AMPK与胰岛素抵抗

糖代谢是物质代谢的基础,运动中骨骼肌糖代谢水平直接影响机体运动能力。近年来研究发现,腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)作为能量代谢变化的感受器能够被运动中ATP/AMP的比值变化所激活,并能直接改善骨骼肌胰岛素抵抗,对机体运动能力有重要的影响。同时AMPK的长期激活可能参与了运动训练引起的胰岛素敏感性增加的调节,虽然其机制尚不清楚。本文通过文献检索法对运动中AMPK的激活机制及其在改善胰岛素抵抗过程中的作用及机制进行综述。     

运动通过调节SCFAs延缓衰老及其作用机制的研究进展

短链脂肪酸(SCFAs)作为肠道菌群的代谢产物,其水平失衡与衰老以及增龄相关疾病的发生发展关系密切。本文通过归纳、总结近年运动与老年人产SCFAs菌群相关的研究,系统论述运动对SCFAs的影响,以及SCFAs介导运动延缓衰老可能的作用机制。结果显示：运动能优化老年人肠道菌群组成,使产SCFAs菌群占比增加,促进SCFAs产生;运动调控SCFAs延缓衰老的分子机制可能涉及炎症反应、糖脂代谢及细胞自噬等多个方面。(1)炎症状态缓解：SCFAs激活GPR41/GPR43或HDAC抑制NF-κB通路,降低炎症因子水平,缓解炎性衰老。(2)改善糖脂代谢：SCFAs一方面通过GPR41/GPR43受体促进PYY、GLP-1和瘦素释放,加速血糖被骨骼肌或脂肪组织摄取利用;另一方面介导AMPK通路抑制肝脏糖异生,同时通过AMPK通路上调脂肪组织UCP-1/UCP-2等产热蛋白或ATGL等脂解蛋白表达,促进脂肪氧化与分解。(3)影响细胞自噬：SCFAs可经由AMPK/mTOR或PI3K/Akt/mTOR通路调控细胞自噬,改善衰老相关疾病病程。本文以SCFAs为切入点,对运动调控SCFAs表达进而延缓衰老...     

Irisin:新的运动因子?

运动因子是在运动过程中由骨骼肌产生并分泌到血液循环中的物质,是骨骼肌与运动器官之间的"桥梁"。鸢尾素(Irisin)是过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子(PGC-1α)依赖性肌肉因子,其主要生理功能包括促进白色脂肪组织(white adipose tissue,WAT)向棕色脂肪组织(brown adipose tissue,BAT)转变、改善胰岛素敏感性、参与骨代谢,加速成熟成骨细胞向骨髓基质细胞的转化以及改善大脑功能等。研究表明,在上述领域中,运动干预会引起Irisin表达发生变化。本文将深入讨论Irisin是否符合运动因子的判断标准,并总结不同模式的运动干预对Irisin表达的影响,以便为Irisin与运动因子之间的关系提供新的视角。     

AMPK在机体糖脂代谢中的作用

AMP激活的蛋白激酶(AMPK)是一种广泛参与调节细胞代谢的激酶,被称为"能量感受器".一旦胞浆中AMP/ATP比例升高,或其它因素激活AMPK时,AMPK可增强葡萄糖摄取和利用,以及脂肪酸氧化,产生更多能量;同时抑制葡萄糖异生、脂质合成及糖原合成等通路,减少能量消耗,从而使细胞能量代谢保持平衡.AMPK参与调节包括胰岛β细胞、肝脏、骨骼肌和脂肪在内的多种外周组织的糖脂代谢过程.本文旨在总结并讨论AMPK在机体主要糖脂代谢器官中的作用,并重点分析其在治疗胰岛素抵抗和2型糖尿病中的潜在作用.     

