（运动人体科学专业论文）运动对链脲佐菌素致糖尿病大鼠脂质代谢的影响.pdf

扬州人学硕士学位论文 摘要 流行病学资料已汪实血脂异常是糖尿病慢性并发症( 心脑肾血管疾病) 的主 要危险因素，而且脂质代谢紊乱又可以加重胰岛素抵抗，导致病情的进一步恶化， 因而认为脂质代谢紊乱可能是糖尿病及其并发症的原发性病理生理变化。研究发 现，糖尿病时【血浆l p l ( 脂蛋白脂酶) 活性、h l ( 肝脂酶) 活性和a s p ( 酰化刺激 蛋白) 功能的异常与脂质代谢紊乱密切相关。 运动疗法在糖尿病i 和i i i 级预防中的作用越来越受到医学界的重视，也是 近年来运动医学界的研究热点。大量研究已证实，运动可以改善糖尿病机体胰岛 素敏感性，控制病情进一步发展及预防糖尿病慢性并发症的发生。 本文通过研究运动对链脲佐菌素致糖尿病大鼠脂质代谢紊乱的影i 响，探讨 l p l 、h l 和a s p 在糖尿病脂质代谢紊乱中的作用；运动是否可以通过改善糖尿病 机体l p l 和h l 活性及a s p 的功能，从而改善糖尿病机体的脂质代访 紊乱，为运动 疗法改善糖尿病脂质代谢紊乱及预防其慢性并发症的发生发展提供理论依据：并 验证糖尿病时是否存在a s p 抵抗，为其治疗寻找新的靶点。 将4 0 只雄性s d 大鼠，随机分为四组( 每组1 0 只) ，即：正常对照组( c 组) ， 正常运动组( c s 组) ，糖尿病模型组( d 组) ，糖尿病模型+ 运动组( d s 组) 。c s 组和d s 组每f 7 同一时间进行6 0 m i n 的无负重游泳运动，每周五天，持续1 0 周。 测定血糖、血脂、血浆l p l 、h l 活性和a s p 含量，及血清胰岛素含量，并计算i s i 。 结果表明： 糖尿病模型组与证常对照组相比，周体重增加量、血清胰岛素含量和i s i 减 少，血糖、t g 、l d l 水平显著增加，h d l 有降低趋势，t c 有升高趋势，说明糖 尿病模型大鼠出现明显的脂质代谢紊乱症状。1 0 周游泳运动训练后，糖尿病模型 + 运动组与模型组相比：血清胰岛素、i s i 和h d l 显著增加，周体重增加量有增 高趋势：血糖、t g 、t c 和l d l 水平显著降低；但糖尿病模型+ 运动组血糖和l d l 仍然明显高于正常运动组和对照组，血清胰岛素含量明显低于正常运动组和对照 组。说明1 0 周的规律运动可以增加糖尿病机体胰岛素敏感性，改善糖尿病机体的 景志强运动对链脲佐菌素致糖尿病大鼠脂质代谢的影响! 脂质代谢紊乱，但与正常对照组和运动组大鼠相比还有差异。正常运动组和对照 组相比，周体重增加量降低，h d l 水平升高，说明经常规律运动可以保持体重平 稳，而且可以增加h d l 含量，预防肥胖和动脉粥样硬化等疾病的发生。 糖尿病模型组与正常对照组相比，血浆l p l 活性明显降低，h l 活性有升高 趋势。l o 周游泳训练后，糖尿病模型+ 运动组l p l 活性明显高于模型组，但仍低 于正常运动组和对照组；正常运动组l p l 活性明显高于正常对照组，说明糖尿病 伴有l p l 活性的下降，而且运动可以提高l p l 活性。糖尿病模型十运动组和正常 运动组的h l 活性分别较其非运动组下降，推测运动可能降低h l 的活性。 糖尿病模型组与正常对照组相比，血浆a s p 和血清f f a 浓度升高，而且相 关分析显示，糖尿病大鼠a s p 与l p l 和i s l 呈负相关，与f f a 和t g 呈f 相关； 晚明糖尿病机体a s p 作用效应比难常机体要低，可能存在a s p 抵抗。1 0 周游泳 训练后，糖尿病模型+ 运动组血浆a s p 和血清f f a 浓度较模型组明显降低；正常 运动组与正常对照组相比，血清f f a 浓度明显降低，血浆a s p 浓度有降低趋势， 但没有统计学意义。说明运动可以降低a s p 和f f a 的浓度，增加a s p 敏感性。 关键谲：耱尿瘸骀代谢l p lh la s p 运动 垫! ! ! 叁兰婴主堂垡堡塞 一6 a b s t r a c t e p i d e m i o l o g yd a t ah a sd e m o n s t r a t e dt h a tl i p i dp r o f i l ed i s o r d e r si so n eo ft h em a i n r i s kf a c t o r so fc h r o n i cs y n d r o m e ，a g g r a v a t i n gi n s u l i nr e s i s t a n c e ( i r ) t h e r ei s a h y p o t h e s i st h a tl i p i dp r o f i l ed i s o r d e r s i st h e p r i m a r yp a t h o l o g ya n dp h y s i o l o g y i n f e c t i o no fd i a b e t e sm e l l i t u s r e s e a r c hd e m o n s t r a t e dd i s o r d e r so f l i