终生HIIT和MICT运动对自然衰老小鼠运动能力和脂代谢的影响

2022-11-04 05:34:16彭团辉徐晓阳林文弢
广州体育学院学报 2022年3期
关键词:终生周龄脂质

杨 玲,彭团辉,徐晓阳,林文弢

(1.韶关学院 体育学院,广东 韶关 512005;2. 河南工业大学 漯河工学院,河南 漯河 462000;3.华南师范大学 体育科学学院,广东 广州 510006;4.广州体育学院 运动健康学院,广东 广州 510500)

随着我国人口老龄化的加剧[1],糖尿病、高血压、高血脂、冠心病、动脉粥样硬化等发病率呈上升趋势[2]。这些疾病的发生与老年机体脂代谢水平有着密切的关系。运动可以提高肌肉力量、增强心脏功能、增大肺活量;有助于增进大脑功能,改善身体健康状况,是改善老年机体脂代谢异常的有效手段之一,受到国内外学者一致推荐,但目前关于运动对机体脂代谢异常影响的研究多停留在生命某一简短阶段性的横断面研究[3,4],其运动效果是阶段性的,这种阶段性的效果会随着停止运动的累积而消失,无法准确的反映终生运动对机体脂代谢的具体影响。为此,本研究以自然衰老小鼠为研究对象,观察自然衰老小鼠脂代谢和运动能力的变化,探讨高强度间歇运动(High Intensity Interval Training,HIIT)和中等强度持续运动(Moderate Intensity Continuous Training,MICT)对自然衰老小鼠运动能力和脂代谢的影响,为终生运动的纵向研究提供理论依据和实验支撑。

1 实验对象和方法

1.1 实验对象

从南方医院动物实验中心购入5周龄健康雄性BALB/c小鼠(许可证:SCXK(粤)2016-0041),适应性喂养一周后,分为四组:年轻安静组(YC组)、自然衰老安静组(OC组)、终生高强度间歇运动组(EH组)和终生中等强度持续运动组(EM组),每组7只,饲养环境:室温22℃~26℃,湿度45%~70%,光照时间12 h/天,SPF级小鼠饲料饲养,自由摄食饮水。本研究动物实验严格遵守动物伦理委员会制定的原则,严格执行中华人民共和国科学技术部颁布的《关于善待实验动物的指导性意见》。

1.2 运动干预

雄性BALB/c小鼠平均寿命约为509天(约72周),6 周龄达到性成熟。因此, YC组小鼠6周龄时取材; OC组、EH组和EM组小鼠均干预至72周龄取材。EH组采用HIIT运动方式干预、EM组采用MICT运动方式干预,两种干预方式均从小鼠6周龄运动至72周龄,一周运动三次(周一、三、五),每次50分钟,每8周测试一次小鼠最大跑速,以此调整运动速度,运动方式和运动时间不变,运动速度源于小鼠最大跑速×运动强度(详见表1)。运动干预贯穿小鼠生长发育期、成熟期、衰退期等重要生命时期,为此本研究将其称为终生运动。

表1 运动方案

1.3 样品采集

各组取材前12小时实验动物禁食不禁水,采用1.5%异氟烷麻醉小鼠,待小鼠麻醉至四肢无肌腱条件反射时摘眼球取血,室温静止1小时后,4℃,3000转离心15分钟,取上清,-80℃保存备用。采用脱颈方式处死小鼠,将处死后的小鼠置于冰上,快速解剖迅速采取肝脏,分装后于-80℃冰箱保存。

1.4 身体形态指标检测

(1)体长:每周固定时间对小鼠体长进行测量,抓取小鼠后将小鼠固定在平面上,用直尺测量小鼠鼻尖到肛门的长度。

(2)体重:使用精确度为 0.01g 的电子称,每周固定时间对小鼠体重进行称量。

(3)LEE'S 指数计算:

