运动对脂联素影响的研究现状

运动对脂联素影响的研究现状范丽1（湖北大学体育学院；湖北武汉430062）摘要：脂联素是由白色脂肪组织合成的一种胶原质样蛋白，其在糖代谢和脂代谢方面有重要的作用。近几年对于脂联素的研究较多，但运动对脂联素的影响的研究较少。本文对近几年运动对脂联素水平的影响的综合分析,并探索了今后的研究的方向。关键词：脂联素；运动；脂肪组织；脂肪因子；胰岛素敏感性中图分类号：G808.1文献标识码：ATheimpactofexerciseonadiponectinResearchStatusfanli(P．Edepartment,hubeiuniversity；wuhan430062hubei)Abstract:Adiponectinissynthesizedbywhiteadiposetissueofacollagen-likeprotein,anditsglucosemetabolismandlipidmetabolismhaveanimportantrole.Inrecentyears,thestudyofadiponectinformore,butthemovementontheimpactofadiponectinfewstudies.Inthispaper,inrecentyearsofexerciseonadiponectinlevelsinacomprehensiveanalysisandtoexplorefutureresearchdirections.Keywords:adiponectin;movement;adiposetissue;fatfactor;insulinsensitivity最新的研究发现，脂肪组织不但是储存能量的器官，也是一个重要的内分泌器官，可分泌多种蛋白质，这些蛋白质被称为脂肪因子。几种重要的脂肪因子有：脂联素、瘦素、肿瘤坏死因子、白细胞介素-6纤溶酶原激活物抑制剂-1和脂肪细胞蛋白酶等。最新发现的脂肪因子有内脏脂肪素等，主要来自内脏的脂肪组织分泌。大部分的脂肪因子是由脂肪细胞分泌的，但其中有一些因子可能是由脂肪组织中其他种类的细胞分泌[1]。脂联素是由白色脂肪组织合成的一种胶原质样蛋白，其在糖代谢和脂代谢方面有重要的作用。大量研究已证实脂联素与胰岛素敏感性存在着密切的联系。【2】运动可以增加能量消耗，减少体脂含量，增加肌肉质量，对机体的内分泌产生影响，【3】对肥胖症和糖尿病的康复作用也得到了大量实验的证实。运动改善胰岛素抵抗及代谢综合征的作用可能与运动增加循环脂联素及肌肉中脂联素mRNA受体的表达有关。因此，运动对脂联素影响成为目前研究的热点。1脂联素的概述脂联素最初在人和鼠的体内被发现。人脂联素由244个氨基酸组成,分为4个部分:氨基端的信号序列、一段非同源序列、由22个重复单位组成的胶原结构域和羧基端的球形结构域,翻译1作者简介：范丽（1985－），女，湖北十堰，湖北大学2008级硕士研究生，研究方向为运动生物力学。电话：[phone]住址：5栋527E－mail：[e-mail]。后修饰为8种不同的同源蛋白。脂联素在血液循环中主要以三聚体、六聚体和高分子量聚合体(HMW)三种形式存在。这些构型的分子量从三聚体到高分子量复合体不等，此外，在循环中没有发现单体的存在[4]。电镜显示，三聚体呈球柄状结构,其中两个单体通过C端22位的胱氨酸形成的二硫键相连;六聚体由两个相邻的三聚体的球形结构域和一个单一的胶原柄组成;六聚体通过非共价键相互作用形成HMW。细胞实验发现三聚体可激活AMPKα,六聚体和HMW则作用于NF-κB途径,说明不同形式的脂联素对组织有不同的作用,各多聚体所占比例的不同可能与胰岛素敏感性相关[5]。2脂联素的作用及机制2.1脂联素的作用①对葡萄糖代谢的影响:Combs等[6]研究发现,脂联素可抑制内源性葡萄糖生成。其降糖机制:脂联素通过葡萄糖-6-磷酸酶的作用使葡萄糖产生输出减少,并不影响外周葡萄糖利用率、糖酵解和糖原合成。