p o p r o t e i nl i p a s e ( l p l ) 、h e p a t i cl i p a s e ( h l ) a c t i v i t ya n da c y l a t i o ns t i m u l a t i n gp r o t e i n ( a s p ) i sc o r r e l a t i v ew i t hl i p i dp r o f i l ed i s o r d e r si nd i a b e t e sm e l l i t u s m o r ea n dm o r ea t t e n t i o nw a sp a i dt of u n c t i o no f k i n e s i t h e r a p yi nd i a b e t e s ia n d i i ip r e v e n t i o n i ti sa l s oo n eo f t h eh o t p o t si ns p o r t sm e d i c i n e l o t so f r e s e a r c hs h o w e d t h a te x e r c i s ec a ni m p r o v el i p i dp r o f i l ed i s o r d e r sa n dp r e v e n tc h r o n i cs y n d r o m e o u rr e s e a r c hi n v e s t i g a t e dt h ee f f e c to fe x e r c i s eo n l i p i dp r o f i l ed i s o r d e r si n s t r e p t o z o t o c i n i n d u c e dd i a b e t i cr a t s ，a n de x p l o r e dt h ef u n c t i o no fl p l 、h l 、a s pt o l i p i dp r o f i l ed i s o r d e r si nd i a b e t e sa n de f f e c to fe x e r c i s eo nt h e m i tm a y b ep r o v i d e a c a d e m i cp r o o fo fk i n e s i t h e r a p yi m p r o v i n gs t a t eo fd i a b e t e s ，f u r t h e r m o r ev e r i f y i n g w h e t h e rt h e r ee x i s t sa s pr e s i s t a n c ei nd i a b e t e sa n df i n d i n gn e w t a r g e tf o ri t st r e a t 4 0s dr a t si n c l u d i n ge x e r c i s es t zd i a b e t i cg r o u p ( d s ) ，a n dn o n - e x e r c i s es t z d i a b e t i cg r o u p ( d ) a n de x e r c i s en o r m a lg r o u p ( c s ) a n dn o n - e x e r c i s en o r m a lg r o u p ( c ) w e r eu s e di nt h es t u d y e x e r c i s eg r o u p sw e r et r a i n e dw i t hs w i m m i n gf o r10 w e e k s i n c r e a s eo f w e i g h tw e e k l y 、b l o o dg l u c o s e 、t r i g l y c e r i d e ( t g ) 、t o t a lc h o l e s t e r o l ( t c ) 、h i g h d e n s i t yl i p o p r o t e i n ( h d l ) 、l o w d e n s i t yl i p o p r o t e i n ( l d l ) 、f r e ef a r t y a c i d ( f f a ) 、l p l a c t i v i t y 、h l a c t i v i t y 、a s p 、b l o o d i n s u l i n a n d i n s u l i ns e n s i t i v i t y i n d e x ( 1 s i ) w e r em e a s u r e d t h er e s u l t ss h o w e d ： c o m p a r e dw i t hn o r m a lr a t s ，i n c r e a s eo f w e i g h tw e e k l y 、b l o o di n s u l