(4)肝脏湿重:解剖小鼠后迅速取出肝脏,生理盐水快速清洗血渍,滤纸轻轻吸干水分,使用精确度为 0.01g 的电子称称量重量。

1.5 运动能力测试

(1)最大跑速测定:每8周测试一次最大跑速,测试方法以5m/min的速度热身5min,10m/min速度开始每隔3min增加2m/min,直至力竭,力竭判定标准:动物跟不上预定速度,小鼠臀部压在笼具后壁,后肢随转动皮带后拖达30秒,毛刷刺激驱赶无效;行为特征为呼吸深急、幅度大,精神疲倦,俯卧位垂头,刺激后无反应。记录此时最大速度。

(2)最大抓力测定:每8周测试一次最大抓力,测试方法采用Grip Strength Meter抓力测试仪进行小鼠最大抓力测试,将小鼠放置于抓力测试仪后网,用食指和拇指轻轻牵拉小鼠尾部中间部位,小鼠在被牵拉尾部向后移动时会本能地抓住任何物体以阻止后退,直到拉力超过它们的抓力,记录仪器显示的最大抓力,重复测试10次,取单次测试连续稳定的5次最大抓力值的平均值,记录为单次最大抓力值。

1.6 生化指标测试

用Rayto Chemray 420全自动生化分析仪对血清中的甘油三酯浓度(TG)、总胆固醇浓度(TC)、低密度脂蛋白胆固醇浓度(LDL-C)、 高密度脂蛋白胆固醇浓度(HDL-C)、游离脂肪酸浓度(FFA)、天门冬氨酸氨基转移酶活性(AST)、丙氨酸氨基转移酶活性(ALT)、白蛋白(ALB)含量及肝脏中TG、FFA含量等指标,根据各指标试剂盒说明书进行检测。

采用酶联免疫吸附法(ELISA)检测肝脏组织中总蛋白(total Protein,TP)、游离脂肪酸(FFA)、甘油三酯(TG)的含量,以及肝脏FAS、CPT1α酶的活性,ELISA 试剂盒来自南京建成,测定仪器为Thermo Scientifi公司全波长酶标仪。严格按照仪器及试剂盒说明书进行实验操作,使用说明书中酶标仪指定波长读取实验数据。

1.7 QRT-PCR检测

取肝脏组织样本在预冷的研钵中研磨后,采用Trizol总RNA提取试剂盒进行样本RNA提取,操作步骤严格按产品说明书进行。以提取出的RNA为模板,按要求配置20μl的反应体系,在逆转录酶的作用下合成cDNA。然后,再以合成的cDNA为模板,GAPDH为内参,按要求配置20μl的反应体系进行基因扩增,每个样本有三个复孔,并利用实时荧光定量PCR系统进行荧光定量。基因扩增的反应条件为:95℃/30s,95℃/5s,60℃/40s,共40个循环。根据荧光定量的结果,利用2-△△ct法对样本中的mRNA进行相对定量。

表2 引物序列

1.8 数据处理

本研究实验结果采用 SPSS20.0 统计分析软件处理,数据用平均值±标准差(Mean±SD)表示;GraphPad prism 8软件对数据进行作图,各组之间采用单因素方差分析,当P<0.05表示具有显著性差异,P<0.01表示具有极显著性差异。

2 研究结果

2.1 终生HIIT和MICT运动后小鼠身体形态的变化

由表3可知,与YC组比较,在年龄的影响下,OC组体重显著升高(P<0.01);不同方式终生运动后,EM组和EH组小鼠体重均高于OC组,但差异不显著。从图1A也可以看出,随着年龄的增长,OC组的体重在42周龄后开始增加,66周龄开始下降;而EM组和EH组在小鼠成年后一直保持平稳趋势。

图1 终生HIIT和MICT运动后小鼠体重、体长的变化

表3 终生HIIT和MICT运动后小鼠身体形态的变化

在年龄影响下,OC组体长显著高于YC组(P<0.01);运动后对体长影响不显著。OC组肝脏湿重显著高于YC组(P<0.01),EM组和EH组肝脏湿重均显著低于OC组(P<0.01)。

