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运动改善胰岛素抵抗相关分子机制的研究进展 扬州大学体育学院运动人体科学 梁丹丹 1. 胰岛素抵抗(IR)的概念 2.可能引起IR的因素 3.运动影响脂肪细胞因子改善IR 4.运动作用于胰岛素信号转导改善IR 5.运动提高GLUT4改善IR 6.其他可能分子机制 7.小结与展望 1.胰岛素抵抗的概念 胰岛素抵抗（insulin resistance IR）指组织细胞对生理浓度胰岛素生物反应性不敏感或无反应,是单位胰岛素生物效应的降低。通常需要比正常更高的血浆胰岛素水平才能完成其生物学作用，常引起代偿性高胰岛素血症。胰岛素抵抗与许多疾病相关，包括2型糖尿病、冠心病、高血压等。 2.可能引起IR的因素 IR的病因有导致综合症形式IR的遗传因素和环境因素，后者包括：饮食，缺乏运动，衰老，吸烟和一些药物的应用。最主要的因素还是由遗传和环境因素引起的肥胖，尤其是内脏性肥胖(visceral obesity)，释放过量FFA，促进IR的发展，同时脂肪组织释放的多种激素和细胞因子也能促进IR的形成。相反的，减少热量摄入、减轻体重和运动锻炼都能提高胰岛素的敏感性，改善胰岛素抵抗。 3.运动可通过影响脂肪细胞因子改善IR 参与IR形成的脂肪细胞因子包括FFA、TNF-α、脂联素(adipnectin)、抵抗素(resistin)、瘦素(leptin)、MCP-1、IL-6、IL-10等。 3.1运动对FFA和TNF-α的影响 FFA和TNF-α可通过多种途径影响胰岛素的作用和糖的正常代谢，合理运动可明显改善肥胖，减少内脏周围脂肪组织从而减少FFA和脂肪性TNF-α的产生，相应的从多途径改善胰岛素抵抗。研究表明腹部脂肪的增加和肌肉量的减少与IR有着密切联系，运动减少向心性肥胖能预防或减轻胰岛素抵抗，受试者经过几个月的负重训练，葡萄糖刺激的胰岛素反应明显下降，而糖耐量没有明显改变，胰岛素的清除也加强，胰岛素敏感性明显增强。 3.2 运动对脂联素的影响 脂联素能通过不同机制提高胰岛素敏感性。在肝中，其能降低脂肪酸氧化，减少脂滴合成和FFA的摄取，并通过下调酶活性降低糖异生。在骨骼肌中其能促进葡萄糖和FFA的氧化。Yamauchi等研究了在胰岛素敏感性改变的小鼠中脂联素表达下降与胰岛素抵抗的相关性。通过降低肥胖鼠肌肉和肝脏中甘油三酯的浓度,脂联素可减轻胰岛素抵抗。Isobe等发现，大鼠通过每周2天，每天30m/min的速度跑台60min，血浆脂联素的水平上升了1.5倍，同时运动能够调整脂联素受体mRNA的表达，可提高骨骼肌中葡萄糖的摄取和脂肪酸氧化，有助于改善胰岛素抵抗，但其改变血浆脂联素水平的程度取决于运动的类型。 3.3 运动对瘦素的影响 研究认为瘦素能保证正常的胰岛素敏感性，主要由白色脂肪组织分泌，是能量充足的信号，作用于下丘脑能抑制食欲、增加能量消耗。因此能提高胰岛素的敏感性。运动可影响脂肪组织ob-mRNA的表达，，虽然急性运动影响血瘦素水平存在一定争议，但大多数研究表明长期运动训练能够下调血瘦素水平。 研究结果显示血瘦素水平降低且与训练时间显著相关。同时有研究表明运动能提高瘦素受体的蛋白水平和基因表达水平。 因此耐力运动能降低血清瘦素水平以维持机体自身体质量稳定和能量平衡，同时也改善机体对瘦素敏感性。 3.4 运动对抵抗素的影响 抵抗素是2000年由美国宾夕法尼亚州大学医学院科学家Steppan等发现的一种由脂肪细胞分泌的新的激素,其作用是对抗胰岛素,使血糖水平升高。 Azuma等进行的研究表明肥胖者血浆水平抵抗素明显高于瘦者，部分受试者经过1年半运动加节食后再次检测，其中体重减轻者抵抗素水平下降，而体重减轻小于1kg者或体重增加者抵抗素水平上升，可以看出血浆抵抗素与BMI变化呈正相关。 4. 运动对胰岛素信号转导的影响 4.1正常的胰岛素信号转导通路 胰岛素与骨骼肌细胞膜上胰岛素受体的α亚基结合，受体自身磷酸化并使受体β亚基酪氨酸蛋白激酶活化，诱导胰岛素受体底物-1(IRS-1)酪氨酸残基磷酸化，进一步激活磷脂酰肌醇3-激酶(PI3-K)途径或Ras-丝裂素原激活蛋白激酶(MAPK)途径。 PI3-K由P110的催化亚基及P85的调节亚基构成，通过活化下游信号分子调节葡萄糖转运及代谢。MAPK是一类分布在胞浆中具有丝氨酸和酪氨酸双重磷酸化能力的蛋白激酶。目前真核细胞中有四条信号传导通路包括ERK2、JNK、p38MAPK和ERK5，研究表明前三种都参与了骨骼肌中胰岛素的信号传递。 4.2 胰岛素抵抗时信号通路传导异常 胰岛素信号传导异常 4.3 运动改善胰岛素的细胞信号转导 IRS-1 大鼠在运动l天后l6h，骨骼肌中IRS-l蛋白表达无改变，但酪氨酸磷酸化增强。而运动5天