i na n di n s u l i n s e n s i t i v i t y i n d e x ( i s i ) d e c r e a s e d b u t b l o o dg l u c o s e 、t r i g l y c e r i d e ( t g ) a n d l o w - d e n s i t y l i p o p r o t e i n ( l d l ) i n c r e a s e dm a r k e d l y , a n dh d lh a st h ed e c r e a s i n gt r e n d ，a n dl d lh a s t h ei n c r e a s i n gt r e n di nd i a b e t i cr a t s i ts h o w sl i p i dp r o f i l ed i s o r d e r si nd i a b e t i cr a t s 景忠强运动对链脲佐菌素致糖尿病火鼠脂质代谢的影响 ! a f t e r1 0w e e k ss w i m m i n ge x e r c i s e d sg r o u p sb l o o di n s u l i n 、i n s u l i ns e n s i t i v i t y i n d e x ( i s l ) a n dt t d li n c r e a s e d ，i n c r e a s eo fw e i g h tw e e k l ys h o w i n gi n c r e a s i n gt r e n d c o n t r a s t i n gw i t hdg r o u p ；h o w e v e r , b l o o ds u g a r 、t g 、t c 、l d ll e v e l d e c r e a s e d m a r k e d l y b u tb l o o ds u g a ra n dl d l o fd st e a mw e r es t i l lh i g h e rt h a nca n dc sg r o u p m a r k e d l y ，a n db l o o di n s u l i nw a sl o w e rt h a nca n dc sg r o u pm a r k e d l y ；c sg r o u p s i n c r e a s eo fw e i g h tw e e k l yd e c r e a s e da n dh d ll e v e li n c r e a s e dc o n t r a s t i n gw i t hc g r o u p i ts h o w e dt h a te x e r c i s e c a ni n c r e a s es e n s i t i v i t yo fi n s u l i na n di m p r o v el i p i d p r o f i l ed i s o r d e r so fd i a b e t e s c o n t r a s t i n gw i t hn o r m a lr a t s ，l p la c t i v i t yr e d u c e da n dh ls h o w e dai n c r e a s i n g t r e n di nd i a b e t i cr a t s a f t e r10w e e k ss w i m m i n ge x e r c i s e ，l p la c t i v i t yo fd sg r o u pi s i n c r e a s i n g ，b u ti ss t i l ll o w e rt h a nca n dc sg r o u p s l p la c t i v i t yo f c sg r o u pi sh i g h e r t h a ncg r o u p a sf a ra sh la c t i v i t yi sc o n c e m e d ，c sa n dd sg r o u p ss h o w e d d e c r e a s i n gt r e n dc o n t r a s t i n gt o ca n ddg r o u p sr e s p e c t i v e l y i td e m o n s t r a t e dt h a t d e c r e a s i n gl p la c t i v i t ya n di n c r e a s i n gh la c t i v i t yc o m p a n yw i t hd i a b e t e sm e l l i t u s ， a n de x e r c i s ec a ni m p r o v et h e i rd i s o r d e r s c o m p a r e dw i t hn o r m a lr a t s b l o o da s