脂蛋白酯酶受饮食和运动的影响及其机制研究

陶明勇

宁波大学阳明学院

脂蛋白酯酶受饮食和运动的影响及其机制研究

陶明勇

宁波大学阳明学院

脂蛋白酯酶是丝氨酸酯酶家族中的一员，由骨骼肌细胞、心肌细胞和脂肪细胞等实质性细胞合成、分泌而成，其主要生理功能表现为对极低密度脂蛋白中的TG和乳糜微粒具有水解作用，同时可清除人体中多余的TG。运动、营养、激素等多种因素对脂蛋白酯酶的活性和表达具有一定的影响，采用运动、饮食等方式可对起到调节作用，进而实现改善脂质代谢、减脂和改善糖代谢的目的，本文针总结临床经验并查阅文献资料，针对脂蛋白酯酶的结构、功能及调控等角度作一综述，探析饮食和运动对脂蛋白酯酶的表达、活性的影响机制，以为临床实践和研究提供有效的理论依据。

脂蛋白酯酶；饮食；运动；影响机制；活性

1943年，脂蛋白酯酶被首次发现，其为丝氨酸酯酶家族中的一员，是由骨骼肌细胞、心肌细胞和脂肪细胞等实质性细胞合成、分泌而成，仅在新生儿肝脏和胚胎中具有表达。脂蛋白酯酶的生理功能主要体现为对极低密度脂蛋白中的TG和乳糜微的水解作用，是目前肥胖症临床研究关注的热点问题。肥胖症是目前亟待解决的一种世界性医学难题，疾病注意要表现为脂类代谢紊乱，其对人体的主要危害体现为糖尿病、高血压、冠心病、动脉粥样硬化等。然而，导致肥胖的主要因素是能耗少和饮食过剩【1】，所以，加强有氧运动和饮食控制是减少脂肪的有效措施。本文结合脂蛋白酯酶的研究进展分析饮食、运动对其表达和活性的影响和机制，以为临床治疗脂质代谢紊乱疾病提供良好的靶点。

一、脂蛋白酯酶异常与胰岛素抵抗和脂质代谢紊乱的关系分析

1.脂蛋白酯酶与胰岛素抵抗的关系分析

脂质代谢在身体成分、体重、能量平衡、胰岛素作用的控制中具有重要的作用，所以脂蛋白酯酶异常不但会引发脂质代谢紊乱，还会对肝、心肌、骨骼肌等造成影响，进而导致胰岛素抵抗甚至糖尿病的发生，故脂蛋白酯酶被认为是胰岛素抵抗的相关基因。Bocan TMA【2】等人的研究中显示，基因敲除的纯合小鼠除具有脂代谢紊乱表现以外，血糖水平、稳态胰岛素抵抗指数和糖曲线下积都呈现明显上升状态，证实胰岛素抵抗的存在，怀疑与基因敲除的纯合小鼠内脏中脂肪重量的增加具有相关性。冯磊,庄洁【3】等人在研究中给予脂蛋白酯酶基因缺陷纯合小鼠含有脂蛋白酯酶基因突变体LPLS44X腺病毒载体进行肌肉注射一挽救其生命，研究中发现小鼠在4月大时只有早期胰岛素反应下降和糖耐量轻微下降表现，并未出现胰岛素抵抗，但是在12个月大时出现明显的胰岛素抵抗情况。

同时，脂蛋白酯酶的活性和表达与肥胖也具有一定的相关性，当前临床中将其认为是肥胖的一种基因。人类以及啮齿类动物肥胖者的脂肪组织中的脂蛋白酯酶表达呈现增加趋势。

2.脂蛋白酯酶与脂质代谢紊乱的关系分析

机体中缺乏脂蛋白酯酶会引起脂质代谢紊乱，在存在脂蛋白酯酶缺陷者和脂蛋白酯酶基因敲除小鼠中表现明显。人体的脂蛋白酯酶基因突变会引起脂蛋白酯酶功能下降，也会导致家族性高TG血症和CM血症的发生。脂蛋白酯酶基因敲除的纯合子小鼠出生、哺乳后有明显的高TG血症表现，通常会在出生后24小时内死亡，故临床主要对基因敲除的杂合子鼠进行研究。16周、28周大的基因敲除的杂合子小鼠胰腺、内脏脂肪、皮下脂肪、骨骼肌、肝、血清等组织中的FFA和TG水平均有增加表现，且28周大小鼠表现明显。韦璇,徐小春【4】等人的研究中也得出相近结论，也就是基因敲除的杂合子小鼠内脏脂肪、体重均有明显的增加表现，其肝、血清和骨骼肌中的FFA水平和TG均有明显上升趋势。