2.2 终生HIIT和MICT运动后小鼠最大跑速和最大抓力的变化

随着年龄的增加,OC组小鼠最大跑速逐渐降低,衰老后仅是年轻时的50%左右(图2A),提示,随着年龄的增长最大跑速逐渐降低。而EM组、EH组最大跑速均显著高于同周龄安静组,另外在38周龄和46周龄时,EH组最大跑速显著高于EM组(P<0.05),说明运动可以维持最大跑速,减缓其受年龄的影响而下降,其中中年期高强度间歇运动维持效果优于中等持续运动。

在年龄的影响下,安静组最大抓力先略有升高再快速降低(见图2B)。在54周龄以后,EH组、EM组最大抓力显著高于同周龄安静组,且运动组衰老后与年轻对照组最大抓力基本一致。

图2 终生HIIT和MICT运动后小鼠最大跑速和最大抓力的变化

2.3 终生HIIT和MICT运动后小鼠血脂的变化

从表4可见,与YC组比较,OC组小鼠血清中TG、TC、LDL-C、FFA的浓度均显著升高(P<0.05或P<0.01),HDL-C显著降低(P<0.05),提示衰老会引起血脂异常。终生运动后,EM组和EH组血清TG、LDL-C、FFA浓度都显著低于OC组(P<0.05),HDL-C显著升高(P<0.05),另外EH组TC浓度显著低于OC组(P<0.05),对比终生运动后血脂的变化,EH组维持血脂稳态的效果略好于EM组。

表4 终生HIIT和MICT运动后小鼠血脂的变化

2.4 终生HIIT和MICT运动后小鼠肝脏FFA、TG的变化

肝脏TG、FFA的含量变化显示,与OC组比较,YC组肝脏TG、FFA含量显著降低(P<0.05),终生运动后EM组和EH组肝脏TG、FFA含量也显著下降(P<0.05)。此外EM组肝脏TG、FFA含量略高于EH组。

2.5 终生HIIT和MICT运动后小鼠肝脂代谢的变化

从表6可知,与YC组比较,OC组小鼠肝脏SREBP-1c和ACC基因表达、FAS酶的活性均显著高于YC组(P<0.05),而CPT1α基因表达和酶的活性OC组都显著低于YC组(P<0.05)。终生运动后,与OC组比较,EH组和EM组小鼠肝脏SREBP-1c和ACC基因表达、FAS酶的活性均显著低于(P<0.05),CPT1α基因表达和酶的活性显著升高(P<0.05)。表明,终生运动可以降低自然衰老小鼠肝脏脂质合成的能力,提高脂质氧化能力。

表6 终生HIIT和MICT运动后小鼠肝脂代谢的变化

图3 终生HIIT和MICT运动后小鼠肝脏FFA、TG的变化

3 分析与讨论

衰老是一种不可避免的自然规律,生物体在发育成熟后,随年龄的增加,自身机能出现不同程度减退,内环境稳态失衡、应激能力下降、组织结构功能退行性改变,其表现为渐进性、普遍性、有害性特点[5]。观察机体衰老变化,可以从身体形态、生理功能、物质代谢等研究其变化规律,探讨其原因。

3.1 终生HIIT和MICT运动对小鼠身体形态的影响

身体形态是对生物体外部形状和身体特征的描述,一般是由长度、围度、重量及其相互关系来表现的。体重、体长是小鼠身体形态变化比较直观、常用指标;本研究结果显示,小鼠的体重随着年龄的增加而升高,安静组小鼠在42周龄后体重开始快速升高,66周龄左右开始快速降低,见图1A。根据动物实验中心BALB/c小鼠的平均寿命计算[4],42周龄的BALB/c小鼠处于中年期阶段,机体外部形态趋于成熟,代谢开始减慢,能量摄入大于消耗,加之缺少运动,可能是导致体重出现峰值的原因,由此推测中年期可能是体重增长的转折点。运动可以有效地控制体重增长,本研究结果表明(见图1A),在20周龄左右,运动组小鼠成年后体重开始基本保持不变,MICT和HIIT终生运动都可以保持成年后小鼠体重,可见运动可以保持身体形态。