②对脂肪代谢的影响:Fruebis等[7]发现脂联素经蛋白酶水解产生的gAcrp30,可以降低高脂高蔗糖饮食后2～4h循环中游离脂肪酸和总胆固醇水平。静脉给予脂肪乳剂的同时给予gAcrp30,同样能促进循环中游离脂肪酸的清除,提示gAcrp30的作用不在于干扰肠道脂肪的吸收,而在于促进游离脂肪酸的清除。③增强胰岛素敏感性:Maedan等[8]研究揭示,低血浆脂联素水平的肥胖机体有显著低的外周糖利用率,补充脂联素后可使血糖下降和胰岛素敏感性增强。Berg等[9]报道,给纯合子小鼠注射重组Acrp30,使循环中Acrp30增加二三倍后,空腹葡萄糖水平可暂时下降,给予ob/ob、NOD(非肥胖糖尿病鼠)和链脲霉素处理后的小鼠同样注射Acrp30,也可终止高血糖的发生,并不伴有胰岛素水平的升高。④抗炎及抗动脉粥样硬化作用:脂联素通过在损伤血管处积聚抑制血管内皮细胞内黏附分子的表达和巨噬细胞中细胞因子的产生,抑制内皮炎症反应和平滑肌细胞增殖、抑制单核细胞和巨噬细胞的移动以及向泡沫细胞的转化来抑制炎症反应和动脉粥样硬化过程[10]。2.2脂联素的作用机制脂联素作用机制与其两个受体有关，分别为AdipoR1和AdipoR2，前者主要在骨骼肌中表达，通常与球型脂联素结合，后者主要在肝中表达，通常与全长型脂联素结合。Kadowaki等[11]人发现脂联素在骨骼肌和肝中均通过使ATP激酶和PPARα激活而产生作用，从而刺激脂肪酸的氧化，减少骨骼肌和肝脏中的甘油三酯含量。脂联素作用的另一个因素与其聚体形式有关，HMW可能与低聚体起着不同的作用。有研究发现，向小鼠体内注射HMW构型的脂联素可以降低小鼠血清葡萄糖的水平，而六聚体则没有这样的功能。[12]3运动与脂联素目前关于运动对脂联素影响的实验研究很少，且结论不一致。近几年，一些国内外学者在运动对脂联素影响这一方面的研究，集中在运动方式、运动频率及运动影响脂联素水平的机制等等。3．1一次性大强度运动对脂联素的影响一次性运动的研究结论很不一致,FergusonMA等[12]让健康男女进行功率自行车的练习,以65%VO2max(最大吸氧量)强度运动60min,未发现运动前和运动后即刻脂联素水平发生显著性变化;KraemerRR等[13]采用了30min大强度连续跑和递增强度间歇跑两种运动方案,发现运动后即刻两组受试者脂联素水平少量升高,但是作者在校正了运动引起的血浆量的变化后,则变化无显著性。JurimaeJ等[8,14～16]对高水平赛艇运动员进行了系列研究。在一次性大强度实验中,校正了血浆量变化后仍然观察到了运动员脂联素水平的变化。在另一个对大学赛艇队员的实验中,他们采用约同于个体无氧阈强度进行持续的双桨练习,运动后即刻脂联素水平无变化,而在恢复期30min则呈现显著升高(平均上升14.7%)。PunyadeeraC等人[17]的研究比较深入,他们进一步探讨了急性运动对脂联素影响的可能机制。由于推测脂联素能够通过刺激骨骼肌中血浆游离脂肪酸(FFA)的吸收和/或氧化,来达到调节血浆FFA的作用,因此他们把10个受试者分成两个运动组,即HFA组(正常禁食组,高FFA)和LFA组(药理干预抑制脂肪脂解组,低FFA)。设计对比在运动前,运动过程中和运动后恢复期等不同的时间点上,骨骼肌组织中血清脂联素浓度、FFA和甘油浓度,用间接量热法测定运动中的脂肪氧化率,并进行肌肉活检来检测脂联素受体1和2在骨骼肌里的mRNA表达，检测脂联素。两个运动组基线的血浆脂联素浓度平均为6.57±0.7mg/l和6.63±0.8mg/l,以50%ÛVO2max进行120min运动,运动中和运动后脂联素水平无明显的改变。因此他们认为,在急性运动中和运动后,不论FFA水平如何,脂联素浓度和脂联素受体1和受体2的mRNA在肌肉中的表达均未改变;脂联素在肌肉中丰富表达,且研究第一次显示脂联素在肌纤维膜中表达。在一次性实验研究中,JurimaeJ等[15]的研究更倾向于应用基础研究。