pc o n c e n t r a t i o na n df f al e v e li n c r e a s e d m a r k e d l yi nd i a b e t i cr a t s a f t e r 10w e e k ss w i m m i n ge x e r c i s e ，a s pc o n c e n t r a t i o no f d sg r o u pi sd e c r e a s i n g ，b u ti ss t i l lh i g h e rt h a nca n dc sg r o u p s a s pc o n c e n t r a t i o no f c sg r o u ps h o w e dad e c r e a s i n gt r e n dc o n t r a s t i n gt ocg r o u p c sa n dd sg r o u p s f f a l e v e la r el o w e rt h a nca n ddg r o u p sr e s p e c t i v e l y s ow ec o n c l u d et h a tt h e r ee x i s t sa s p r e s i s t a n c ei nd i a b e t e s ，a n de x e r c i s ec a nr e d u c e a s pc o n c e n t r a t i o na n di m p r o v e s e n s i t i v 时o f a s p k e yw o r d s ：d i a b e t e sm e l l i t u sl i p i d p r o f i l e l p lh la s p e x e r c i s e 扬州大学硕e 学位论文 缩略词 d m 糖尿病 i s l 胰岛素敏感性指数 i r 胰岛素抵抗 i g t 糖耐量减低 s t z 链脲佐菌素 h s l 激素敏感性脂肪酶 l p l 腊蛋白脂酶 h l 肝脂酶 l c a t 卵磷脂胆固醇酰基转移酶 f f a 游离脂肪酸 t g 甘油三酯 t c 总胆固醇 c m 乳糜微粒 v l d l 极低密度脂蛋白 l d l 低密度脂蛋白 s l d l 小而密的低密度脂蛋白 h d l 高密度脂蛋白 p r o 脯氨酸 l e u 亮氨酸 p l 磷酯 a g e 糖基化终末产物 a s p 酰化刺激蛋白 p p a r 过氧化物酶体增殖物激活受体 d g a t 甘油二酯酰基转移酶 t z d 噻唑烷二酮 g l u t 葡萄糖转运载体 t n f 。肿瘤坏死因子 c o a 辅酶a p 1 3 k 三磷酸肌醇激酶 i r s 胰岛素受体底物 d a g 甘油二酯 p k c 蛋白激酶c m a p k 丝裂素原激活蛋白激酶 a m p 环磷酸腺苷 f a b p 脂肪酸结合蛋白 h s p g 硫酸肝素蛋白聚糖 a p o e 载脂蛋白e a p o b 载脂蛋白b l r p 低密度脂蛋白受体相关蛋白 a i c a r 氨基咪陛甲酞胺核苷酸 景志强运动对链脲佐菌素致糖尿病人鼠脂质代谢的影响 引言 随着经济的发展和人民生活水平的提高，以及食品加工业的日益发展，膳食 结构也不断地发生变化，因此多数国家的疾病谱和死亡谱也发生了很大的变化。 糖尿病己成为2 l 世纪世界上威胁健康的最大问题。其发病与不良环境因素及不健 康的生活方式有关，其发病慢，多见于成年人，特别是4 0 岁以后，且多伴有肥胖。 据世界卫生组织( w h o ) 估计，全球目前有超过1 5 亿糖尿病患者，到2 0 2 5 年这一数字将增加一倍。1 9 7 9 1 9 8 0 年我国第1 次调查成人患病率为l ，1 9 9 4 1 9 9 5 年第2 次调查成人患病率为2 5 ，另有糖耐量减低( i m p a i r e dg l u c o s e t o l e r a n c e ，1 g t ) 者2 5 。估计我国现有糖尿病患者约3 千万，据世界第2 位( 第 1 位为印度，第3 位为美国) 。糖尿病已成为发达国家中继心m 管病和肿瘤之后的 第三大非传染性疾病，给社会和经济带来沉重的负担，是严重威胁人类健康的世 界性公共卫生问题。为此卫生部早于1 9 9 5 年制定了国家糖尿病防治纲要以指导全 国的糖尿病防治工作，并于2 0 0 3 年1 1 月启动中国糖尿病指南的推广工作。 从防治角度来说，糖尿病是一种自我管理的疾病，通过糖尿病教育使患者的 知识，行为方式得到改善，方能有效提高患者的生活质量和延长寿命。通过适当 的运动可以起到控制糖尿病病情的作用，因此适宜的运动常常被推荐为一种非药 物治疗方式。本实验旨在研究运动对糖尿病机体脂质代谢的影响及其机制，为运 动疗法改善糖尿病脂质代谢紊乱及预防其慢性并发症的发生发展提供理论依据。 第一部分文献综述 糖尿病( d i a b e t e sm e l l i t u s ) 是一组由于遗传和环境因素相互作用而引起的临床 综合征。患者因胰岛素分泌绝对或相对不足，以及靶器官组织对胰岛素敏感性下 降引起糖、蛋白质、脂肪、水及电解质等一系列代谢紊乱，临床上以血糖及尿糖 增高为主要标志。