临床和实验资料表明[6],运动可有效地改善老年人身体组成成分,减缓生理功能衰老的进程。李爱华等[7]研究报道,14周的有氧运动对不同年龄的老年男性的身体形态和生理功能均产生良性影响,可降低其体脂量、减少腰围和臀围,提高腰臀比,优化体型。3个月的中等强度有氧运动不仅可以降低代谢相关脂肪性肝病患者BMI指数、体重、体脂肪量、体脂率,改善腰臀比,还可以降低血脂水平,改善脂代谢[8]。本研究表明,MICT和HIIT终生运动后小鼠LEE'S指数比安静组降低10%左右。可见,通过积极的运动锻炼可以有效地缓解增龄对身体形态的不良影响,其中HIIT和MICT运动的效应基本相同。

此外,随着年龄的增加,外在形态变化的同时,脏器指数也发生了变化;本研究结果表明(见表3),72周龄的肝脏湿重比6周龄小鼠肝脏重量多出将近一倍。这可能与衰老引起肝脏代谢能力减弱,衰老后肝脏内异物沉积等肝功受损有关[9]。李善如等[10]研究发现,除卵巢外,24月龄大鼠的其它脏器湿重显著高于2月龄大鼠。但也有相反的研究报道,沙爱龙等[11]通过D半乳糖诱导小鼠衰老,发现衰老小鼠肝脏湿重低于年轻小鼠,药物诱导的衰老小鼠出现肝脏萎缩,退行性变化。另有研究发现[12],与年轻组比较,老年组的肝脏重量并没有减少,而是功能性肝细胞的质量减少了。以上研究结果的不一致,可能与动物的品系、月龄、药物诱导衰老与自然衰老的差异有关,但具体原因还需进一步验证。

运动不仅可以避免外部形态受增龄影响,也可以维持脏器稳态。本研究结果表明,终生MICT和HIIT运动均可以延缓增龄性肝脏重量增加。运动维持肝脏重量可能是脏器对运动适应性所致。但王安利等[13]研究显示,2月龄、8月龄和12月龄昆明小鼠进行7周中等强度游泳运动干预后,发现各年龄组运动后体重均有所降低,肝脏重量无显著性变化,肝体比运动后有所增加,游泳运动可以防止因增龄而引起的体重和器官重量的减轻。导致研究结果的矛盾之处可能与动物品系有关。

3.2 终生HIIT和MICT运动对小鼠运动能力的影响

运动能力是体质健康的重要标志之一,是体适能与健康能力的外在表现,是衰老引起人体机能与生活质量下降的主要表现形式。运动能力与运动速度、肌肉力量等密切相关[14]。

本研究通过检测小鼠最大跑速和最大抓力来反映运动能力。结果显示(见图2A、B),最大跑速随着年龄增加先平缓增高,在46周龄开始降低,表明小鼠在进入老年期之前有较好的运动能力,老年后运动能力下降明显。衰老后小鼠运动能力的下降可能与肌肉力量降低有关,最大抓力在46周龄之前平稳升高,而在46周龄开始下降,但60周龄比6周龄小鼠最大抓力还是有所升高,72周龄才显著低于6周龄小鼠,可见,肌肉力量在中年期出现峰值,可持续到老年初期,此后随年龄的增加而下降。

肌肉力量在25-30岁时达到最高峰值,从30岁左右开始逐渐下降,到80岁时肌肉力量可能消退35%-45%[15,16]。老年人肌肉力量的下降与自身体力活动减少、饮食结构改变、蛋白摄入不足、激素变化等有较高的相关[13],但朱志峰等[16]认为上述这些因素最终导致的结果就是肌肉丢失,因此最直接影响老年肌肉力量下降的原因还是衰老引起的肌肉丢失。研究显示[17],50-70岁健康人的肌肉质量以每10年减少8%的速度流失,70岁以后,流失速度达到15%,肌肉质量的流失导致肌肉力量降低,运动能力减退,影响老年人健康。本研究结果也显示老年期肌肉力量下降,运动能力下降。