他们对优秀赛艇运动员按照被选入国家队队员(SEL组,n=6)和落选的队员(N-SEL组,n=5)进行分组,比较他们基线上、24周后脂联素水平。实验采用2000m划船作为运动干预手段,发现两组基线脂联素水平无显著性差异,而24周后SEL组脂联素水平未发生显著变化,但是N-SEL组则出现明显下降(P0105),同时该组瘦素也显著下降。其他激素(生长素、儿茶酚氨、可的松等)的变化两组无差异。这些研究表明对持续时间较短的运动来说,运动对脂联素水平的调节与运动员训练水平有关,训练水平较低的运动员在运动后瘦素和脂联素下降[17]可能表示这些运动员机能恢复得不够充分。以往研究提示,今后在进行一次性运动对脂联素影响的研究时需要考虑的问题有:(1)一次性运动实验必须考虑血浆量变化造成的影响,并排除这一影响;(2)增加采血次数,以确定运动后脂联素水平是否存在延迟性变化;(3)必须计算能量吸收和消耗,以判断能量平衡在其中的作用。由以上研究结果，我们可以推测在全身大多数肌肉参与的、以个体无氧阈强度进行的短时间运动时,恢复期前30min脂联素反应敏感。3.2短期运动(≤16周)对脂联素的影响较多实验以肥胖和Ⅱ型糖尿病人为实验对象，BoudouP等[21]把16位Ⅱ型糖尿病的中年男性,随机分成训练组和控制组。训练包括8周功率自行车练习,其中每周两次有强度监控的耐力练习(75%VO2max强度，45min),并在每周两次耐力练习间进行一次阻力练习(85%VO2max强度的2min练习,间以50%VO2max强度的3min练习穿插进行5组练习)。结果发现,训练虽然没有减轻受试者体重,但是腹部脂肪减少了44%,大腿前外侧肌肉横断面增加24%,胰岛素敏感性改善58%。与对照组相比,训练组瘦素和脂联素水平没有显著变化。然而,训练组脂联素水平的变化与体重的变化显著相关(r=-0.76,P=0.03),而与胰岛素敏感性和腹部脂肪的变化关系无显著性。Kriketos等(2004)研究[4]超重中青年男性进行有氧运动训练,受试者年龄为(37.1±3)岁,运动前BMI为(30.7±0.7)kgPm2,VO2max为(48.4±0.8)mLPkg·瘦体重.运动强度为55%-70%VO2max以下,每次运动40min,每周4-5d,持续10周.结果发现,中等强度运动1周后就出现脂联素浓度升高,运动10周后仍然升高,提示中等强度运动训练可调节超重男性机体脂联素的表达和P或分泌。Fatouros等(2005)研究脂联素对老年超重男性在不同强度运动训练和停训后的反应.发现只有高强度组血浆脂联素浓度增加(P0.05),而且,训练引起的变化在停训后只有高强度组仍然存在.而且,脂联素增加的百分数也与BMI减少的百分数相关(P0.05)。因此,力量训练和停训可改变脂联素的反应,并与运动强度以及BMI的变化密切相关[14]。关于短期有氧运动改善胰岛素抵抗,影响2型糖尿病患者血浆脂联素水平的研究极少。Yokoyama(2004)研究未接受过胰岛素治疗的(54.2±12.6)岁2型糖尿病患者,进行3周的运动干预,在运动期间无药物处置.发现当胰岛素敏感性的改善主要由体脂减少获得时,脂联素对调节胰岛素作用可能具有重要作用.只有运动干预伴有体重或体脂减少时,运动可能间接增加血浆脂联素浓度,因为根据不同条件,脂联素改变胰岛素效应的作用是变化的.有必要进一步阐明脂联素调节重建胰岛素敏感性的机制[15].但是,Ryan等(2003)研究[16]超重和肥胖个体及缺乏运动的绝经女性进行有氧运动、力量训练减体重,适度减低体重时脂联素水平变化.结果发现进行6月减体重计划后,缺乏运动的超重和肥胖者(BMI=32±1kgPm2)和绝经期妇女(57±1)岁,体重,BMI,腰、臀围减少(P0.001),体脂从47%减到44%,总脂肪质量减少13%,而空腹血浆脂联素浓度无变化.因此,超重和肥胖绝经期妇女进行6个月有氧运动或力量训练适度减体重计划