补糖和/或刺五加对大鼠运动后骨骼肌细胞AMPK蛋白表达的影响

目的:研究补糖和刺五加对大鼠运动后骨骼肌细胞的AMP激活蛋白激酶(AMPK)蛋白表达的影响及其恢复期的时相性变化。方法:128只SD大鼠大鼠随机分为训练对照组(C组)、训练补糖组(G组)、训练补刺五加皂甙组(A组)和训练补糖补刺五加皂甙组(GA组)四大组,补糖和刺五加均在运动后0.5 h内灌胃给予。根据运动前和运动后不同时间(0 h,4 h,12 h)采样,共分为16小组(n=8)。采用Western blot方法分析骨骼肌的AMPK蛋白含量。结果:①运动后骨骼肌的AMPK蛋白表达量上调,运动后即刻最高(209.23±21.32),随后逐渐恢复;②补药显著地提高了机体在消耗糖原运动后即刻和4 h后的股四头肌AMPK蛋白含量(225.11±20.58和186.31±15.26vs195.19±13.31和157.11±16.43),运动后12 h两组间没有差异;③补糖对骨骼肌AMPK的蛋白表达量的影响没有统计学意义;④补糖同时补药可提高运动后即刻和4 h后的股四头肌AMPK蛋白含量(217.96±19.25和191.86±14.69),但是运动后12h反而低于对照组(121.89±15.23vs137.92±16.01)。结论:运动可激活骨骼肌细胞AMPK,补充刺五加皂甙可上调运动后的AMPK蛋白表达,补糖则没有影响。     

脂联素的信号转导通路

脂联素是一种由脂肪组织分泌的胶原样蛋白,其能降低血浆游离脂肪酸,具有抗动脉粥样硬化、改善胰岛素抵抗、降血糖、抗炎等作用,但其作用机制尚不十分明确。近期,脂联素的两型受体AdipoR1／R2已经被克隆,脂联素可能是通过其受体激活过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR)和AMPK信号转导通路而发挥作用。     

运动对高脂饲料喂养大鼠骨骼肌和肝脏组织脂联素-脂联素受体-腺苷酸活化蛋白激酶通路的影响

目的：探讨运动影响高脂喂养大鼠骨骼肌和肝脏组织在腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）通路上的可能机制。方法：40只雄性SD大鼠随机分为4组（n=1 0）：正常对照组（C组）：正常饮食不运动;正常饮食运动组（E组）：正常饮食同时进行10周游泳运动;高脂饮食对照组（H组）：高脂饲料喂养不运动;高脂饮食运动组（HE组）：高脂饲料喂养同时进行10周游泳运动。采用实时荧光定量PCR检测大鼠骨骼肌和肝脏脂联系受体1（AdipoR1）,Adipo R2 mRNA表达,Western blot检测大鼠骨骼肌和肝脏腺苷酸活化蛋白激酶α（AMPKα）蛋白表达及磷酸化水平。结果：股四头肌AdipoR1 mRNA、肝脏AdipoR2 mRNA表达在H组显著低于C组（P<0.05）;HE组股四头肌和肝脏AMPKα（Thr172）磷酸化水平显著高于H组（P<0.05）,分别较H组高43.2%和51.1%。结论：高脂喂养导致大鼠骨骼肌和肝脏A dipoR1/R2 mRNA表达下调,运动提高了大鼠骨骼肌和肝脏AMPKα（Thr172）磷酸化水平。     

AMPK在机体骨骼肌运动代谢适应方面的研究进展

腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)作为机体细胞的"能量感受器",可通过激活其下游靶蛋白调节组织细胞糖、脂代谢过程。运动适应涉及机体多个系统和器官,其中骨骼肌在机体对运动产生的代谢适应方面的作用最为明显。运动作为对机体的一个刺激可活化组织细胞AMPK,本文将针对AMPK在机体组织对运动产生代谢适应方面的最新研究进展加以综述,以期为阐明运动防治代谢性疾病的机制提供理论依据。     

鸢尾素(Irisin)与能量代谢相关研究进展

Irisin是2012年被发现并报道的一种肌肉因子。Irisin在发现之初被确认具有促进白色脂肪组织的棕色化、加快机体能量消耗、调节能量代谢、并改善胰岛素抵抗的生物学作用。随后调查研究表明irisin在神经系统疾病,心血管疾病,非酒精性脂肪肝及肿瘤中也扮演了重要的角色。由于irisin的广泛活性,对其来源及其调控因素的探索可能会为疾病症状的改善提供途径。骨骼肌、白色脂肪组织等均能够合成并分泌irisin,而骨骼肌是其主要来源。骨骼肌分泌irisin活动受到运动、环境温度等因素的影响。其中运动对irisin分泌的影响是复杂的,如运动强度、持续时间、频率均与irisin血清浓度具有相关性,这也导致了不同运动过程使irisin血液水平展现不同变化。Irisin参与骨骼肌、脂肪、骨、胰腺的细胞增殖、分泌等活动。为了描述细胞中实现这些功能的物质基础,irrisin信号通路下游信号分子需要被探索,这类分子已报道的有AMPK、ERK、STAT3等。但是,目前irisin与PCG1α的关系,irisin受体的活性等问题还需要进一步实验的阐明。     

