摘要
目的：探究运动和饮食限制以及联合干预对肥胖大鼠骨骼肌纤维类型的影响，为研究不同方式减肥对骨骼肌代谢的影响提供理论依据。 方法：实验一：选取45只6周龄雄性大鼠通过高脂喂养建立不同肥胖程度大鼠模型，12周后依据体重进行筛选，分为H1组（体重超对照组10%~20%）、H2组（体重超对照组20%~30%）、H3组（体重超对照组30%）。测量体重、体长后麻醉处死，取腹主动脉血、双侧腓肠肌，检测各组大鼠血浆MSTN、NEFA、Insulin浓度，免疫荧光检测腓肠肌快慢肌纤维类型变化，WesternBlot检测腓肠肌PGC1α各亚型等蛋白表达情况。实验二：确定与大多研究肌纤维变化一致的肥胖程度后，选取50只SD大鼠参照上述建模方式建立此肥胖程度大鼠模型，建模成功后，分为对照组（HFD）、运动组（EX）、饮食限制组（DR）、运动和饮食限制联合干预组（DR+EX），运动的大鼠均进行中等强度有氧训练，饮食限制的大鼠均以肥胖对照组40%的进食量限制，8周实验结束后麻醉处死，记录大鼠体重、体长和腓肠肌重，检测大鼠血浆MSTN、NEFA、Insulin、ADPN浓度，用免疫荧光法进行腓肠肌快慢肌纤维类型的区分、Western-Blot法检测腓肠肌PGC1α各亚型及其通路相关蛋白表达，线粒体电子呼吸链复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ的蛋白表达。 结果：实验一：与C组相比，各组体重、Lee’s指数、血液NEFA水平均显著增加，H1组肌纤维类型未发生改变，PGC1α1、PPARδ、MEF2C表达显著升高；H2组Ⅰ型纤维比例显著降低，Ⅱ型纤维比例增加，PGC1α1显著降低；H3组Ⅰ型纤维比例显著增加，Ⅱ型纤维比例显著降低，PGC1α1显著升高。实验二：1)与HFD组相比，EX组的大鼠体重显著降低，血液HOMA-IR和MSTN水平显著降低，Ⅰ型肌纤维比例显著增加，腓肠肌P38MAPK、AMPK的磷酸化水平、PGC1α1、PPARδ、MEF2C、PDK4和线粒体电子呼吸链复合物蛋白表达显著升高。2)与HFD组相比，DR组体重、腓肠肌质量、Lee’s指数均显著降低，腓肠肌的质量指数显著升高，血液Insulin水平显著增加，快慢肌纤维比例无显著改变，腓肠肌线粒体电子呼吸链复合物蛋白表达升高，PGC1α4蛋白表达显降低。3）与HFD组相比，DR+EX组体重、腓肠肌质量、Lee’s指数均显著降低，腓肠肌的质量指数显著增加，血液HOMA-IR、MSTN、ADPN水平显著降低，Ⅰ型肌纤维比例与快慢肌纤维面积均显著降低，腓肠肌PGC1α1、PGC1α2/3、ComplexⅤ蛋白表达、AMPK磷酸化显著增加，PGC1α4蛋白表达显著降低。 结论：1）不同肥胖程度大鼠肌纤维类型变化不同，10%-20%的体重增加不会造成腓肠肌肌纤维类型变化，20%-30%的肥胖会造成氧化Ⅰ型纤维比例的降低，Ⅱ型纤维比例的增加，肥胖程度的进一步增加会造成Ⅰ型纤维比例的增加，Ⅱ型纤维比例的降低。2）8周的有氧运动可以逆转肥胖所引起的Ⅰ型纤维比例降低，40%的饮食限制对肥胖大鼠的肌纤维类型未产生显著影响，运动和饮食限制联合作用会引起腓肠肌Ⅰ型纤维比例的降低。3）不同亚型的PGC1α在肌纤维类型中的作用不同，肥胖诱导的Ⅰ型肌纤维类型比例降低可能与PGC1α1的表达降低有关，运动所诱导的Ⅰ型纤维比例增加可能与PGC1α1的表达升高有关，PGC1α2/3的对肌纤维类型的转化影响不大，PGC1α4可能参与饮食限制导致的肌纤维面积的调节。
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