游泳運(yùn)動(dòng)對(duì)2型糖尿病大鼠腓腸肌AMPK/SIRT1/PGC-1α信號(hào)通路和自噬的影響

李慶學(xué) 徐磊 賈紹輝 陳寧

1武漢體育學(xué)院健康科學(xué)學(xué)院，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練監(jiān)控湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天久運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)研發(fā)中心（武漢430079）

2臨沂大學(xué)體育與健康學(xué)院（山東臨沂276000）

3武漢體育學(xué)院研究生院（湖北武漢430079）

糖尿病是一種以高血糖為主要特征的慢性代謝性疾病，根據(jù)發(fā)病機(jī)理與機(jī)制大致可以分為1型糖尿?。╰ype 1 diabetes mellitus，T1DM）和2型糖尿?。╰ype 2 diabetes mellitus，T2DM），其中T2DM患者約占糖尿病患者總數(shù)的 90%～95%，其主要發(fā)病機(jī)制與胰島素分泌絕對(duì)或相對(duì)不足、外周組織胰島素抵抗有關(guān)[1]。骨骼肌約占體重的36%～42%，是機(jī)體代謝旺盛的組織，也是機(jī)體氧化分解的主要場(chǎng)所，其胰島素抵抗是引發(fā)或加重T2DM的重要原因之一。大量研究表明，規(guī)律性運(yùn)動(dòng)可改善骨骼肌能量代謝和減輕胰島素抵抗，是非藥物治療T2DM有效的手段之一[2]。然而到目前為止，運(yùn)動(dòng)改善T2DM骨骼肌胰島素抵抗作用機(jī)制仍未完全明晰。AMP依賴(lài)的蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK）、沉默信息調(diào)節(jié)因子1（silent information regulator 1，SIRT1）和過(guò)氧化物酶體增殖活化受體γ共激活因子-1α（peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator 1 alpha，PGC-1α）構(gòu)成機(jī)體能量感知和代謝調(diào)控系統(tǒng)，可通過(guò)調(diào)控多個(gè)信號(hào)通路維持細(xì)胞甚至全身的能量穩(wěn)態(tài)[3]。研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)或能量限制可增加骨骼肌、脂肪及肝臟等組織AMP/ATP比值并激活A(yù)MPK，AMPK激活后提高細(xì)胞內(nèi)NAD+水平而激活SIRT1活性，激活后的SIRT1和AMPK可通過(guò)去乙?；土姿峄揎椬饔锰岣逷GC-1α的轉(zhuǎn)錄活性，從而改善外周組織能量代謝提高胰島素敏感性[4]。胰島素抵抗個(gè)體骨骼肌發(fā)生脂質(zhì)積累及線(xiàn)粒體功能紊亂等異常形態(tài)改變，該特征改變與自噬功能異常時(shí)表現(xiàn)一致，Andreas等[5]對(duì)T2DM胰島素抵抗患者骨骼肌檢測(cè)發(fā)現(xiàn)其自噬相關(guān)基因和蛋白表達(dá)下降，因此骨骼肌自噬功能紊亂與其胰島素抵抗密切相關(guān)。運(yùn)動(dòng)作為有效的生理性自噬誘導(dǎo)手段可誘導(dǎo)骨骼肌代謝適應(yīng)、提高線(xiàn)粒體功能和骨骼肌運(yùn)動(dòng)能力，降低胰島素抵抗[6，7]，因此運(yùn)動(dòng)激活自噬或許是運(yùn)動(dòng)促進(jìn)T2DM患者健康的潛在重要機(jī)制。

目前，運(yùn)動(dòng)對(duì)AMPK/SIRT1/PGC-1α信號(hào)通路和自噬的影響及其在改善骨骼肌胰島素抵抗中的調(diào)控關(guān)系尚不完全明確。因此，本研究通過(guò)對(duì)8周高糖高脂飲食和一次小劑量STZ（30 mg/kg）腹腔注射聯(lián)合誘導(dǎo)的T2DM大鼠模型進(jìn)行8周無(wú)負(fù)重游泳運(yùn)動(dòng)，觀(guān)察AMPK/SIRT1/PGC-1α信號(hào)通路與自噬相關(guān)蛋白活性，分析長(zhǎng)期規(guī)律性運(yùn)動(dòng)對(duì)改善T2DM大鼠骨骼肌胰島素抵抗的作用機(jī)制，為進(jìn)一步揭示運(yùn)動(dòng)改善T2DM的機(jī)制提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及其造模