运动与健康:从运动健康效应评价到运动模拟药物开发

规律性耐力运动对收缩器官(骨骼肌)及远隔器官(心脏、脑、肝脏、脂肪等)均有健康促进效应。在骨骼肌中,运动通过调控PPARδ、AMPK、SIRT1及PGC-1α等一系列信号通路促进骨骼肌重塑。此外,收缩的骨骼肌合成"运动因子"(如IL-6、BDNF、Irisin等)并以内分泌方式释放入血,扩散并作用于远隔器官,是运动防治多种慢性疾病的重要途径。上述信号通路及"运动因子"成为开发"运动模拟"药物的靶向。本综述中,我们讨论了运动促进健康的生物学靶位及"运动模拟"药物开发的研究进展。     

Toll 样受体4在小于胎龄儿生后发生胰岛素抵抗的作用研究

目的:探讨Toll样受体4在小于胎龄儿生后发生胰岛素抵抗的作用。方法:建立动物模型,分为小于胎龄儿追赶生长组(S1组)、小于胎龄儿无追赶生长组(S2组)、适于胎龄儿组(AGA组)。生后4周和12周取血、肝脏和脂肪组织,检测血糖、胰岛素、甘油三酯、游离脂肪酸和总胆固醇,计算胰岛素抵抗指数(Homeostasis model assessment for insulin resistance index,HOMA-IR);ELISA法检测血清白介素-6、肿瘤坏死因子-α;实时定量RT-PCR法检测相同体质量肝脏和脂肪组织中Toll样受体4、髓细胞样分化因子88、核因子κB、肿瘤坏死因子-α和白介素-6 mRNA的表达。结果:与适于胎龄儿组和小于胎龄儿无追赶生长组相比,小于胎龄儿追赶生长组随年龄增长血糖、血清胰岛素、游离脂肪酸、甘油三酯和HOMA-IR逐渐增高(P0.05),相同体质量肝脏和脂肪组织中Toll样受体4、髓细胞样分化因子88、核因子κB、肿瘤坏死因子-α和白介素-6 mRNA表达量也逐渐升高(P0.05);肝脏和脂肪组织中Toll样受体4信号通路与胰岛素抵抗指数HOMA-IR呈显著正相关(P0.05),脂肪组织中的相关性显著高于肝脏组织(P0.05)。结论:SGA生后追赶生长者随年龄增长出现糖脂代谢异常;肝脏和脂肪组织Toll样受体4信号途径激活,诱发以TNF-α和IL-6为炎性介质的慢性炎症,促进胰岛素抵抗发生发展;脂肪组织在胰岛素抵抗发生发展中作用更强。     

TNFα对正常昆明小鼠骨骼肌和肝脏葡萄糖摄取的影响

目的观察肿瘤坏死因子α(TNFα)对正常昆明小鼠骨骼肌和肝脏葡萄糖摄取的影响。方法80只昆明小鼠随机分为高剂量连续注射组(TH组,n=20)、TNFα低剂量连续注射组(TL组,n=20)、TNFα高剂量一次注射组(T1组,n=20)和正常对照组(C组,n=20),以3H标记的2脱氧葡萄糖(2-DG)为示踪剂,观察各组非胰岛素刺激(基础)和胰岛素刺激的离体骨骼肌和肝脏葡萄糖摄取量的变化。结果1)正常昆明小鼠肝脏基础葡萄糖摄取量明显高于骨骼肌葡萄糖摄取量(P<0.01),肝脏胰岛素刺激的葡萄糖摄取量变化值明显低于骨骼肌葡萄糖摄取量变化值(P<0.01)。2)TH组和TL组骨骼肌和肝脏基础葡萄糖摄取量均明显高于C组(P<0.01),且TH组明显高于TL组(P<0.01)。3)TH组和TL组骨骼肌和肝脏胰岛素刺激的葡萄糖摄取量均明显低于C组(P<0.01),且TH组明显低于TL组(P<0.01)。4)T1组骨骼肌和肝脏无论基础还是胰岛素刺激的葡萄糖摄取量均与C组差异无显著性(P>0.05)。结论1)正常动物肝脏和骨骼肌葡萄糖摄取方式不同,骨骼肌葡萄糖摄取受胰岛素调控比肝脏强。2)TNFα抑制组织胰岛素刺激的葡萄糖摄取,但促进组织基础葡萄糖摄取。3)TNFα对组织葡萄糖摄取的影响,呈剂量和时间依赖性。     