规律的运动可以有效提高骨骼肌质量和体积,增加肌肉力量,提高运动能力[18]。本研究结果显示(图2A、B),MICT和HIIT终生运动后,运动组最大跑速和最大抓力均高于衰老安静组。从两种方式终生运动对于最大跑速的影响效果可见,在30周龄-54周龄,HIIT运动对最大跑速的影响优于MICT运动,可见中年期进行HIIT运动较好。而在60-72周龄MICT运动对最大跑速的维持效果略优于HIIT运动。HIIT和MICT运动均可以维持最大抓力不受年龄影响,其中在46周龄之前HIIT运动最大抓力维持效果优于MICT运动,提示青少年到成年期可以选择高强度间歇运动锻炼肌肉力量效果会好些。46周龄后MICT运动维持最大抓力效果优于HIIT运动,可见成年后期进行中强度持续运动的效果对于维持肌肉力量的效果好。

运动能力不仅受肌肉质量影响,也受肌肉成分影响。现研究结果显示[15],骨骼肌的组成成分,肌肉内脂肪浸润程度增加可以导致老年人肌肉力量下降。老年人骨骼肌细胞脂肪含量是年轻人的2倍[6],也就是说,在衰老发生发展的过程中,骨骼肌脂肪浸润程度的增加是诱导骨骼肌力量下降的一个因素。Payne等[19]对比12月龄和28月龄大鼠趾长伸肌(II型)和比目鱼肌(I型)肌肉功能的变化,发现衰老会引起趾长伸肌细胞氧化代谢能力下降,肌纤维间的脂肪细胞浸润增加,细胞间隙扩大,相对肌力下降。可见,肌肉力量下降并不仅仅是因为肌肉丢失引起的,与衰老引起的脂质异位沉积也有关。同时,脂肪浸润程度导致肌肉功能障碍、肌肉流失,进而导致机体脂代谢异常,加快衰老。推测终生有氧运动维持小鼠身体形态和运动能力的良好效果可能与机体脂代谢有关。

3.3 终生HIIT和MICT运动对小鼠血脂和肝脂含量的影响

由于内源性和外源性脂类物质都需经血液运转到机体其他组织,因此,血脂含量可以反映体内脂类代谢的情况。血脂异常是老年人常见的疾病,主要包括总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇、甘油三酯升高和/或高密度脂蛋白胆固醇降低等,严重影响到老年人的健康,衰老与血脂异常往往互为因果,相互促进。本研究结果显示(见表4),老年组血清TG、TC、LDL-C、FFA含量显著高于年轻组,HDL-C含量则随之降低。衰老会增加血脂异常程度。血清TC或LDL-C随着年龄的增加而升高,更是冠心病和缺血性脑卒中的独立危险因素之一[20]。HDL-C能代谢或排泄掉过多的胆固醇,以维持血液中正常胆固醇水平,降低冠心病的发生。

此外,血脂异常会慢慢加剧肝脏脂质沉积。血液中FFA水平增高或细胞内脂肪含量增多, 超过脂肪组织的储存能力和各组织对FFA的氧化能力,过多的FFA以TG的形式沉积在组织器官中,产生脂毒性,引发一系列代谢综合征[21]。本研究结果显示(见表4),衰老小鼠血清FFA含量出现显著升高,是年轻小鼠血清中FFA含量的4.93倍。此外,肝脏中TG、FFA含量随年龄增加也逐渐上升(见表5),其中72周龄小鼠相比6周龄小鼠肝脏FFA含量增加将近4倍,TG含量增加接近25倍,可见衰老导致肝脏脂质沉积。这与当前研究结果基本一致,大多数研究表明衰老会引起脂质移位沉积[13,22,23,24]。

