11.10AMPK/ACC 通路参与高强度间歇、持续性运动 改善肥胖大鼠肝脏线粒体脂肪氧化功能的研究
<p>[TOC]</p>
<h3>AMPK/ACC 通路参与高强度间歇、持续性运动改善肥胖大鼠肝脏线粒体脂肪氧化功能的研究</h3>
<p><strong>文章出处</strong>：广州体育学院学报 第42卷 第2期 2022年4月
<strong>研究目的</strong>：探究 AMPK/ACC 通路参与高强度间歇训练（HIIT）及持续性训练（CT）改善肥胖大鼠肝脏脂质代谢及线粒体功能的作用机制。</p>
<ul>
<li><strong>文章框架</strong>：</li>
<li>若机体因肥胖或脂质代谢异常使脂肪细胞存储脂肪能力下降时，肝细胞则发挥类似脂肪细胞的脂质存储作用，将多余脂质以甘油三酯的形式储存在肝细胞中，从而逐渐造成肝脏脂肪变性。</li>
<li>脂肪酸氧化是肝脏脂代谢的主要通路之一，肝脏是进行脂肪酸氧化最活跃的组织，其主要氧化形式为 β- 氧化，需在线粒体中完成，因此提高肝脏线粒体功能以及对脂肪酸的氧化能力是改善肝脏脂质沉积有效机制。</li>
<li>本研究通过建立营养性肥胖大鼠模型，并对其分别进行高强度间歇游泳训练（HIIT）、持续性游泳训练（CT）不同运动方式干预，拟探究不同运动方式干预对营养性肥胖大鼠肝脏脂质沉积、线粒体功能及脂肪氧化能力的影响，以期揭示其作用机制，为肥胖相关慢性疾病的防治提供理论依据和实验支撑。
1 材料与方法
1.1营养性肥胖大鼠模型构建
4 周龄健康雄性 SPF 级 Sprague-Dawley 大鼠 80只，体重为 68.4±2.4g。大鼠每笼 5 只分笼饲养，适应性饲养 1 周后随机分为普通饲料N组（国家标准啮齿类动物饲料饲养）和 45% 高脂饲料H组，其中蛋白质占20 kcal%，糖类 35kcal% 和脂肪 45kcal%，所有大鼠自然光照，室内温度 20℃ ±5℃，相对湿度 50%~70%且通风良好的条件下自由饮食饲养。
1.2实验动物分组与训练方案
营养性肥胖大鼠建模成果后，从普通大鼠中选取 36 只普通大鼠随机分为普通安静（NC）组，普通高强度间歇训练（NHI）组，普通持续性训练（NCT）组。从肥胖大鼠中选取 36只肥胖大鼠随机分为肥胖安静（OC）组，肥胖高强度间歇训练（OHI）组，肥胖持续性训练OCT）组 6 组，每组 12 只。
肥胖组大鼠各组均维持高脂膳食喂养。
运动训练组（HIIT 和 CT）大鼠在室温 20℃ ~26℃环境中，于长 1 m、宽 0.5 m、高 0.7 m，水深 60cm，水温 31℃ ±1℃的玻璃泳池中进行游泳训练.
<img src="https://www.showdoc.com.cn/server/api/attachment/visitFile?sign=c3d2ce2357d5cd656f3bca282b3a3d9d&file=file.png" alt="" />
1.3 主要试剂和仪器
蔡 司 显 微 镜,Biorad Westernblotting 发光仪,Tecan 酶标仪
1.4 指标检测与方法
1.4.1 肝指数计算
测量各组大鼠体重和肝脏重量，按照公式计算：肝指数 = 肝脏重量（g）/ 体重（g）
1.4.2 生物化学法检测肝脏 TG 含量
1.4.3 油红染色检测肝脏脂质含量
光镜显微镜 400 倍下随机选取 5个视野，图像分析系统选用 Image-J 进行分析，计算每个视野下脂滴面积百分比
1.4.4 ELISA 检测肝脏组织酶活性
1.4.5 流式细胞仪检测肝脏线粒体膜电位
1.4.6 肝脏细胞核蛋白与胞浆蛋白提取
1.4.7 Western blot 检测
1.5 数据统计处理
所有数据结果使用 Execl 软件整理并表示为均值 ± 标准差，<strong>采用GraphPad Prism 5.01 软件对数据进行双因素方差分析并作图</strong>，
2实验结果
2.1大鼠体重及肝指数
<img src="https://www.showdoc.com.cn/server/api/attachment/visitFile?sign=717583a903669cf446049915a9074b33&file=file.png" alt="" />
<img src="https://www.showdoc.com.cn/server/api/attachment/visitFile?sign=44d39a1f1da84d72378ecb2cf6c31a91&file=file.png" alt="" />
2.2大鼠肝脏脂质含量
OC 组大鼠肝脏组织脂滴含量显著增高，8 周运动训练干预后，普通、肥胖大鼠肝脏脂滴均显著下降。
<img src="https://www.showdoc.com.cn/server/api/attachment/visitFile?sign=ed5f698848075881fdbedd9a80e3d037&file=file.png" alt="" />
OC组大鼠肝脏 TG 含量显著增高，HIIT 运动干预后显著降低 NC 和 OC 肝脏 TG 含量
而 CT 对肝脏 TG 含量的干预效果不明显。
<img src="https://www.showdoc.com.cn/server/api/attachment/visitFile?sign=112656ad72e2c10178a9fe7979e384a6&file=file.png" alt="" />
