抗阻运动在改善胰岛素抵抗中的机制

刘晨涛，杨 琦

（1．西北大学体育部 ，陕西 西安 710069；2.西安医学高等专科学校体育部， 陕西 西安 710309）



抗阻运动在改善胰岛素抵抗中的机制

刘晨涛1，杨 琦2

（1．西北大学体育部 ，陕西 西安 710069；2.西安医学高等专科学校体育部， 陕西 西安 710309）

摘 要：体育运动是人体防治疾病的重要手段，骨骼肌作为机体最大的组织器官是维持机体健康的重要保证。研究发现，糖尿病患者随病情的发展会出现肌肉萎缩、肌力下降等不良症状，严重危害人体健康，由于抗阻运动可以对骨骼肌有效刺激，提高肌肉质量、功能和维度受到研究人员的广泛关注。本文旨在骨骼肌对抗阻运动的良好适应，阐述抗阻运动对胰岛素抵抗的改善机制。

关键词：抗阻运动；胰岛素抵抗；机制

投稿日期：2015-12-21

体育运动在治疗和预防代谢综合征的作用备受关注，合理的、有规律的运动能够对维持血糖含量、减少体脂、提高机体的体适能水平以及减少诱发心血管类疾病的危险因素有重要的作用。近年来，由于抗阻运动对肌肉的良好刺激，被越来越多的联系到有关胰岛素抵抗的研究。研究发现，糖尿病患者随着病情发展，会出现体重的降低，其中主要表现是肌肉萎缩、骨骼肌力量下降，说明糖尿病患者的肌肉质量与胰岛素抵抗指数呈负相关关系。抗阻运动是提高肌肉力量的重要手段之一，因此本文旨在基础上阐述通过抗阻运动刺激骨骼肌肥大，增大肌肉力量改善胰岛素抵抗。

1 抗阻运动促进骨骼肌肥大的机理

1.1 抗阻运动促进骨骼肌肥大的途径

抗阻运动是一种肌肉做力量性练习的运动方式，主要无氧代谢为主，能够促进骨骼肌力量和肌肉肥大。抗阻运动刺激促使骨骼肌肥大主要通过以下2个途径来实现：（1）刺激原有骨骼肌细胞质量和体积的增大；（2）刺激骨骼肌细胞周围卫星细胞，使其参与形成新的骨骼肌。肌肉质量是由机体内蛋白质合成和蛋白降解的代谢平衡来维持的，蛋白的合成和降解是通过细胞内信号转导协同发挥作用的。骨骼肌细胞激活和肥大的信号途径主要有2条，一条是IGF-1/PI3K/Akt1途径激活骨骼肌细胞的蛋白质合成；另外一条是Akt1/FOXO途径抑制细胞内的蛋白质降解。

1.2 抗阻运动促进骨骼肌肥大的分子机制

胰岛素样生长因子1主要在肝脏分泌，但是其亚型IGF-1E和机械生长因子（MGF）主要在骨骼肌内特异性表达，并受机械负重运动调节。旁分泌或自分泌的胰岛素样生长因子1与骨骼肌细胞膜上的受体（IGFR）结合后可引起受体磷酸化，磷酸化的IGFR能够促进胰岛素受体1的磷酸化，从而激活PI3K；激活态的PI3K可以催化PIP2形成PIP3，使胞浆内的Akt1转移至细胞膜并使之激活；激活态的Akt1通过mTOR途径完成骨骼肌细胞内蛋白质的合成。

研究表明，抗阻运动等能够引起骨骼肌肥大的刺激因素是可以激活卫星细胞，使其产生形态学变化，如细胞数目增加、细胞膨胀等 。IGF-1和HGF（肝细胞生长因子）是激活卫星细胞的生长因子，而且IGF-1产生2种亚型IGF-1E和MGF可以通过抗阻运动刺激产生。在王静 的负重爬梯实验结果中发现，负重爬梯可以促使大鼠骨骼肌IGF-1和MGF表达上调，此外还有研究发现抗阻运动在受损骨骼肌也能够分泌HGF，且分泌量与受损程度呈正相关，加速骨骼肌的生长。