表5 终生HIIT和MICT运动后小鼠肝脏FFA、TG的变化

脂代谢存在增龄现象的原因十分复杂,与遗传、环境、生活习惯、饮食结构等因素都有关[25]。运动是改善脂代谢异常科学有效的方法之一[26],近年来,运动在改善脂代谢异常方面取得了一些研究进展。有研究报道[27],抗阻运动通过提高肌肉功能,促进肌肉对脂质的分解,降低机体血清TC、TG、LDL-C浓度、提高HDL-C浓度,改善血脂代谢异常,促进机体健康。另有研究报道[28],12周有氧运动和抗阻运动均可以改善老年糖尿病患者血脂水平,其中以有氧运动效果更为显著。Fikenzer等[29]对运动与血脂相关的61项研究报道进行分析,结果表明有氧运动对血脂的良性影响存在一个最小阈值,运动强度在65-75%VO2max,运动时间在40-50min,每周至少运动3-4天,持续时间26-40周及以上才能改善血脂水平。可见,无论是以促进肌肉体积增大,提高肌肉体积和力量的抗阻训练,还是以改善机体代谢,增加肌肉氧化酶活性,提升肌肉耐力的有氧运动在一定程度上都可以改善机体血脂水平。

研究终生运动对脂代谢的影响,结果显示(见表4),MICT和HIIT运动均可以改善血脂水平,促进机体健康,终生运动小鼠血脂含量均与6周龄青年组基本一致,终生运动组血清HDL-C占总胆固醇的比值基本都达到87%。可见,终生运动可以预防增龄性血脂异常,降低心血管疾病发生。这与前人研究结果相似[13],锻炼年限越长,降低血脂TG、LDL-C及Apo B100的效果就越显著。血脂改变的同时肝脂也随之而变,由表5可知,HIIT和MICT运动均可降低肝脏TG、FFA含量,且终生运动后肝脏TG、FFA含量与6周龄安静组较为接近,终生运动可以保持肝脏TG、FFA的稳态不受年龄影响。

肝脂含量和血脂含量两者之间相互影响,血脂含量增加会导致肝脂沉积加速,肝脂沉积又会升高血脂浓度,从而形成恶性循环。血液中脂质往往需要经过肝脏加工和代谢,转化为营养物质供机体吸收,但是当营养过剩、久坐不动时,过多的脂肪会堆积到肝脏,影响肝脏正常功能,形成脂质移位沉积[30]。衰老后肝脂和血脂的异常[31],可能是由于随着年龄的增加机体代谢能力下降[32],脂代谢酶活性降低[33],饱和脂肪酸的比例增加,加之不良的饮食习惯、久坐少动的生活方式,引起体内脂质水平过高,使其沉积在组织和血液中,导致血脂异常和脂肪移位沉积[34],成为许多老年代谢性疾病的原因。终生运动对其改善效果可能与调控肝脏脂代谢有关。

3.4 终生HIIT和MICT运动对小鼠肝脏脂代谢的影响

肝脏是重要的脂代谢场所,正常情况下肝脏脂质含量很低,肝脏内脂质合成能力和氧化能力保持动态平衡。随着年龄的增加,肝脏脂代谢动态平衡被打破。研究显示[13],肝脏脂代谢异常患者中26%的TG来源脂肪的从头合成,而健康人肝脏中来源于脂肪从头合成的TG不到5%。SREBP-1c作为肝脏脂肪从头合成重要的转录因子,激活后可提高下游脂质合成酶FAS表达水平,增加TG合成,引起肝脏脂质沉积,此结果在C57小鼠[35]、L02[36]和HePG2细胞[37]中得到证实。

本研究结果显示(图4A-C),自然衰老安静组小鼠肝脏SREBP-1c基因表达显著高于年轻安静组小鼠,其幅度高达2.5倍左右。ACC基因表达和FAS酶的活性在衰老小鼠肝脏内也显著高于年轻安静组,衰老后肝脏脂质合成基因和酶活性的升高可能是引起肝脂、血脂异常的原因。另外,肝脏脂代谢稳态失衡的另一个途径是β-氧化,CPT1a转运速率决定了脂肪酸β氧化的速度[38]。本研究结果显示(图4D-E),CPT1a酶的活性和CPT1a基因表达量,随着年龄的增加而减少,自然衰老组小鼠肝脏CPT1a酶的活性比年轻组小鼠下降近1.7倍。可见,肝脏脂质氧化速率下降也是导致衰老肝脏脂质沉积,造成肝脏脂肪变性的又一因素。