SPF級(jí)6周齡雄性SD大鼠64只，體重150～170 g，購(gòu)于湖北省疾病預(yù)防控制中心，動(dòng)物許可證號(hào)：SCXK（鄂）2011-0012。所有大鼠飼養(yǎng)于武漢體育學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物房，室溫22℃ ±3℃，相對(duì)濕度55% ±3%，光照時(shí)間8：00～20：00。

參照Islam等[8，9]研究構(gòu)建T2DM大鼠模型。所購(gòu)大鼠普通飼料適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后，隨機(jī)分成正常飲食對(duì)照組（NC組，n=9）和高糖高脂飲食組（n=55），高糖高脂飲食組8周高脂飲食后，禁食不禁水過(guò)夜12 h腹腔注射小劑量鏈脲佐菌素（STZ，30 mg/kg）誘導(dǎo)T2DM大鼠模型，對(duì)照組腹腔注射檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖液。分別于STZ注射后1周和2周后尾尖采血進(jìn)行空腹血糖檢測(cè)以檢驗(yàn)T2DM造模情況，T2DM成模的標(biāo)準(zhǔn)：2周內(nèi)12 h禁食空腹血糖≥11.1 mmol/L[10，11]。將成功誘導(dǎo)的T2DM大鼠（n=49）隨機(jī)分為糖尿病組（DM組，n=24）和糖尿病運(yùn)動(dòng)干預(yù)組（DME組，n=25）。

1.2 運(yùn)動(dòng)方案

DME組大鼠運(yùn)動(dòng)方案參照Lajoie等[12]研究報(bào)道并稍加改進(jìn)，具體如下：不負(fù)重游泳訓(xùn)練，水溫30℃ ±1℃，第1周游泳時(shí)長(zhǎng)為15 min，每周遞增15 min，直至延長(zhǎng)為90 min，其中90 min游泳在45 min時(shí)休息5 min。游泳訓(xùn)練時(shí)間共持續(xù)8周，每周訓(xùn)練5天，每天1次。

1.3 取材

各組大鼠末次訓(xùn)練后恢復(fù)24 h進(jìn)行取材，取材前12 h所有個(gè)體禁食不禁水，尾尖采血測(cè)量空腹血糖后，迅速斷頸處死大鼠并采集血液，快速取出腓腸肌后用PBS進(jìn)行清洗，一部分快速放入液氮臨時(shí)保存，然后轉(zhuǎn)移至-80℃冰箱長(zhǎng)期保存。

1.4 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.4.1 口服糖耐量測(cè)試

取材前3天進(jìn)行口服糖耐量測(cè)試（oral glucose tolerance test，OGTT）。所有大鼠禁食不禁水12 h后采用50% 葡萄糖溶液（2 g/kg體重）灌胃，尾尖采血并采用艾科血糖測(cè)試儀及配套試紙條檢測(cè)灌胃后0、30、60、120 min血糖，計(jì)算OGTT曲線(xiàn)下區(qū)域面積（the area under blood glucose curve，AUC），計(jì) 算 公式 為 ：AUC=（a+2b+3c+2d）/4-2a，其中a、b、c、d分別代表灌胃前及灌胃后30、60、120 min血糖。

