCP1的表達(dá)升高達(dá)至13倍，但體重上沒有明顯的變化。然而，對高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠，靜脈注射含F(xiàn)NDC5全長的腺病毒10天后，與對照組相比，小鼠白天及夜晚的能耗均顯著增加，體重顯著減輕。研究表明，在肥胖狀態(tài)下，外源性注入Irisin對高脂小鼠的肥胖有顯著減輕的效果，對于肥胖患者而言外源性Irisin的注入是否同樣能減輕體重還需要進(jìn)一步的研究。

四、Irisin與運動的相關(guān)性研究

運動手段作為預(yù)防、治療肥胖的重要手段之一，科學(xué)的制訂運動處方進(jìn)行體育鍛煉可以有效的促使血糖代謝平衡，對于治療和控制Ⅱ型糖尿病和心血管疾病的風(fēng)險，保持健康良好的生活習(xí)慣。在最早Bostrom等人的研究中，小鼠在進(jìn)行3周自主跑輪運動后骨骼肌血漿Irisin表達(dá)顯著升高，8名受試者在進(jìn)行10周的耐力訓(xùn)練后血漿Irisin增加了約200%。表明耐力性運動可長時間維持FNDC5的高表達(dá)。15名經(jīng)過訓(xùn)練的健康年輕男性，在室內(nèi)跑道上進(jìn)行2-3組的2個80m沖刺，每組之間休息20min，運動后30min，血液Irisin增加，一次急性運動可能使血液Irisin增加。但有研究表明，14名中年男性在進(jìn)行一組大強度訓(xùn)練后，相對于干預(yù)前的基礎(chǔ)水平在任何時間點血液Irisin沒有發(fā)生變化。運動是否能誘導(dǎo)循環(huán)中irisin增多還處于研究探索階段目前尚無定論，對于Irisin水平是否與運動方式、運動時間、運動強度及不同的年齡、體適能水平、運動能力有關(guān)，還需要大量的運動干預(yù)實驗來進(jìn)行驗證。

五、肥胖人群Irisin在運動中的反應(yīng)

7名肥胖者BMI>30kg/m2，進(jìn)行60 %VO2max中等強度的持續(xù)室外運動，irisin增加但效果不顯著。16名健康超重/肥胖個體，75%最大能力運動1h，循環(huán)irisin水平?jīng)]有顯著變化。12 周強度維持在70-85%的最大心率的力量/耐力訓(xùn)練，該運動方案對循環(huán)irisin也沒有影響。65名7-18歲的超重/肥胖兒童，BMI > 90%，進(jìn)行一年的運動干預(yù)，干預(yù)形式為抗組運動和耐力運動，運動與飲食結(jié)合干預(yù)后，循環(huán)irisin水平提高了12%。研究表明針對肥胖健康人群一次急性中等強度的運動能使Irisin增加，但效果不顯著。長期的運動與飲食結(jié)合的干預(yù)能夠使循環(huán)Irisin水平提高。糖尿病前期糖代謝異常的超重人群（29.0±2.4 kg/m2），70% VO2max強度運動45min的一次急性運動，運動后2h，F(xiàn)NDC5的表達(dá)沒有變化。12周干預(yù)后，再次進(jìn)行一次70% VO2max強度運動持續(xù)運動45min，循環(huán)Irisin升高1.2倍，PGC1α水平增加了4.9倍；12周的力量訓(xùn)練和耐力訓(xùn)練，包括2次功率自行車耐力訓(xùn)練和2次全身的力量練習(xí)（分別為60分鐘），血漿irisin水平降低。對于病理性肥胖人群，長期的運動干預(yù)可能更有效，而力量/耐力訓(xùn)練對irisin水平的提高影響較小。不同強度的急性運動中Irisin反應(yīng)可能經(jīng)過長期的訓(xùn)練有所改變。

六、小結(jié)與展望

肥胖的發(fā)生主要是由于能量攝入與消耗的不平衡產(chǎn)生，消耗小于攝入，運動量不足而導(dǎo)致的，Irisin這一新肌肉因子的發(fā)現(xiàn)，為運動減肥帶來了新的契機，Irisin最重要的作用是燃燒脂肪，更有價值的是探討運動對肥胖人群Irisin的影響。運動是否能誘導(dǎo)循環(huán)中irisin增多將是一項持續(xù)探索性的研究。根據(jù)國內(nèi)外研究，還沒有人對肥胖的人群在急性高強度間歇運動和相同的機械工下中等強度持續(xù)運動中循環(huán)irisin的反應(yīng)，這些反應(yīng)在經(jīng)過長期重復(fù)運動訓(xùn)練后是否有所改變，而這也將是我們下一步所要進(jìn)行的研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉紹生.運動減肥機制研究進(jìn)展[J].體育研究與教育，2015（02）：117-121.

[2]楊獻(xiàn)南.現(xiàn)代運動減肥方法研究進(jìn)展[J].哈爾濱體育學(xué)院學(xué)報，2015（03）：84-90.

[3]吳靜，張玉彬.PGC-1α和Irisin在運動減肥中的作用機制[J].生命的化學(xué)，2012（05）：442-446.

（作者單位：馬正大 河北體育學(xué)院；王玲 石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院）