图4 终生HIIT和MICT运动后小鼠肝脏脂代谢的变化

体力活动或者运动与肝内脂质含量呈负相关,运动可以增加能量消耗,改善肝内脂质沉积[39]。研究显示[40],通过4周中低强度有氧运动干预后,青少年男性脂肪肝检出率从88.50%降到42.30%,女性从50% 降到26.70%,总检出率从67.90% 降到33.90%,中低强度有氧运动减轻肝脏脂肪变性,降低脂肪肝发生。虽然运动可以改善肝脏脂代谢,但不同国家对运动防控肝病的建议不同,中华医学会肝病学分会建议:每天坚持中强度有氧运动30 min、每周5次,或每天进行抗阻与有氧运动结合方式,即有氧运动20min、每周3次,同时做8-10组抗阻运动、每周2次。欧洲肝脏研究协会建议:每周至少150min中等强度身体活动(如快走),至少75 min 高强度运动(如慢跑)、2次力量练习和2次灵敏训练。美国运动医学会和亚太工作组都建议:每周3-5次中等强度有氧运动,每次运动40 min。但对于终生运动后肝脏脂代谢变化的实验性研究尚未见报道。

本研究的终生HIIT和MICT运动对肝脏脂代谢的实验结果显示,终生HIIT和MICT运动均可以降低自然衰老小鼠肝脏SREBP-1c、ACC基因表达量、下调FAS酶的活性及升高CPT1α基因表达和酶的活性,缓解衰老引起的肝脏脂质沉积。其中终生HIIT运动改善肝脏脂质合成基因SREBP-1c表达和FAS酶活性的效果略低于终生MICT运动组,但提高CPT1α酶活性的效果略优于终生MICT运动组。

FAS酶作为SREBP-1c下游的靶基因,是调节脂肪酸合成的关键酶[41],终生运动均会降低衰老小鼠肝脏FAS酶的活性,减少脂肪酸的从头合成,减少肝脏脂质含量,其中MICT运动降低脂肪酸从头合成效果略优于HIIT运动,这可能是MICT运动后肝脂含量小于HIIT运动的原因,但需进一步验证。脂肪酸氧化是影响脂代谢的另一重要因素,终生运动后衰老小鼠肝脏CPT1α基因表达和酶的活性显著高于衰老安静组。CPT1α是转运长链脂酰辅酶A进入线粒体的脂肪酸氧化限速酶,对脂肪酸氧化具有重要调节作用[42],可以调节血液内TG的水解和HDL-C的产生,从而实现降血脂的作用。研究显示[42],在肝脏和骨骼肌中,ACC不仅在脂质合成中起作用,还可将乙酰辅酶A转化为CPT-1的抑制剂丙二酰辅酶A,抑制脂肪酸的氧化。终生HIIT运动后肝脏组织中ACC基因表达略低于MICT组, ACC的低表达引起CPT1α基因表达和酶的活性增加,脂质氧化能力增强,可能是引起HIIT运动组血脂水平略低于MICT运动的原因,但还需进一步验证。

4 结论

4.1 终生运动可以有效地缓解增龄对身体形态的不良影响,终生HIIT和MICT运动的改善效应基本相同。

4.2 终生MICT和HIIT运动后,均能有效影响小鼠的最大跑速和最大抓力:在30周龄-54周龄,HIIT运动对小鼠最大跑速的影响优于MICT运动;而在60-72周龄MICT运动对小鼠最大跑速的维持效果略优于HIIT运动;HIIT和MICT运动均可以维持小鼠最大抓力不受年龄影响。

4.3 终生运动可以改善衰老脂代谢异常,促进老年健康,终生MICT运动改善肝脏脂质异常效果略优于终生HIIT运动,而终生HIIT运动改善血脂的效果稍好于终生MICT运动,其原因可能与终生运动提高了肝脏脂质氧化能力,降低脂质合成能力有关。但是MICT和HIIT运动是如何影响机体增龄过程中不同阶段的脂代谢,两种运动方式的干预效果有何特点,终生运动影响脂代谢的机制是什么,均需进一步的研究与探讨。

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