1.4.2 空腹血糖和胰島素抵抗指數(shù)（HOMA-IRMA-IR）測(cè)試

高糖高脂飼養(yǎng)前，所有大鼠禁食不禁水12 h，尾尖采血進(jìn)行空腹血糖（fasting blood glucose，F(xiàn)BG）檢測(cè)，以后每2周檢測(cè)1次。末次訓(xùn)練恢復(fù)24 h，F(xiàn)BG檢測(cè)后斷頸處死大鼠并取血，所取血液經(jīng)4℃過(guò)夜后3000轉(zhuǎn)離心15 min分離血清，采用酶聯(lián)免疫法測(cè)血清胰島素水平，根據(jù)空腹血糖和空腹胰島素水平（fasting insulin，F(xiàn)ins）計(jì)算胰島素抵抗指數(shù)（homeostasis model assessment-insulin resistance index，HOMA-IR），計(jì)算公式為：HOMA-IR=FBG*Fins/22.5。

1.4.3 Western blot blot檢測(cè)

將大鼠腓腸肌組織從-80℃冰箱取出，快速稱(chēng)取400 mg，放入0.6 L含蛋白裂解液（RIPA，碧云天生物技術(shù)有限公司，中國(guó)）和蛋白酶抑制劑（PMSF，碧云天生物技術(shù)有限公司，中國(guó)）混合液中，其中PMSF∶裂解液=1∶100，充分勻漿、超聲后，離心取上清進(jìn)行BCA（碧云天生物技術(shù)有限公司，中國(guó)）蛋白濃度測(cè)定，水浴鍋內(nèi)100℃煮沸10 min使蛋白變性，采用10%的SDS-PAGE進(jìn)行凝膠電泳。電泳時(shí)蛋白上樣量為40 μg，85 V 恒壓電泳至蛋白Marker分開(kāi)后，調(diào)至120 V直至藍(lán)色染料跑出后關(guān)閉電泳儀；350 mA恒流將蛋白轉(zhuǎn)移至硝酸纖維素膜（NC膜）；5%脫脂奶粉封閉1.5 h，1×TBST緩沖液清洗后加入一抗AMPK（1∶1000）、PAMPK（1∶1000）、SIRT1（1∶1000）、PGC-1α（1∶2000）、LC-3（1∶500）、p62（1∶1000）、Atg7（1∶1000）、Beclin1（1∶1000）、Bcl-2（1∶500）、Bax（1∶500）、IRS（1∶2000）、p-IRS（1∶2000）和GLUT4（1∶1000）購(gòu)于美國(guó)Cell Signaling Technology公司，4℃搖床過(guò)夜；TBST清洗后加入二抗（GAPDH購(gòu)于美國(guó)Cell Signaling Technology公司，稀釋比例為1∶10000），室溫下?lián)u床孵育2 h；1×TBST緩沖液清洗后，滴加ECL化學(xué)發(fā)光劑（Thermo公司，美國(guó)），置Clinx Chemi Scope熒光及化學(xué)發(fā)光成像系統(tǒng)（上海勤翔科學(xué)儀器有限公司，中國(guó)）檢測(cè)；采用Image J軟件對(duì)Western Blot圖片中各條帶灰度值進(jìn)行分析。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

所有數(shù)據(jù)均用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件處理，結(jié)果采用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示。采用單因素方差分析（One-way ANOVA）計(jì)算各組間均值和標(biāo)準(zhǔn)差，獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)檢測(cè)NC、DM和DME組間各指標(biāo)差異，以P＜0.05表示差異具有顯著性。

2 結(jié)果

2.1 各組大鼠空腹血糖、胰島素抵抗指數(shù)和口服糖耐量的變化

與NC組相比，DM組和DME組大鼠空腹血糖在高糖高脂飲食前（0 w）和8周高糖高脂飲食后均無(wú)顯著性差異（P＞0.05），STZ注射2周內(nèi)空腹血糖顯著增加（P＜0.01）。與DM組相比，DME組大鼠運(yùn)動(dòng)干預(yù)4周、6周和8周后空腹血糖顯著下降（P＜0.05）（圖1A）。與NC組相比，DM組和DME組大鼠8周游泳運(yùn)動(dòng)干預(yù)后HOMA-IR顯著增加（P＜0.01），DME組的HOMA-IR較DM組顯著下降（P＜0.05）（圖1B）。與NC組相比，8周游泳運(yùn)動(dòng)干預(yù)后DM組和DME組大鼠口服糖耐量測(cè)試AUC面積顯著增加（P＜0.01），DME組AUC面積較DM組顯著下降（P＜0.05）（圖1C）。