与 NC 组大鼠相比，OC 组大鼠AMPK 与 ACC 磷酸化水平无显著变化。与 OC 组大鼠比较，HIIT 干预后，肝脏 AMPK 与 ACC 磷酸化水平显著增高， CT 仅对肥胖大鼠 p-ACC 含量有显著影响。
<img src="https://www.showdoc.com.cn/server/api/attachment/visitFile?sign=d4b7c7c7deec1ee60517baf1945175c4&file=file.png" alt="" />
与普通大鼠相比，肥胖大鼠脂肪合成酶 ACC 活性显著增高，CPT-1α、β-HAD 等脂肪分解酶活性无显著变化，同时降低肥胖大鼠脂肪合成酶 ACC 活性，而 CT 对各组大鼠线粒体脂肪氧化酶活性作用不明显。
<img src="https://www.showdoc.com.cn/server/api/attachment/visitFile?sign=fe83af4c88cb451d92267e7a09a78b39&file=file.png" alt="" />
2.3 大鼠肝脏线粒体功能
与 NC 组大鼠相比，OC 组线粒体低膜电位比例显著增高，与 OC 组大鼠相比，8 周 HIIT、CT 运动训练干预后 OHI 与 OCT 组线粒体低膜电位比例显著降低。
<img src="https://www.showdoc.com.cn/server/api/attachment/visitFile?sign=85286b431da1d0badfba101e0426ef20&file=file.png" alt="" />
与安静组相比，8 周HIIT 与 CT 干预使肝细胞核 PGC-1α 蛋白表达量升高，8 周 HIIT 运动干预可显著提高普通、肥胖大鼠线粒体柠檬酸合酶（CS）活性。
<img src="https://www.showdoc.com.cn/server/api/attachment/visitFile?sign=1e60c094479ce076182daabec1f59552&file=file.png" alt="" />
3 分析与讨论
3.1 不同运动方式对大鼠体重及肝指数的影响</li>
<li>本研究中，高脂膳食诱导的营养性肥胖大鼠在进行 8周 HIIT 或 CT 干预后，其体重均低于安静肥胖大鼠，说明两种运动方式均可达到减轻体重的效果。</li>
<li>本研究发现，与正常大鼠相比，肥胖肝脏重量及肝指数指标均显著增高，说明肥胖在一定程度上导致脂肪在肝脏组织中异位沉积，表现为 NAFLD 发展的早期阶段。肥胖大鼠在进行 8 周 HIIT 与 CT 干预后，其肝脏重量与肝指数呈显著下降，提示两种运动方式对缓解肝脏脂肪异位沉积均具有显著效果。
3.2 不同运动方式对大鼠肝脏 AMPK/ACC 通路调节下脂代谢的影响</li>
<li>本研究结果显示，与正常大鼠相比，肥胖大鼠肝脏脂质沉积现象明显，肝细胞 TG 含量显著增高，油红染色脂滴含量大幅增加，在经过 8 周运动训练干预后，肝脏甘油三酯含量显著下降，其中肥胖大鼠的 HIIT 干预效果优于 CT，提示 HIIT 与 CT 两种不同的运动方式对肝脏脂质代谢的调节作用存在不同机制。</li>
<li>AMPK 是细胞内重要的能量调控分子，也是肝脏重要的脂代谢调节分子之一。AMPK 激活后对改善 NAFLD 的作用主要通过三个方面发挥作用：1）抑制肝脏从头合成作用。2）提高肝脏脂肪酸氧化。3）增强线粒体功能。</li>
<li>研究证实，激活 AMPK 通路是运动改善脂肪肝的重要机制之一</li>
<li>人体研究表明，运动与膳食干预是改善成人及青少年 NAFLD患者的有效手段。动物实验证实，运动训练课降低NAFLD 表现，而停训将导致脂肪肝变性。</li>
<li>本实验研究发现，普通与肥胖大鼠相比，AMPK/ACC信号通路表达水平无显著差异，肥胖大鼠 ACC 酶活性显著高于普通大鼠，提示肥胖大鼠肝脏脂肪合成率较高。
3.3 不同运动方式对大鼠肝脏线粒体功能的影响
本研究同样发现，与普通大鼠比较，营养性肥胖大鼠线粒体低膜电位比例显著增高，8 周 HIIT 或 CT 干预均可使线粒体低膜电位比例明显降低，并趋于普通大鼠水平，说明不同运动方式对优化线粒体功能的重要调节作用。其次，8 周HIIT 使普通、肥胖大鼠肝脏线粒体生物发生关键因子PGC-1 表达水平、CS 活性均显著增高，而 CT 对线粒体的作用效果弱于 HIIT，提示，肝脏线粒体在 HIIT运动干预下表现出更强的运动适应性。
4结论
综上所述，HIIT 运动干预可通过 AMPK/ACC 通路调节肥胖大鼠肝脏脂代谢酶活性，提高线粒体功能及脂肪氧化水平，缓解营养性肥胖大鼠肝脏脂质沉积，干预效果更佳。CT 运动干预可提高肥胖大鼠 ACC 磷酸化水平，抑制肝脏脂肪合成，亦可在一定程度上缓解肝脏脂质沉积，两者在线粒体水平调节肝脏脂代谢的分子机制仍有待进一步研究。
<strong>优点</strong>：本文图表表达清晰，实验中各种测试方法都写得很详细，文中提到的数据统计软件GraphPad Prism 5.01和双因素方差分析法可以学习借鉴一下。
<strong>自拟题目</strong>：高强度间歇运动对青少年肥胖儿童肝脏线粒体脂肪氧化功能的研究</li>
</ul>