二、饮食、运动对脂蛋白酯酶的影响分析

1.饮食对脂蛋白酯酶表达的影响分析

1.1 喂食、禁食对脂蛋白酯酶的影响

喂食和禁食对脂蛋白酯酶产生的影响存在一定的组织特异性，禁食阶段机体的机体脂肪细胞的脂蛋白酯酶活性降低，喂食后活性曾庆，然而骨骼肌和心肌的脂蛋白酯酶活性在禁食期间有明显增加。

1.2 高脂肪、高糖量饮食对脂蛋白酯酶的影响分析

大量实验研究显示，高脂肪和高糖量饮食对于骨骼肌和脂肪组织的脂蛋白酯酶活性具有上调作用，Srivastava RAK【5】等人在研究中发现，为观察组小鼠提供高脂肪饮食，其肝素后血浆脂蛋白酯酶活性无增强，但对照组小鼠肝素后的血浆脂蛋白酯酶活性上升为原来的4.8倍，这是小鼠禁食高脂肪饮食后TG上升和肥胖的主要原因。Srivastava RAK【6】等人在研究中证实，高脂肪饮食显著提高了小型猪的血浆脂蛋白酯酶活性，对其肾脂蛋白酯酶表达和活性具有削弱作用，为高脂肪饮食小型猪补充脂蛋白酯酶激活剂则会促进肾脂蛋白酯酶表达和活性增强，同时降低血胰岛素、血糖、体重、YG水平，并抑制胆固醇和RG在肾中的堆积，进而达到降低血脂和保护肾脏的目的。

1.3 高蛋白饮食对脂蛋白酯酶的影响分析

有文献在研究报道中指出，高蛋白饮食可促进猪瘦体重的增加，减少肥肉比例和脂肪细胞的体积。高蛋白饮食可有效的增加脂肪组织中的脂蛋白酯酶表达和活性。研究显示，猪体重达到60kg时，其脂蛋白酯酶表达及活性达到最高水平，但是一旦体重＞100kg，其脂蛋白酯酶表达和活性呈下降趋势。

2.运动对脂蛋白酯酶的影响分析

2.1 一次运动对脂蛋白酯酶表达、活性的影响分析

Boerwrikle E【7】等人在研究中证实，经过一次抗阻运动的男性脂肪组织和骨骼肌脂蛋白酯酶活性均有增加表现，但女性无明显增加。部分文献研究中报道一次性运动对脂蛋白酯酶活性无影响，研究中将健康男性随机分成3组，分别为不运动组、前一晚100分钟运动后禁食组和前一晚100分钟运动后摄入碳水化合物饮品组，结果显示三组对象的低密度脂蛋白、中密度脂蛋白、高密度脂蛋白、脂蛋白酯酶浓度无明显差异。

2.2 长时间运动对脂蛋白酯酶表达、活性的影响分析

早在1995年的文献研究中就针对运动对脂肪细胞和骨骼肌脂蛋白酯酶表达的影响作相应研究，并显示运动对骨骼肌的脂蛋白酯酶表达及活性具有促进作用，但是对脂肪组织的脂蛋白酯酶不存在影响。当前，临床认为，长时间的运动能够有效的增强血浆、心肌、骨骼肌以及肾上腺的脂蛋白酯酶表达及活性，同时对脂肪组织的脂蛋白酯酶表达和活性具有减少作用。长达10周的游泳训练会对糖尿病大鼠的血浆脂蛋白酯酶活性起到增强作用，同时降低血糖水平、血浆胰岛素水平和有效的改善脂质代谢。与此同时，肌纤维的类型也对脂蛋白酯酶的活性具有一定的影响。慢缩红肌的脂蛋白酯酶活性最强，对TG的摄取能力最强，快缩白肌的脂蛋白酯酶活性最弱，对TG的摄取能力最弱。