圖1 各組大鼠空腹血糖、胰島素抵抗指數(shù)和口服糖耐量測(cè)試曲線(xiàn)下面積的變化

2.2 各組大鼠IRS-IRS-1 1、p-IRS--IRS-1 1和GLUTGLUT4 4蛋白表達(dá)的變化

與NC組相比，DM組p-IRS-1/IRS-1比值和GLUT4蛋白表達(dá)顯著下降（P＜0.01），DME組較DM組p-IRS-1/IRS-1比值和GLUT4蛋白表達(dá)顯著增加（P＜0.01）（圖2A和B）。

圖2 各組大鼠腓腸肌IRS-1、p-IRS-1和GLUT4蛋白表達(dá)的變化

2.3 各組大鼠腓腸肌AMPKAMPK、p-AMPK-AMPK、SIRTSIRT1 1和PGC-PGC-1 1α 表達(dá)的變化

與NC組相比，DM組p-AMPK/AMPK比值、SIRT1和PGC-1α蛋白表達(dá)顯著降低（P＜0.01）。8周運(yùn)動(dòng)干預(yù)后，DME組較DM組p-AMPK/AMPK比值、SIRT1和PGC-1α蛋白表達(dá)顯著增加（P＜0.05，P＜0.01）（圖3A和B）。

圖3 各組大鼠腓腸肌AMPK、p-AMPK、SIRT1和PGC-1α表達(dá)的變化

2.4 各組大鼠腓腸肌自噬相關(guān)蛋白表達(dá)的變化

與NC組相比，DM組Atg7、Beclin1蛋白表達(dá)及LC3-Ⅱ/Ⅰ比值顯著下降（P＜0.05，P＜0.01和P＜0.01），p62蛋白表達(dá)顯著增加（P＜0.01）。DME組較DM組Atg7、Beclin1蛋白表達(dá)及LC3-Ⅱ/Ⅰ比值顯著增加（P＜0.01，P＜0.01和P＜0.05），p62蛋白表達(dá)顯著降低（P＜0.01）（圖4A和B）。

圖4 各組大鼠腓腸肌自噬相關(guān)蛋白表達(dá)的變化

2.5 各組大鼠腓腸肌凋亡相關(guān)蛋白表達(dá)的變化

與NC組相比，DM組Bcl-2蛋白表達(dá)和Bcl-2/Bax比值顯著下降（P＜0.01），Bax蛋白表達(dá)顯著增加（P＜0.05）；DME組較DM組Bcl-2蛋白表達(dá)和Bcl-2/Bax比值顯著增加（P＜0.01），Bax蛋白表達(dá)顯著下降（P＜0.05）（圖5A和B）。

3 討論

骨骼肌是胰島素刺激葡萄糖攝取的主要器官，其胰島素抵抗是導(dǎo)致糖尿病患者高血糖的主要原因之一[13]。研究證實(shí)AMPK信號(hào)通路及自噬在骨骼肌胰島素抵抗方面發(fā)揮重要調(diào)控作用，然而有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)對(duì)AMPK/SIRT1/PGC-1α信號(hào)通路和自噬的影響及在改善T2DM骨骼肌胰島素抵抗中的作用研究較少。本研究通過(guò)對(duì)8周高糖高脂和一次小劑量STZ腹腔注射聯(lián)合誘導(dǎo)的 T2DM大鼠進(jìn)行8周無(wú)負(fù)重游泳運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)游泳運(yùn)動(dòng)干預(yù)顯著改善T2DM大鼠空腹血糖、HOMAIR水平和口服糖耐量面積，增加了腓腸肌AMPK/SIRT1/PGC-1α信號(hào)通路與自噬相關(guān)蛋白活性，顯著抑制促凋亡蛋白活性，提示長(zhǎng)期規(guī)律性運(yùn)動(dòng)對(duì)T2DM大鼠骨骼肌胰島素抵抗的改善可能與AMPK/SIRT1/PGC-1α信號(hào)通路和自噬激活，抑制骨骼肌細(xì)胞凋亡有關(guān)。