久病会引起多系统损害，导致眼、肾、神经、心脏、血管等组 织的慢性进行性病变，引起功能缺陷及衰竭。病情严重或应激时可发生急性代谢 紊乱，如酮症酸中毒、高渗性昏迷等。 糖尿病的病因尚未完全阐明，目前公认糖尿病不是单一病因所致的疾病，而 扬州火学硕十学位论文 是复合病因的综合症。发病与遗传、自身免疫及环境因素有关。从胰岛b 细胞合 成和分泌胰岛素，经血循环到达体内各组织器官的靶细胞，与特异受体结合，引 发细胞内物质代谢的效应，在这整个过程中任何一环节发生异常均可导致糖尿病。 流行病学资料已证实，体育活动减少是糖尿病发病的独立危险因素，而且有 规律的运动可以延缓糖尿病病情的进一步发展，并可降低糖尿病慢性并发症发病 的危险性。 1 糖尿病与脂质代谢紊乱 糖尿病时由于胰岛素生物活性或其效应绝对或相对不足，葡萄糖在肝、肌肉 和脂肪组织的利用减少以及肝糖输出增多，导致血糖升高：在脂代谢方面，由于 胰岛素的效应不足，脂肪组织摄取葡萄糖及从血浆中移除甘油三酯减少，脂肪合 成减少；脂酶活性异常，脂蛋白代谢障碍，最终导致物质代谢紊乱。 经流行病学资料1 证实血脂异常是糖尿病慢性并发症( 心脑肾血管疾病) 的 主要危险因素，而且脂质代谢紊乱又可以加重胰岛素抵抗，导致病情的进一步恶 化。因而认为脂质代谢紊乱可能是糖尿病及其并发症的原发性病理生理变化，所 以在糖尿病的治疗过程中，对脂质代谢紊乱的治疗是不可忽视的。 糖尿病时脂质代谢紊乱主要表现在：生脂作用( 1 i p o g e n e s i s ) 减弱，脂解作用 ( 1 i p o l y s i s ) 增强，脂质代谢异常，以及f f a 浓度升高。典型脂谱表现为：游离 脂肪酸( f f a ) 、甘油三酯( t g ) 、低密度脂蛋白( l d l ) 和小而密的低密度脂蛋 白( s l d l ) 升高：高密度脂蛋白( h d l ) 降低；键后脂血症和过多的脂蛋白残粒 堆积。 1 1 生脂作用减弱 生脂作用( 1 i p o g e n e s i s ) 是指体内长链脂肪酸的净合成，即山乙酰辅酶a 经 过一系列步骤合成长链脂肪酸。这些长链脂肪酸再与甘油进行酯化反应生成甘油 三酯。生脂作用的酶系普遍存在于肝、肾、脑、肺、乳腺和脂肪组织，它们主要 利用葡萄糖代谢产生的乙酰辅酶a 来合成脂肪酸，所以生脂作用实质上就是将葡 萄糖转变为脂肪的过程。 景忠强运动对链脲佐菌素致糖尿病大鼠脂质代谢的影响 旦 胰岛素可以刺激生脂作用，其机制是多方面的。首先，它能促进葡萄糖的转 运，进入细胞，例如进入脂肪组织细胞，加速糖代谢产生丙酮酸和乙酰辅酶a 以 及磷酸甘油，乙酰辅酶a 有利于脂肪酸的合成，而磷酸甘油有利于脂肪酸的酯化 生成甘油三酯；其次，胰岛素可以激活脂肪酸合成的关键酶乙酰辅酶a 羧化 酶、脂肪酸合成酶等，促进脂肪酸的合成；再者，胰岛素具有对抗高血糖素的作 用，抑制脂肪分解，减少血浆f f a ，从而减少长链脂酰辅酶a 的浓度，后者是脂 肪酸合成的强烈抑制剂。糖尿病时胰岛素效应不足，导致生脂作用减弱。 1 2 脂解作用增强 脂解作用( 1 i p o l y s i s ) 是指储存的脂肪水解为甘油和脂肪酸的过程。它受激素 敏感性脂肪酶( h s l ) 的催化，顾名恩义，该酶对多种激素敏感，肾上腺索、高 血糖素、肾上腺皮质激素、甲状腺激素及垂体激素均可使h s l 活性增高促进储 存脂肪的水解，向血中释放脂肪酸( 称作脂动员，l i p i dm o b i l i z a t i o n ) ，而胰岛素 的作用恰与之对抗，减弱脂动员。糖尿病时此种对抗力量减弱，因而脂动员加强， 导致血中游离脂肪酸浓度升高。 1 3 脂质代谢异常 脂蛋白脂酶( l p l ) 和肝脂酶( h l ) 是体内参与脂蛋白代谢的两个关键酶， 糖尿病时机体出现的脂质代谢异常，与l p l 和h l 的活性异常有关。此外，糖尿 病的血脂异常不仅是脂蛋白数量的异常，由于非酶糖基化和氧化作用的增强，使 得脂蛋白质量也发生异常。 1 3 1 脂蛋白脂酶( l p l ) 1 3 1 1 脂蛋白腊酶的结构和功能 l p l 是一种肝外酶，由4 7 5 个氨基酸组成，分子量为6 0 k d ，通常以二聚体 形式存在于体内。人类脂蛋白脂酶基因位于第8 号染色体短臂( 8 p 2 2 ) ，该基因由 l o 个外显子和9 个内含子组成，前9 个外显子编码一个4 7 5 个氨基酸残基的前肽， 该前肽脱掉一个2 7 个氨基酸的信号肽后，形成4 4 8 个氨基酸的成熟肽【2 l 。l p l 由 扬州人学硕七学位论文 脂肪细胞、骨骼肌细胞、心肌细胞等实质细胞粗面内质网合成后穿过组织间隙， 转位于毛细血管内皮的腔面而发挥生理功能。只有存在于毛细血管腔表面内皮细 胞上的l p l ( 称为功能性l p l ) 才能与循环中的脂蛋白发生作用。主要功能是水 解血浆乳糜微粒( c m ) 和极低密度脂蛋白( v l d l ) 中的t g ，移除血循环中富 含t g 的脂蛋白，促进脂蛋白颗粒之间脂质与表面载脂蛋白交换，参与磷脂和载 脂蛋白向高密度脂蛋白的转移。新生的脂蛋白脂酶有三条出路：进入溶酶体被降 解，实验证明脂肪组织合成的脂蛋白脂酶有8 0 在溶酶体中被降解。