甘草酸调控AMPK/ACC/SREBP信号通路改善胰岛素抵抗的机制

为了观察甘草酸对胰岛素抵抗的作用,探究其可能的机制,将50只C57BL/6J雄性小鼠随机分成正常组、模型组、甘草酸高剂量组、甘草酸低剂量组和二甲双胍组,每组10只。除正常组外,其余小鼠采用长期高脂饮食法,复制胰岛素抵抗模型,并给予相应药物进行干预。采用全自动生化仪测定小鼠血清中总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C);检测小鼠血糖和胰岛素的水平,观察其糖耐量和胰岛素耐量变化;Western blotting法检测肝脏腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)、磷酸化乙酰辅酸A羟化酶(ACC)和固醇调节元件结合蛋白(SREBP)的表达。结果表明:长期高脂饮食的小鼠TC、TG和LDL-C明显升高,空腹血糖、血清胰岛素水平均明显升高,糖耐量和胰岛素耐量出现异常,肝脏AMPK和ACC的磷酸化水平和SREBP表达下降,与正常组小鼠相比,具有极显著性差异(P0.01)。经药物干预后,甘草酸高、低剂量组和二甲双胍组小鼠体质量下降,TC、TG和LDL-C明显降低,空腹血糖和血清胰岛素降低,糖耐量和胰岛素耐量异常得到改善,AMPK和ACC的磷酸化水平和SREBP表达升高,与模型组小鼠相比,具有显著性差异(P0.01,P0.05)。因此,本研究表明:甘草酸能够改善长期高脂饮食诱导的胰岛素抵抗,其机制可能与其调节肝脏AMPK/ACC/SREBP通路有关。     

运动调节骨骼肌细胞葡萄糖摄取的研究进展

胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)是2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)的主要诱因,运动因其在改善骨骼肌胰岛素敏感性方面的显著作用,已被临床采用作为防治IR和T2DM的有效手段。运动能增加葡萄糖转运子4 (glucose transporter type 4,Glut4)的转位,而影响Glut4转位和葡萄糖摄取的途径包括胰岛素信号通路和肌肉收缩两大类。研究发现运动通过增加骨骼肌血流灌注、毛细血管募集、胰岛素信号途径和Sestrins-mTOR (mammalian target of rapamycin)信号通路而改善Glut4转位。因此,全面理解运动调节骨骼肌Glut4转位和葡萄糖摄取的分子机制对于揭示运动疗法防治糖代谢异常的机制具有重要意义。     

大鼠胰岛素抵抗形成中脂联素受体基因表达及运动的影响

目的:检测SD大鼠脂联素受体的分布,观察大鼠胰岛素抵抗(IR)形成中脂联素受体(Adipok)基因表达及运动的影响。方法:46只雄性SD大鼠随机分为4组(n=12),以高脂膳食喂养诱导IR,同时运动组实施10周游泳运动干预。结果:AdipoR1/R2mRNA分别在骨骼肌和肝脏高表达(P<0.05);H组骨骼肌AdipoR1和肝脏AdipoR2mRNA表达显著低于C组(P<0.05)。结论:骨骼肌和肝脏AdipoR1/R2mRNA表达的下调可能是高脂大鼠IR形成的机制之一,未观察到运动干预的显著影响。     

运动、肠道菌群代谢物——短链脂肪酸与骨骼肌代谢调控

寄生于人体的肠道菌群是一个高度动态化和个体化的复杂生态系统,受遗传、环境、饮食、年龄和运动等因素的影响,并通过其产生的代谢物与机体众多组织器官产生广泛的应答效应。短链脂肪酸(short chain fatty acid, SCFA)主要是由位于盲肠和结肠内的菌群以膳食纤维为底物发酵产生,其被吸收进入肠系膜上下静脉,随后汇入门静脉至肝。部分短链脂肪酸被肝作为糖异生和脂质合成的底物,剩余的短链脂肪酸以游离脂肪酸的形式经肝静脉进入外周循环。研究发现,运动可使产生SCFA的肠道菌群组分的丰度提高和参与调控SCFA生成的相关基因表达增加,使肠道中短链脂肪酸含量增加。由短链脂肪酸刺激结肠内分泌细胞合成分泌的胰高血糖素样肽1(glucagon like peptide-1, GLP-1)可促使胰岛B细胞合成分泌胰岛素,进而调节骨骼肌的葡萄糖摄取与糖原合成。此外,短链脂肪酸通过提高骨骼肌胰岛素受体底物1(insulin receptor substrate 1,IRS1)基因转录起始位点附近的组蛋白乙酰化水平,增强骨骼肌的胰岛素敏感性。同时,短链脂肪酸通过激活腺苷酸活化蛋白质激酶(AMP-activated protein kinase, AMPK)促进骨骼肌的脂肪酸摄取、脂肪分解和线粒体生物发生,抑制脂肪合成。本文就肠道菌群代谢物——短链脂肪酸概述、运动对产生短链脂肪酸的肠道菌群的影响和运动介导肠道菌群代谢物——短链脂肪酸对骨骼肌代谢调控机制的最新研究进展进行综述,为骨骼肌运动适应的新机制研究提供理论依据。     