圖5 各組大鼠腓腸肌凋亡相關(guān)蛋白表達(dá)的變化

3.1 游泳運(yùn)動(dòng)對(duì)骨骼肌葡萄糖代謝和胰島素抵抗的改善作用

骨骼肌作為機(jī)體葡萄糖代謝的主要場(chǎng)所，其葡萄糖的攝取與胰島素信號(hào)傳導(dǎo)通路功能密切相關(guān)。胰島素受體底物1（insulin receptor substrate 1，IRS-1）是一種具有高度保守性的磷酸酪氨酸酰基蛋白，在肝臟、骨骼肌和胰島β細(xì)胞等與葡萄糖代謝密切相關(guān)的組織中廣泛表達(dá)。IRS-1參與多種胰島素生物調(diào)節(jié)過(guò)程，在胰島素信號(hào)胞內(nèi)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中發(fā)揮重要作用。當(dāng)胰島素與其受體α亞單位結(jié)合后，誘發(fā)β亞單位酪氨酸殘基磷酸化，激活胰島素受體中的酪氨酸激酶，已激活的酪氨酸激酶使IRS-1酪氨酸快速磷酸化，并激活磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidylinositiol 3-kinase，PI3K），誘導(dǎo)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4（glucose transporter 4，GLUT4）向質(zhì)膜轉(zhuǎn)移，促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞，參與葡萄糖代謝調(diào)節(jié)[14]。Stuart等發(fā)現(xiàn)，胰島素敏感性受損的肥胖及胰島素抵抗患者骨骼肌IRS-1磷酸化（phospho-IRS-1，p-IRS-1）水平和GLUT4蛋白活性降低，規(guī)律性運(yùn)動(dòng)后骨骼肌p-IRS-1水平和GLUT4蛋白活性增加，骨骼肌胰島素敏感性改善[15]。本研究中，8周游泳運(yùn)動(dòng)提高了T2DM大鼠腓腸肌p-IRS-1和GLUT4蛋白表達(dá)，結(jié)合空腹血糖、HOMA-IR水平和口服糖耐量測(cè)試結(jié)果，再次證明規(guī)律性運(yùn)動(dòng)對(duì)于改善T2DM患者機(jī)體葡萄糖代謝和胰島素抵抗起到重要作用[1]。

3.2 游泳運(yùn)動(dòng)對(duì)骨骼肌AMPK/SIRT/SIRT1 1/PGC-/PGC-1 1α 信號(hào)通路的影響

AMPK、SIRT1和PGC-1α構(gòu)成機(jī)體能量感知系統(tǒng)參與機(jī)體能量調(diào)控，在改善骨骼肌胰島素抵抗中發(fā)揮重要作用[3]。Goh等發(fā)現(xiàn)，T2DM個(gè)體骨骼肌中AMPK、SIRT1和PGC-1α表達(dá)下降，而口服白藜蘆醇后上述蛋白活性增加，骨骼肌胰島素抵抗得到顯著改善[16]。運(yùn)動(dòng)或肌肉收縮會(huì)導(dǎo)致AMP/ATP比值增加激活A(yù)MPK，激活后的AMPK可通過(guò)磷酸化激活SIRT1，直接或間接對(duì)胰島素信號(hào)通路進(jìn)行調(diào)控，在改善機(jī)體糖脂代謝和外周胰島素抵抗、維持β細(xì)胞質(zhì)量中發(fā)揮重要作用[17]。PGC-1α作為一種輔助因子，在心臟、骨骼肌和肝臟等能量需求高的組織中高度表達(dá)，廣泛參與糖脂代謝、細(xì)胞能量代謝、氧化應(yīng)激和炎癥等多種生理活動(dòng)調(diào)控[18]。研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病患者骨骼肌中PGC-1α表達(dá)降低，提示骨骼肌葡萄糖抵抗可能與PGC-1α調(diào)控的能量代謝紊亂有關(guān)[19]。而運(yùn)動(dòng)可通過(guò)激活A(yù)MPK和SIRT1等多種細(xì)胞因子提高PGC-1α的轉(zhuǎn)錄活性，在降低體重、提高胰島素敏感性等方面發(fā)揮重要作用[20]。在對(duì)AMPK、SIRT1和PGC-1α間的相互關(guān)系及其在骨骼肌胰島素抵抗中的作用研究中發(fā)現(xiàn)，包括二甲雙胍在內(nèi)的多種抗糖尿病藥物對(duì)骨骼肌細(xì)胞胰島素敏感性的改善與AMPK、SIRT1和PGC-1α激活有關(guān)[21]。本研究中，8周游泳運(yùn)動(dòng)干預(yù)后T2DM大鼠腓腸肌p-AMPK/AMPK比值、SIRT1和PGC-1α蛋白表達(dá)顯著增加，結(jié)合空腹血糖、HOMA-IR水平、口服糖耐量面積以及胰島素作用信號(hào)通路相關(guān)蛋白表達(dá)結(jié)果來(lái)看，運(yùn)動(dòng)刺激具有抗糖尿病藥物的相關(guān)特性，其對(duì)腓腸肌胰島素抵抗的改善可能與運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)AMPK、SIRT1和PGC-1α蛋白表達(dá)密切相關(guān)，本研究結(jié)果與Oliveira NR等的研究結(jié)果一致[22]。