结合于细 胞膜表面，形成自发分泌的脂蛋白脂酶。进入分泌囊泡，在接受分泌信号时快 速大量释放。 l p l 的含量或活性与其基因多肽性有关，研究发现 3 1 ，l p l 基因变异可通过 改变l p l 的脂解功能，从而影响富含t g 脂蛋白及其残粒的清除，导致异常脂质 血症及代谢紊乱的发生。例如内含子3 受位剪接点上游6b p 的c t 转换突变和外 显子5p r 0 2 0 7 _ l e u 突变，与高甘油三酯血症相关，可能是高甘油三酯血症的遗传 易感因子m j 。近年来的研究表明，l p l 基因非编码区存在多种遗传多态位点，其 中内含子6 区的p 和8 区的h i n d 位点影响体内的血脂水平，与高脂血症发生 可能有关即】。 1 3 1 2 脂蛋白脂酶与脂质代谢紊乱 l p l 的含量或活性改变，可影响t g 代谢和血浆脂蛋白的水平，形成异常的 脂质血症：包括高t g 和t c 血症和低h d l 血症。 l p l 的合成和分泌需依赖胰岛素的作用存在，胰岛素是l p l 的重要调节因素， 由于l p l 在各个组织的表达具有特异性，各个组织中的l p l 在机体脂质代谢中 的作用也不同，胰岛素对脂肪组织、骨骼肌、血浆等各种组织l p l 影响同样具有 特异性。 已有研究证明，胰岛素对脂肪组织l p l 的活性有刺激作用，外源性胰岛素可 增加脂肪组织l p l 活性。切除垂体的大鼠注射胰岛素7 d ，其脂肪组织l p l 活性 增加。有学者观察到动物进食以后l p l 活性升高，但在禁食状态下脂肪组织中 景忠强运动对链脲佐曲豪致糖尿病犬鼠脂质代谢的影响 l p l 活性迅速下降，认为这种变化受控于代谢状态，其中血浆胰岛素水平起主要 调节作用。体外实验观察到胰岛素对脂肪组织l p l 有直接作用：可提高脂肪细胞 表面的l p l 含量，促进l p l 自发性释放。研究发现胰岛素可以提高l p l 的合成 率和l p l m r n a 水平，并认为胰岛素诱导的稳态下l p l m r n a 水平升高是由于改 变了其m r n a 的稳定性的结果。 研究发现，在胰岛素抵抗时其调节l p l 活性作用减弱，v l d l 降解减少，而 引起高甘油三酯血症。p i c a r d 等1 8 1 动物实验发现，在正常小鼠中，餐后脂肪组织 中l p l 活性增加2 4 倍：胰岛素抵抗小鼠l p l 的活性仅增加3 0 ，胰岛素抵抗 组比对照组餐后甘油三酯高7 0 。应用l p l 催化剂n 0 1 8 8 6 可明显降低血浆甘油 三酯水平，进而改善胰岛素抵抗【9 j 。提示在胰岛素抵抗小鼠脂肪组织中，胰岛素 调节l p l 活性的能力减低。p a n a r o t t o 等【lo 】通过临床研究也发现在胰岛素抑制试 验中，患者餐后甘油三酯水平、血糖浓度与脂肪组织l p l m r n a 及肝素后脂肪组 织l p l 活性呈负相关。说明在胰岛素抵抗时，脂肪组织l p l m i a 水平下降和活 性受到明显抑制，胰岛索的调控作用显著减弱。 临床观察发现，血浆l p l 的活性在没有治疗的糖尿病患者中是减低的， 而 且胰岛素缺陷或胰岛索抵抗越明显，血浆l p l 活性越低，高t g 血症越严重，因 此认为低水平的l p l 可作为胰岛素抵抗综合征的一个特征。在高糖血症得到满意 控制，t g 水平已下降后，l p l 活性的恢复正常，但是需数月时间，提示胰岛素 对l p l 水平的调节发生于翻译水平】。 胰岛素对骨骼肌中l p l 的活性具有抑制作用。高胰岛素血症和胰岛素抵抗患 者中骨骼肌l p l 活性降低。r o b e r t s 等1 1 2 i 用高脂食物喂养小鼠2 周后，小鼠表现 出高胰岛素血症和胰岛素抵抗，随之骨髂肌l p l 的含量和肝素后l p l 的活性减 低，停止高脂饮食，骨骼肌组织对胰岛素敏感性恢复正常。提示，提高胰岛素水 平可以减低骨骼肌l p l 的活性，从而证明胰岛素在调节骨髂肌l p l 的活性方面 发挥着重要作用。近来也有研究显示，骨骼肌l p l 活性州高反过米可导致胰岛素 抵抗。有研究发现 1 3 , 1 4 l ，分别给转基因鼠和正常小鼠腹腔注射葡萄糖束研究骨骼 扬州大学硕士学位论文 肌l p l 过度表达与胰岛素抵抗的关系，发现转基因鼠的血糖浓度明显高于正常 鼠，并观察到转基因鼠骨骼肌组织中t g 和脂肪酸含量大量增加，对胰岛素产生 抵抗。v o s h o l 等研究【l 驯发现，小鼠肌肉组织l p l 过度表达可导致t g 在骨骼肌中 积聚，与对照组相比机体葡萄糖氧化减少6 0 ，血糖增加 5 0 。因此，认为骨骼 肌中t o 积聚以及脂肪酸的增加与胰岛索抵抗存在直接的因果关系。 由此可见，糖尿病时，由于胰岛素效应不足，组织中和血浆中l p l 活性下降， 导致脂质代谢紊乱。目日u 存在的问题是l p l 介导的脂代谢紊乱和胰岛素抵抗的因 果关系如何，骨骼肌组织中l p l 的过度表达和活性升高，是否发生在胰岛素抵抗 之前，产生胰岛素抵抗后，是否又会抑制骨骼肌组织中l p l 的活性，还需要进一 步研究。 