运动与胰岛素抵抗

邹德明

1 胰岛素抵抗

胰岛素抵抗是指胰岛素作用的靶器官对胰岛素作用的敏感性下降，即正常剂量的胰岛素产生低于正常生物学效应的一种状态。是一定量的胰岛素产生的生物学效应低于预计水平。1999年世界卫生组织（WHO）确定代谢综合征中的胰岛素抵抗标准是由高胰岛素葡萄糖钳夹技术测定的葡萄糖利用率低于当地人群下1/4位点。在国内流行病学或临床研究时，胰岛素抵抗程度可应用HOMA—IR进行估测，可用所研究特定人群的上4分位数作为胰岛素抵抗的分割点[1]。

胰岛素抵抗评估标准

近半个世纪以來，国内外学者依据葡萄糖与胰岛素相互作用的原则，相继提出了各种在体测定或估测胰岛素敏感性的方法，大致可分为精确测定法及简易估测法两大类。精确 测定体内胰岛素敏感性的方法有：高胰岛素正葡萄糖钳夹技 术、扩展葡萄糖钳夹技术、微小模型和静脉胰岛素耐量试验、 短时胰岛素耐量试验。其中高胰岛素正葡萄糖钳夹技术是评价机体胰岛素对葡萄糖作用的“金标准”。我们应用扩展葡萄糖钳夹技术的研究结果显示[2]：

（1）正常体重=正常 糖耐量个体的葡萄糖利用率（即葡萄糖消失率，rd）测定值为4.0～10.4mg`kg-1`min-1其下限值为4.93mg`kg-1min-1，可以将低于该值者判断为胰岛素抵抗。

（2）超重和（或）肥胖者较正常体重者，胰岛素介导的葡萄糖利用率降低，主要表现为糖原合成障碍，并伴有胰岛素抑制脂质氧化及血FFA水平的作用减弱。

局部体脂中，以腹内脂肪增加对胰岛素抵抗的影响最显著。简易估测法有：与空腹血糖、胰岛素有关的指数包括：空腹胰岛素水平、稳态评估法（HOMA）得出的胰岛素抵抗指数（HOMA_IR）、空腹血糖与胰岛素乘积的倒数（IAI）；与口服葡萄糖耐量试验（OGTT）相 关的指数包括，总体胰岛素敏感性指数（ISI）和胰岛素曲线下面积等，其中以HOMA 及 IAI与钳夹技术测定的精确胰岛素敏感指数相关性最好。

2 运动对胰岛素抵抗的影响

2.1 间歇低氧运动对胰岛素的影响

间歇低氧运动可以有效降低胰岛素抵抗机体脂肪含量而增加肌肉比重，说明间歇低氧运动干预可促使胰岛素抵抗机体成分向正常化发展。间歇低氧运动可以有效降低胰岛素抵抗机体血脂TC、TG 和LDL-C及提高HDL-C水平，提示间歇低氧运动干预可改善胰岛素抵抗机体血脂代谢。

2.2 运动对胰岛素抵抗大鼠骨骼肌IRS-1与Tyr磷酸化及氧化应激的影响

运动增强胰岛素抵抗大鼠胰岛素敏感度主要是通过降低骨骼肌氧化应激程度，进而增加IRS-1酪氨酸磷酸化水平实现的。降低胰岛素抵抗大鼠骨骼肌内氧化应激程度，提高IRS-1 酪氨酸磷酸化水平及IRS-1的表达可能是运动改善 胰岛素抵抗的重要途径之一。这可能与运动通过提高骨骼肌细胞抗氧化酶表达降低氧化应激程度，进而激活胰岛素信号转导途径中的关键蛋白表达有关。而在这个过程中，IRS-1酪氨酸磷酸化水平的增加对胰岛素敏感度的提高可能更重要一些。

2.3 运动对胰岛素抵抗大鼠瘦素及其受体表达的影响

IR模型大鼠血清瘦素明显 升高，瘦素受体蛋白和mRNA表达下降，并与IRI相关。有研究显示，瘦素可直接作用于胰岛细胞瘦素受体，抑制胰岛素的分泌，从而减少脂肪合成，促进脂肪分解[3]；瘦素受体表达下降，尽管循环中瘦素水平高，但效应减低，形成所谓瘦素抵抗[4]。组织瘦素受体表达减弱是造成IR的主要原因。二甲双胍和运动均能降低血清瘦素水平，上调组织中瘦素受体表达。与二甲双胍组比较，运动上调瘦素受体作用似更强。运动组FPG、FINS及IRI水平与二甲双胍组比较无显著性差异，提示还存在改善IR的其他机制，需要进一步研究。 综上所述，IR大鼠存在明显的高瘦素血症与瘦素受体表达下调，并与IR密切相关。运动可以降低胰岛素大鼠血清瘦素和上调组织瘦素受体的表达，缓解瘦 素抵抗，这可能是运动改善IR的机制之一。