3.3 游泳運(yùn)動(dòng)對(duì)骨骼肌自噬與凋亡的影響

基礎(chǔ)水平自噬維持細(xì)胞生存和功能，而自噬障礙則導(dǎo)致細(xì)胞功能紊亂和活力下降并誘發(fā)細(xì)胞凋亡，引起包括T2DM在內(nèi)的多種疾病[23]。大量研究發(fā)現(xiàn)，肥胖和葡萄糖耐量受損患者骨骼肌自噬功能下降，而運(yùn)動(dòng)干預(yù)通過(guò)激活自噬，改善骨骼肌胰島素敏感性[24]。本研究中，與NC組相比，DM組腓腸肌自噬相關(guān)蛋白7（autophagy related 7，Atg7）和Beclin1（酵母自噬基因Atg6的同源基因）表達(dá)、Ⅱ和Ⅰ型微管相關(guān)蛋白1輕鏈3（microtubule-associated protein lightchain，LC3）的比值（LC3-Ⅱ/Ⅰ）顯著下降，p62（sequestosome 1）蛋白表達(dá)顯著增加，說(shuō)明DM組大鼠腓腸肌自噬水平下降，而8周運(yùn)動(dòng)干預(yù)后T2DM大鼠腓腸肌Atg7、Beclin 1表達(dá)和LC3-Ⅱ/Ⅰ比值顯著增加，p62表達(dá)顯著降低，提示運(yùn)動(dòng)激活T2DM大鼠腓腸肌自噬功能。自噬與凋亡相互影響和制約，兩者間的平衡在維持機(jī)體穩(wěn)定中發(fā)揮重要作用，因此在研究自噬對(duì)機(jī)體功能影響時(shí)，需要充分考慮凋亡水平的變化。B淋巴細(xì)胞瘤-2（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）和Bax均屬Bcl-2蛋白家族成員，Bcl-2可阻斷促凋亡蛋白進(jìn)入線(xiàn)粒體，減弱凋亡信號(hào)通路，Bax通過(guò)與Bcl-2形成同源二聚體或異源二聚體的形式抑制Bcl-2抗凋亡作用，從而促使細(xì)胞凋亡[25]。在研究細(xì)胞抗凋亡和促凋亡兩種力量對(duì)比中常用Bcl-2/Bax比值進(jìn)行評(píng)價(jià)，該比值增加說(shuō)明抗凋亡能力較強(qiáng)，促凋亡能力降低。糖尿病患者骨骼肌Bcl-2和Bax表達(dá)分別下降和上升，說(shuō)明骨骼肌細(xì)胞凋亡水平增加[26]。本研究中，T2DM大鼠腓腸肌Bcl-2表達(dá)和Bcl-2/Bax比值降低，Bax表達(dá)增加，提示T2DM大鼠腓腸肌凋亡水平增加。而8周運(yùn)動(dòng)干預(yù)后T2DM大鼠腓腸肌抗凋亡能力顯著增強(qiáng)。結(jié)合自噬相關(guān)蛋白檢測(cè)結(jié)果，運(yùn)動(dòng)干預(yù)對(duì)T2DM大鼠腓腸肌抗凋亡能力的改善可能與自噬功能提高或改善有關(guān)。該研究結(jié)果與Zhang等研究結(jié)果相一致，在其研究中自噬激活后抑制了高糖誘導(dǎo)的血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡[27]。