骨骼肌脂肪异位沉积在高脂膳食诱导胰岛素抵抗中的作用

高脂膳食会引起机体摄入脂肪的增加,导致人体内过量的脂肪储存,甚至超过人体脂肪组织的储存能力,造成脂肪的异位沉积,即在肝脏和骨骼肌等糖代谢的重要组织积累。最近的研究表明,与肥胖相比,骨骼肌脂肪含量与胰岛素抵抗的发生相关性更高。骨骼肌是最大的糖代谢场所,约80%～90%的2型糖尿病的发病原因为骨骼肌胰岛素抵抗。因此,骨骼肌脂肪含量与胰岛素抵抗之间的关系成为最近研究的热点,本文综述了高脂膳食引起骨骼肌脂肪异位沉积,进而诱导产生骨骼肌胰岛素抵抗的主要机制的研究进展。     

AMPK及脂肪细胞因子调节胰岛素抵抗的研究进展

腺苷酸激活蛋白激酶(AMP-activated Protein Kina,AMPK)信号通路是调节细胞能量状态的中心环节,被称为"细胞能量调节器",在增加骨骼肌对葡萄糖的摄取、增强胰岛素(Insulins,Ins)敏感性、增加脂肪酸氧化以及调节基因转录等方面发挥重要作用.在整体水平,AMPK通过激素和脂肪细胞因子如瘦素、脂联素和抵抗素等调节能量的摄入和消耗.多种脂肪源性细胞因子表达异常与胰岛素抵抗(Insulin Resistance,IR)密切相关,而胰岛素抵抗又是Ⅱ型糖尿病发生的基础,并贯穿于Ⅱ型糖尿病发生发展的全过程.研究AMPK及脂肪细胞因子与胰岛素抵抗的关系,将为AMPK作为防治肥胖和Ⅱ型糖尿病提供新的药理学靶点.     

线粒体衍生肽MOTS-c生物学特性及病理生理功能

MOTS-c是一种新的线粒体衍生肽(mitochondrial-derived peptides, MDPs),能调节体内稳态,对机体有保护作用,可以靶向作用于骨骼肌、心肌、血清、脂肪等组织。MOTS-c直接连接线粒体与运动诱导的AMPK通路、TGF-β/Smad通路、AKT通路等信号通路,调控胰岛素敏感性和炎症反应,促进细胞内环境的稳定,从而改善衰老、肥胖、炎症、心血管等慢性疾病。本文探讨了MOTS-c的生物学特性以及其在运动健康促进中的作用。     

AMPK在胰岛素信号转导通路中的作用

单磷酸腺苷活化蛋白激酶(AMP-activated potein kinase,AMPK)作为一种细胞能量调节器,当细胞经历代谢应激反应时,伴随着细胞内AMP水平或AMP与ATP的比例升高,AMPK被AMP激活,其活化的结果导致脂肪酸氧化的增加以产生更多ATP;同时,抑制ATP消耗,综合效应是帮助细胞度过急性损伤,暂时保障细胞的存活。因为一些治疗2型糖尿病的药物通过激活AMPK而发挥作用,故AMPK被认为是各种潜在的和有效的抗糖尿病药物的靶效应器。5-氨基-4-氨甲酰咪唑核苷(5-amino-4-imidazolecarboxamide riboside,AICAR),进入细胞后被磷酸化变成ZMP,后者类似AMP也能够激活AMPK。因此,我们采用AICAR激活AMPK,观察活化的AMPK对脂肪细胞能量代谢及胰岛素信号途径的作用。结果显示,脂肪细胞中的AMPK被激活后,丙酰辅酶A(malonyl-CoA,一种脂肪酸氧化作用的抑制剂及脂肪酸合成的前体中间产物)浓度下降80%;在已分化的3T3-F442a脂肪细胞中,AICAR通过激活AMPK,增强胰岛素对Akt/PKB的激活和GSK3的磷酸化。相反,在AICAR预...