1 3 2 肝脂酶( h l ) 1 3 2 1 肝脂酶结构和功能 h l 是由4 9 9 个氨基酸组成，其中包括一个2 3 个氨基酸的信号肽，和4 7 6 个 氨基酸构成成熟单链多肽，分子量为5 1 k d ，h l 基因位于1 5 号染色体的1 5 q 2 1 区域，长度约3 5 k b ，含9 个外显子，与l p l 和胰脂酶有高度同源性，同属于脂 肪酶家族1 6 1 。h l 由肝实质细胞合成，新合成的h l 需要在内质网糖基化后转移 到高尔基体，形成具有催化活性的h l 。在肾上腺、卵巢和外周血白细胞中也能 检v , , i nh l m r n a 。h l 定位于肝窦周间隙内皮细胞表面和窦周间隙腔面的肝细胞 微绒毛表面，正常状态下血浆中h l 活性极低。肝素与h l 结合形成可溶性的“肝 素- - h l ”复合物释放到血液中，使血浆中h l 活性明显增高1 1 7 】。 h l 具有两种生物功能，一是表现出脂酶活性，水解各种脂蛋白中的甘油三酯 ( t g ) 和磷酯( p l ) ，使脂蛋白颗粒的大小和密度发生变化。h l 另一生物功能 是作为配体促进肝细胞摄取高密度脂蛋白( h d l ) 中的胆固醇或l d l 残粒、促进 肝细胞摄取含a p o b 类脂蛋白，此种功能影响着血浆中脂蛋白的浓度。 在体内，肝脂酶可水解c m 残骸表面的磷脂，使c m 残骸中的载脂蛋白e 暴 露出来，促进c m 残骸与识别含有a p o e 的脂蛋白受体结合【1 8 】。肝脂酶作用于i d l ， 景忠强运动对链脲佐菌素敛糖屎病人鼠脂质代谢的影响 1 5 能水解其内核中残余的t g ，将i d l 转变成l d l 。肝脂酶活性改变还能引起l d l 密度改变，从而改变血浆小颗粒致密l d l 浓度。肝脂酶还可选择性地作用于 h d l 2 ，水解其中的t g 和磷脂| l 。h d l 2 的磷脂被水解后，表面的胆圊醇与磷脂 的比例增高，促进胆固醇及其酯向肝细胞流动1 2 叫，这有利于肝脏摄取h d l 2 中胆 固醇及其酯，用于胆汁酸的合成。与此同时，h d l 2 转变成h d l 3 进入血液循环， 又可从肝外组织及v l d l 获取胆固醇及其酯。可见，肝脂酶在胆固醇逆向转运过 程中起着十分重要的作用。此作用也在人体实验中得到证实。若血浆中或肝细胞 膜上的h l 活性增加，h d l 2 可被过度水解形成颗粒较小的h d l 残粒，h d l 2 残 粒含胆同醇比例高，与肝细胞膜上的h d l 受体亲和力强，肝细胞能通过胞饮作 用迅速将其消除f 2 ”。 肝脂酶除了作为酶发挥上述催化功能外，还可作为脂蛋白与肝细胞结合的配 体蛋白参与肝脏对脂蛋白的结合和摄取。d o n n e r 等1 2 2 i 发现，表达肝脂酶的细胞对 脂蛋白的结合和摄取显著增加：肝脂酶不仅能够介导低密度脂蛋白受体相关蛋白 ( l r p ) 与脂蛋白的结合从而促进细胞对脂蛋白的摄取| 2 引，也能介导l d l 受体与 脂蛋白结合、通过l d l 受体促进细胞对脂蛋白的摄取和降解【2 4 j ；肝脂酶甚至可 能介导脂蛋白与清道夫受体的结合，使细胞选择性地摄取胆固醇酯1 2 ”。肝脂酶介 导上述脂蛋白受体与相应脂蛋白的结合很可能是通过细胞表面的硫酸肝素蛋白聚 糖( h e p e r a ns u l f a t ep r o t e o g l y c a n s ，h s p g ) 完成的【2 ，因为缺乏这种蛋白聚糖的 c h 0 细胞不能降解肝脂酶，肝素酶处理能抑制肝脂酶介导的乳糜微粒残粒摄取。 肝细胞选择性地摄取h d l 中的胆固醇酯是胆固醇逆向运转的重要环节，尽管尚 不知道体内肝脂酶在这一环节上起多大作用，但体外实验发现，肝脂酶能增加培 养肝细胞对h d l 胆固醇酯的选择性摄取，经肝素酶处理后，该作用降低8 0 ，抑 制l r p 对该作用无影响。虽然载脂蛋白e 也能增加h d l 与肝细胞的结合，但对 肝细胞选择性摄取h d l 胆固醇酯无影响，表明通过肝脂酶与h s p g 相互作用介 导的肝细胞对h d l 胆固醇酯的选择性摄取在胆固醇逆向转运中可能起着关键的 作用。 扬州人学硕e 学位论文 1 3 2 2 肝脂酶与脂质代谢紊乱 由于肝脂酶在c m 残骸的清除、i d l 的转变及胆固醇逆向转运中起着十分重 要的作用，h l 的异常可能与脂质代谢异常及动脉粥样硬化发生的关系密切。研 究 2 7 , 2 8 1 发现肝脂酶缺乏病人衄浆富含胆固醇和甘油三酯的残粒样脂蛋白含量增 加；血浆中的h l 活性增加，h d l 2 可被过度水解形成颗粒较小的h d l 残粒，h d l 2 残粒含胆固醇比例高，与肝细胞膜上的h d l 受体亲和力强，肝细胞能通过胞饮 作用迅速将其消除，使得h d l 降低。b e r g 押i 等发现绝经期妇女血浆中h l 活性升 高，催化i d l 和l d l 中的t g 和磷脂水解，使得小而密的l d l 增加，因此，h l 活性降低或增加，都可以导致脂质代谢异常，增加发生动脉粥样硬化危险性。n o n g 等报道 3 0 1 老鼠和人类主动脉壁损伤处的巨噬细胞能合成h l ，使迁移到动脉壁内 的单核细胞增加，促进v l d l 残粒、i d l 和小而致密的l d l 在内皮下滞留；并促 进巨噬细胞摄取脂蛋白，转变为泡沫细胞，从而直接促进粥样斑块的形成。 