目前，已有研究發(fā)現(xiàn)，AMPK/SIRT1/PGC-1α信號(hào)通路對(duì)多種組織和細(xì)胞自噬功能具有激活或改善作用。AMPK激活后可通過(guò)磷酸化ULK1（unc-51-like autophagy-activating kinase 1）、負(fù)向調(diào)控哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白復(fù)合體 1（mammalian target of rapamycin complex 1，mTORC1）及調(diào)控多種轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)參與自噬調(diào)節(jié)[28，29]。Lee等研究發(fā)現(xiàn)，SIRT1基因缺陷小鼠與Atg5基因敲除小鼠相似，具有骨骼肌內(nèi)受損細(xì)胞器增多的現(xiàn)象，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)SIRT1對(duì)自噬的調(diào)控是通過(guò)乙?；せ畎ˋtg7等多種自噬相關(guān)蛋白實(shí)現(xiàn)的[30]。高糖培養(yǎng)的H9C2心肌肥大細(xì)胞自噬功能受損、線(xiàn)粒體形態(tài)和功能異常，而黃連素（100 nM/L）可通過(guò)激活A(yù)MPK/SIRT1/PGC-1α信號(hào)通路誘導(dǎo)線(xiàn)粒體生物發(fā)生并恢復(fù)自噬功能[31]。高糖培養(yǎng)的大鼠胰島素瘤細(xì)胞（insulinoma cell line，INS-1）活性和葡萄糖刺激胰島素分泌能力下降，二甲雙胍（5 μmol/L）通過(guò)激活A(yù)MPK/SIRT1/PGC-1α信號(hào)通路激活和誘導(dǎo)自噬對(duì)上述現(xiàn)象具有逆轉(zhuǎn)作用[32]。還有研究發(fā)現(xiàn)，AMPK/SIRT1/PGC-1α信號(hào)通路可提高骨骼肌自噬功能，對(duì)地塞米松誘導(dǎo)的骨骼肌功能紊亂具有顯著改善作用[33]。此外，蛇葡萄素對(duì)D-半乳糖誘導(dǎo)的衰老性大鼠肌萎縮的預(yù)防機(jī)制與其誘導(dǎo) AMPK、SIRT1和PGC-1α表達(dá)和自噬激活有關(guān)[34]。最近，Kwon研究指出，長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)可激活骨骼肌自噬功能，增加骨骼肌葡萄糖攝取和胰島素敏感性，其機(jī)制與AMPK/SIRT1/PGC-1α信號(hào)通路激活有關(guān)[35]。由此可見(jiàn)，運(yùn)動(dòng)、AMPK/SIRT1/PGC-1α信號(hào)通路、自噬與胰島素抵抗的改善存在潛在的調(diào)控作用，然而目前其確切調(diào)控作用并未完全闡明，因此，尚需繼續(xù)深入研究。

4 結(jié)論

8周高糖高脂飲食結(jié)合小劑量STZ腹腔注射誘導(dǎo)的T2DM大鼠具有葡萄糖代謝紊亂和胰島素抵抗的顯著特點(diǎn)。8周游泳運(yùn)動(dòng)可能通過(guò)激活A(yù)MPK/SIRT1/PGC-1α信號(hào)通路和自噬，上調(diào)骨骼肌胰島素信號(hào)通路，從而有效改善葡萄糖代謝紊亂和骨骼肌胰島素抵抗。