2 抗阻运动对改善胰岛素抵抗的作用

2.1 抗阻运动改善胰岛素抵抗的分子机制

早在20世纪90年代年美国运动医学学会首先提出了将抗阻运动作为一种保持身体健康的训练手段，随后便出现了有引人注目的研究结果，抗阻运动能阻止随年龄的增长而产生的肌肉质量下降和功能丧失 ，以及改善体成分、提高心血管功能、改善胰岛素抵抗、降低血脂、提高葡萄糖耐受量、增强胰岛素敏感性，其作用效果都与抗阻运动诱发骨骼肌肥大相关。另外，在胰岛素抵抗的信号通路上葡萄糖转运载体4 (GLUT-4)的转位在胰岛素信号通路转导过程中起着至关重要的作用。GLUT4的主要在骨骼肌表达，在正常状态下GLUT4位于细胞浆中，其成功从细胞膜内转移到细胞膜上才能发挥其载体作用。有研究发现，肌肉收缩和低氧是影响的转位的2个关键因素，二者均能够动员GLUT4从细胞内转移到细胞膜 。从低氧能够促进葡萄糖转运蛋白4的转位和有氧运动特点的角度考虑，抗阻运动主要为无氧运动，其在改善胰岛素敏感性方面的效果优于有氧运动 。

2.2 不同方式的运动对胰岛素抵抗的改善效果

间歇性抗阻运动在改善肥胖、久坐不

动的2型糖尿病患者的糖代谢方面是行之有效的。在对内皮因子的研究中发现，有氧运动和抗阻运动在改善血管内皮功方面具有重要作用，这2种运动都能降低2型糖尿病患者的血糖和糖化血红蛋白水平。抗阻训练对运动后非空腹血糖和糖化血红蛋白水平的改善效果优于有氧运动 。刘一平 对中年糖耐量降低患者进行研究发现，进行运动干预可有效提高中年糖耐量降低患者胰岛素敏感性，降低游离脂肪酸水平，且健步走结合抗阻运动双因素干预对游离脂肪酸的降低效果优于健步走单一因素干预，所以在运动形式上可以选择与抗阻运动相适应的方式，能取得改善胰岛素抵抗更好的效果。

3 结 语

运动作为一种积极有效的手段，能够调节人体的整体功能，是改善胰岛素抵抗是最安全实用的方法之一。作为运动改善胰岛素抵抗主要手段，抗阻运动不仅能提高肝脏以及脂肪组织等胰岛素靶器官的敏感性，提高受体亲和力，而且能通过负重刺激提高骨骼肌力量、质量以及肌肉横断面面积，使骨骼肌中的胰岛素敏感性增加，促进机体能量代谢，降低机体血糖水平，在改善胰岛素抵抗方面的效果起到关键作用。所以，完善的抗阻训练方案，使全身各肌群尽可能多的参加抗阻运动，将更有利于改善胰岛素抵抗，降低其并发症的危险。最近也研究表明，大强度的抗阻训练能更有效的对骨骼肌的刺激效果最佳，但胰岛素抵抗患者常伴有各种代谢综合征，所以在选择运动强度上应结合身体条件，需选择安全合理的训练强度。

参考文献：

[1] 王水泓. 抗阻训练导致骨骼肌肥大的细胞和分子机制[J].中国运功医学杂志，2007，26（4）：503-506.

[2] McKoy G, Ashley W, Mander J, et al. Expression of insulin growth factor-1 splice variants and structural genes in rabbit skeletal muscle induced by stretch and stimulation[J]. J physiol, 1999, 516 （2）：583- 592.

[3] Sartorelli V, Fulco M. Molecular and cellular determinants of skeletal muscle atrophy and hypertrophy[J].Sci STKE, 2004，2004 （244）： re11.

[4] 王静，苏有存，卢健. 负重爬梯训练对大鼠腓肠肌IGF-1、IGF-IEa、MGF MSTN基因表达的影响[J].山东体育学院学报，2011，27（5）： 55-58.

[5] Hurley BF, Roth SM. Strength training in the elderly: effects on risk factors for agerelated diseases[J].Sports Med，2000，30 （4）：249-268.

[6] 郭丽丽，任彩玲，史明仪. 运动诱导甘丙肽分泌对2型糖尿病大鼠胰岛素敏感性的影响[J].中国康复医学杂志，2009，24 （12）：1121-1123.

[7] 张献辉，李娟，崔洪成，等. 有氧运动、抗阻训练与2型糖尿病康复[J].中国康复医学杂志， 2010，25（5）：479-483.

[8] 刘政潭. 不同运动方式对2型糖尿病患者血糖相关指标的影响[J].山东体育学院学报，2010，26（7）：46-51.

[9] 刘一平， 陈华，韦立新，等. 运动对中年糖耐量减低者胰岛素抵抗及游离脂肪酸的影响[J].武汉体育学院学报，2007，41 （12）：43-47.

作者简介：刘晨涛（1987～）， 助教，硕士。研究方向：运动人体科学。

基金项目：西安市社科基金项目（项目编号：14P49）。

doi:10.3969/j.issn.1674-151x.2016.03.074

中图分类号：G804.7

文献标识码：A

文章编号：1674-151X（2016）02-156-02