2.4 长期有氧运动对胰岛素抵抗大鼠心肌GLUT4含量的影响

经典胰岛素信号转导通道是指胰岛素通过与靶细胞表面特定的受体结合从而引起受体仅、B亚单位酪氨酸残基发生磷酸化，使胰岛素受体激活，再磷酸化细胞内许多特定的信号蛋白。在其中蛋白激酶B（AKT）有着重要的作用[5]。当 AKT-l激活后，直接或间接抑制了心肌的FFA代谢，从而加强了心肌细胞葡萄糖代谢，当发生IR时，代谢各径路均受到抑制，因此AKT-l磷酸化也被抑制，导致循环FFA增加，心肌细胞膜GLUT4降调，使心肌对葡萄糖利用出现障碍，对心肌的脂毒性相应增加。久而久之，心肌容易受损发生形态与功能改变。此外，长期有氧耐力运动改善心肌的胰岛素敏感性可能与改善心肌细胞的葡萄糖氧化供能有关，研究显示， GLUT4在心肌细胞膜上的表达量决定了细胞的葡萄 糖氧化速率。而脂肪酸作为能量来源不如葡萄糖有效，已有研究表明将能量底物的来源由脂肪酸代谢为主转化为以葡萄糖代谢为主可能更有益于心脏。这可能是长期有氧运动通过改善心肌细胞的能量代谢从而改善机体IR状态的原因之一。

长期的有氧运动可以明显降低血液中葡萄糖的浓度，是因为刺激了葡萄糖转运体GLUT-4蛋白的超常表达和增加GluT-4的转换和转运速度。

Hei3rikser等研究发现，持续的有氧运动可提高葡萄糖转运体GluT-4的基因转率水平、mRNA表达及GluT-4蛋白，并可以提高胰岛素抵抗患者骨骼肌中GluT一4的活性。

2.5 抗阻动对胰岛素受体后P13K/Akt/GSK-3信号传导通路的影响

Saengsirisuwan等对肥胖Zucker鼠进行60min/d跑台训练[6]，连续15d，发现比目鱼肌的P13K活性显著增加。Eliete和Arias报道，长期耐力训练的大鼠，发现P13K磷酸化水平明显升高。说明有规律的长期运动可改善胰岛素在骨骼肌细胞中的作用，提高P13K的活性和磷酸化水平。Frqbsig等通过人体实验，急性运动后4h，经胰岛素处理骨骼肌吸收葡萄糖增加80%，P13K活性明显高于运动前。Chis等研究也发现，3h大强度运动可以有效增加肝脏细胞细胞质内P13K的活性[7]。说明单次大强度运动对P13K的活性也有一定的影响。曹师承在研究中发现，长期游泳大鼠可以增加骨骼肌对胰岛素的敏感性，在比较不同运动强度和取材时间P13K磷酸化和蛋白表达中发现，相同运动强度运动lh后24h取材组P13K磷酸化水平高于lh运动48h取材组，得出结论如强度相同取材时间越短P13K蛋白含量越高。说明取材时间距离末次运动时间越近，P13K蛋白表达含量变化越明显[8]。关于运动对于P13K-p85的影响，有研究报道称，运动干预可提高胰岛素的敏感性，增强P13K的功能，但却不影响骨骼肌P13K-p85和其他亚单位基团的蛋白表达。

参考文献

[1] 贾伟平，陈蕾，项坤三，等扩展高胰岛素正葡萄糖钳夹技术的建立中华内分泌代谢杂志，2001，17 268-271.

[2] 李旭武，翁锡全，林文弢.间歇低氧运动对胰岛素抵抗大鼠体成分及血脂指标的影响[J].广州体育学院学报，2014，04：93-96.

[3]胡瑞萍，昊毅，胡永善.运动对大鼠骨骼肌胰岛素信号转导蛋白表达和活性的影响[J].中国康复医学杂志，2005，20（6）：409411.

[4]王志国，杨晔.胰岛素抵抗与高血压研究进展[J].中华老年心脑血管病杂志，2006 07：495-496.

[5]Yokota T，Kinugawa s，Himbayashi K，et a1. 0xidativestress in skeletal muscle impairs mitochondrial respirationand limits exercise capacity in type 2 diabetic mice[J].AmJ Physiol Heart Circ Physiol，20D9，297（3）：1069一1077.

[6]许国喜，沈飞.运动对胰岛素抵抗大鼠骨骼肌IRS-1与Tyr磷酸化及氧化应激的影响[J].西安体育学院学报，2012，01：89-93.

[7]宁采亭，蔡颖，刘遂心，谢康玲，张文亮，刘元.运动对胰岛素抵抗大鼠瘦素及其受体表达的影响[J].中国康复理论与实践，2013，01：46-49.

[8] Leroy P， Dessolin S， Villageois P， et al. Expression of ob gene in adipose cell. Regulation by insulin [J]. Biol Chem， 1996， 271： 2365-2368.