动脉粥样硬化是糖尿病病人死亡的首要原因，脂质代谢异常是发生动脉粥样 硬化的危险因素，有研究报道，糖尿病机体h l 活性升高，伴有高t g 和低h d l 血症，而且h l 活性与h d l 呈负相关。 最近研究【3 2 q 7 1 发现h l 活性与其基因多态性有关，h l 基因g 一2 5 0 a ，c 一5 1 4 t 和c 一4 8 0 t 的多态性与h l 活性及心血管疾病和糖尿病的危险性密切相关，2 5 0 g a 、4 8 0 c t 和5 1 4 c t 基因型h l 活性明显增加，患心血管疾病和糖尿病 的危险性增加。掘研究【3 4 1 含有h l 基因5 1 4 c c 纯合体型的人群，体内h l 活性较 其他型要高，l p l 的活性较其他型要低，血浆中h d l 含量也低；含有5 1 4 t t 纯 合体型的人恰好与此相反的。 1 3 3 糖尿病时脂蛋白的修饰 糖尿病中脂蛋白的修饰主要有非酶糖基化和氧化两种形式1 3 8 1 。蛋白质的非酶 糖基化是指含有游离醛基化合物( 包括葡萄糖，果糖，二磷酸果糖，某些含氮的 代谢产物等) 分子中的醛基与蛋白质分子中残留的游离氨基( 主要是赖氨酸的残 基) 结合。这种结合不需要酶的催化，只与两种化合物的浓度、温度和时间相关。 景志强运动对链脲佐菌素致糖尿病人鼠脂质代谢的影响 旦 早期的结合是可逆的，后期的结合是不可逆的，称为糖基化终末产物( a g e ) 。 在糖尿病时血糖浓度升高，a g e 大量聚集，产生广泛的病理生理反应。 脂蛋白被糖基化后，失去了原有的特性，例如糖化的l d l 失去了被原有受体 ( a p o b e ) 识辨的特征，不能由正常的代谢途径分解利用，只能靠微血管内皮细 胞的吞噬，糖化的l d l 就积聚在微血管内皮下，形成斑块。糖化的h d l 将胆固 醇转运出细胞的能力下降，失去对血管的保护功能。 此外，糖尿病状态下，氧化应激增强且抗氧化保护作用下降。脂蛋白的氧化 可以引起下列生化改变：出现脂质过氧化产物；胆固醇、磷脂含量下降； 脂蛋白的断裂：脂蛋白体积和密度的下降：脂质过氧化的醛基产物和脂蛋白 上的赖氨酸基团的加成产物形成使负电荷增加。 1 - 4 f f a 浓度升高 糖尿病时，由于胰岛素效应不足，h s l 活性增加，使得存储的脂肪降6 翠增加， 导致血浆中f f a 水平升高。血浆中f f a 有三条去路：通过静脉进入肝脏，在 肝脏与磷酸甘油结台形成t g ，最后生成v l d l ；被脂肪细胞摄取，再酯化为 t g ，存储在脂肪细胞中；进入线粒体被氧化生成酮体。 1 4 1f f a 向v l d l 转化 糖尿病时，l p l 活性降低，使得v l d l 中t g 降解障碍，所以糖尿病时，f f a 进入肝脏使得v l d l 生成增多，不仅进一步加重了高t g 血症，而且高t g 血症 反馈抑制f f a 向v l d l 的转化。 1 4 2f f a 的氧化 f f a 的氧化在线粒体内进行，f f a 的在氧化前需先活化成脂酰辅酶a 的形式， 中、短键脂酰辅酶a 可以直接进入线粒体被氧化，而长链脂酰辅酶a 不能直接穿 过线粒体内膜，它需要借助肉毒碱的转运，在线粒体外膜含有一种肉毒碱一脂酰 转移酶i ，能催化脂酰辅酶a 与肉毒碱反应生成脂酰肉毒碱，后者可以穿过线粒 体内膜，进入线粒体基质。线粒体内膜中含有肉毒碱一脂酰转移酶1 1 ，又可以将 扬州i 火学硕七学位论文 脂酰肉毒碱转变成脂酰辅酶a ，完成脂酰辅酶a 向线粒体的转运。肉毒碱一脂酰 转移酶i 和i i 受胰岛素的调节，饥饿或糖尿病时由于胰岛素不足，酶1 和i i 活性 增高，加速了长链脂酰辅酶a 的进入线粒体，所以f f a 的氧化增加。 1 4 3f f a 的再酯化 脂肪细胞可以摄取血浆中f f a 和葡萄糖用以合成t g ，储存于脂肪细胞，降 低血浆中f f a ，有利于富含t g 脂蛋白降解，降低t g 水平。近期研究发现酰化 刺激蛋白( a s p ) ，过氧化物酶体增殖物激活受体( p p a r ) 和c d 3 6 等参与脂肪 细胞对f f a 的摄取。 1 4 3 1 酰化刺激蛋白 酰化刺激蛋白( a c y l a t i o ns t i m u l a t i n gp r o t e i n ，a s p ) 是c i a n f l o n e 等1 3 9 】于1 9 8 9 年从血浆中分离的一种小分子蛋白质。它是山脂肪组织中分泌3 种参与补体旁路 途径蛋白质c 3 、b 因子和d 因子相互作用产生成- , o p7 7 个氨基酸的c 3 片段 c 3 a ，在碳氧肽酶的作用下其末端精氨酸被切除，形成c 3 a d e s a r g ，即a s p 。 a s p 的主要作用位点是脂肪细胞，对皮肤成纤维细胞，肌细胞及肝脏也有作用， 但影响极小。a s p 通过与细胞表面的特异性受体结合发挥作用，a s p 可以促进脂 肪细胞摄取血浆中的脂肪酸及葡萄糖用以合成t g 储存于脂肪细胞，以降低餐后 血浆中t g 水平，有利于能量的储存与利用，其机制4 0 - 4 2 1 是a s p 可以刺激脂肪细 胞膜上葡萄糖转运载体的转位；及激活甘油二酯酰基转移酶( d g a t ) 促进f f a 的再酯化。此外，a s p 还可以抑制脂肪细胞