当前，临床中针对肝素后脂蛋白酯酶活性的研究较多，但是对肝素前的脂蛋白酯酶活性较少。肝素前脂蛋白酯酶是一种无活性形式的脂蛋白酯酶，但同样具有一定的生理功能，相关临床文献研究中显示，无活性形式的脂蛋白酯酶对心肌摄取胆固醇基等脂质水解中的小颗粒具有明显的促进作用，是脂蛋白酯酶进行脂质代谢调控的另一种方式。肝素前脂蛋白酯酶显示出胰岛素敏感性，其浓度和代谢综合征之间呈现反比例关系。长时间的运动对肝素后脂蛋白酯酶的表达、活性具有促进作用，同时对肝素前脂蛋白酯酶的浓度也具有一定影响。在文献研究中报道显示，对中年超体重男性进行为期12周的训练，结果证实慢跑训练可增加肝素前脂蛋白酯酶的浓度，且血浆中的总胆固醇、TG和高密度脂蛋白均呈现上升趋势；步行组对象具有肝素前脂蛋白酯酶升高表现，但两组间差异无统计学意义。

三、饮食、运动对脂蛋白酯酶的调控机制分析

1.脂蛋白酯酶的饮食调控机制分析

目前，临床中采用饮食方式调控脂蛋白酯酶表达、活性的研究逐渐起步，再喂食、禁食和高脂饮食对脂肪组织及骨骼肌的活性可能与胰岛素具有密切相关性。胰岛素注射或再喂食后，可采用快速降低ANGPTL4的方式实现脂蛋白酯酶活性增强的作用。同时，甘草酸是核激素受体激动剂的一种，甘草酸经过核激素受体进行脂肪和肌肉脂蛋白酯酶的表达及活性调控。

2.脂蛋白酯酶的运动调控机制分析

目前，临床中关于脂蛋白酯酶的运动调控的研究尚且较少，部分文献研究显示，运动对骨骼肌的脂蛋白酯酶的表达和活性具有增强作用，可能是由于运动阶段肾上腺素和去甲肾上腺素分泌的增加引起。然而，运动对脂肪细胞的脂蛋白酯酶活性、表达的一直作用可能与血浆胰岛素水平的下降相关。

同时，运动可以采用核激素受体进行脂蛋白酯酶的表达和活性调控，部分研究报道发现，肥胖者骨骼肌的脂蛋白酯酶含量经过为期12周的耐力训练后明显上升，与核激素受体水平的上升具有密切联系。有相关文献研究显示，核激素受体水平的下降会削弱脂蛋白酯酶的表达，TNF具有降低脂蛋白酯酶表达的作用，这种作用也主要经过核激素受体转录的降低来实现。

综上，脂蛋白酯酶在糖尿病、胰岛素抵抗、动脉粥样硬化和脂代谢紊乱中发挥重要的作用，其表达及活性受运动、饮食等多种因素影响，相反采用运动、饮食等方式可对起到调节作用，进而事项改善脂质代谢、减脂和改善糖代谢的目的，但目前仍然处于初步研究的阶段，在今后的临床医学中仍需要从多种载脂蛋白的角度进行深入研究，以为临床研究提供有效的理论支撑，推动医学的发展和进步。

[1]Go MF,Schonfeld G,Pfeger B.Regulation of intestinal and hepatic apolipoprotein synthesis after chronic fat and cholesterol feeding [J].Journal of Clinical Investigation,2012,48(4)：131-136.

[2]Bocan TMA,Mueller SB,Brown EQ.HMG-CoA reductase and ACAT inhibitors act synergistically to lower plasma cholesterol and limit atherosclerotic lesion development in the cholesterol-fed rabbit [J].ATHEROSCLEROSIS,2013,12（13）：214-216.

[3]冯磊,庄洁.4周中低强度有氧运动结合饮食控制对肥胖青少年身体形态、血脂和脂蛋白脂酶的影响[J].体育科研,2014,35(2)：48-51,55.

[4]韦璇,徐小春,杨雨鑫等.CCAAT∕增强子结合蛋白α(C∕EBPα)与脂蛋白酯酶(LPL)基因在不同尾型绵羊品种尾部脂肪组织中的表达[J].农业生物技术学报,2014,22(5)：598-606.

[5]Srivastava RAK.Saturated fatty acid,but not cholesterol,regulates apolipoprotein AI gene expression by posttranscriptional mechanism[J].Biochemistry and Molecular Biology International,2013,30(1)：39-42.

[6]Huang LS.Mapping of the human apoB gene to chromosome 2p and demonstration of a two-allele restriction fragment length polymorphism[J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,2012,10（03）：106-107.

[7]Boerwrikle E.Rapid typing of randomly repeated hypervarible loci by the polymerase chain reaction：Application to the apoB 3'hypervariable region[J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,2011,11（22）：195-196.

陶明勇（1996-），男,汉族，浙江台州人，宁波大学阳明学院学生。