有氧运动对高脂饮食诱导的胰岛素抵抗大鼠心肌细胞糖代谢的实验研究--《西安体育学院》2010年硕士论文
有氧运动对高脂饮食诱导的胰岛素抵抗大鼠心肌细胞糖代谢的实验研究
【摘要】：
研究目的:本研究选用1月龄健康雄性SPF级SD大鼠进行研究,通过对大鼠实施高脂饮食喂养的方式建立机体胰岛素抵抗模型,并通过对其进行有氧运动训练,观察胰岛素抵抗大鼠心肌组织葡萄糖转运蛋白4的表达及部分相关生化指标的变化,旨在探究有氧运动训练对改善胰岛素抵抗大鼠心肌糖代谢的积极作用和重要意义,为临床胰岛素抵抗的预防和治疗拓宽思路、改进方法提供理论支持和动物实验依据。
研究方法:选用1月龄健康雄性SPF级SD大鼠120只,随机分为正常对照组(NC),正常游泳运动组(NE),IR对照组(IC)和IR游泳运动组(IE)。分别对NC组和NE组提供标准饲料,对IC组和IE组提供高脂饲料,共饲养15周以建造胰岛素抵抗动物模型。其中NE和IE组于第二周开始进行为期14周的中等强度有氧耐力游泳运动。并在实验周期结束时先检测造模是否成功,并在处死取材后分别用全自动生化分析仪测血清总胆固醇、甘油三酯、游离脂肪酸等生化指标,用Western Blot法测定心肌细胞中葡萄糖转运蛋白4的活性表达。
研究结果:①14周游泳训练后,NC组大鼠体重明显高于NE组(P0.05),而IC组明显高于IE组(P0.01)。②通过测量FBG和FINS,得出大鼠的ISI指数。实验后,NC组ISI指数显著小于NE组(P0.05),IC组ISI指数显著小于IE组(P0.01)。③IC组大鼠血清TC显著高于NC组(P0.01),IE组大鼠血清TC显著高于NE组(P0.05);IC组血清TG含量显著高于NC组(P0.01),IE组TG显著高于NE组(P0.01);IC组大鼠血清FFA含量显著高于NC组,也显著高于IE组(P0.01)。④NE组大鼠血清SOD活性显著高于NC组(P0.01),也显著高于IE组(P0.05),IE组大鼠血清SOD活性显著高于IC组(P0.01);IC组大鼠血清MDA含量显著高于NC组(P0.01),NC组显著高于NE组(P0.05),NE组显著高于IE组(P0.01)。⑤NC组心肌组织GLUT4的表达显著高于IC组,同时也显著高于NE组(P0.01)。IE组心肌组织GLUT4的表达显著高于IC组(P0.01)。NE组心肌组织GLUT4的表达显著高于IE组(P0.01)。
研究结论:高脂饮食可诱导大鼠产生胰岛素抵抗,模型建造成本低、成模后稳定安全。氧化应激作用和胰岛素抵抗有密切的关系,会加剧机体内的氧化作用,是脂质过氧化物过量生成,对机体组织细胞产生损伤。有氧运动训练可在一定程度上缓解这种趋势的发生和发展,维持机体内部的平衡状态。另外,高脂饮食引发胰岛素抵抗,会抑制葡萄糖转运蛋白4的活性表达,同时还使血清游离脂肪酸含量上升,导致脂肪对心肌的功能增强而心肌细胞利用葡萄糖的能力减弱,并产生脂毒性物质影响心肌整体功能。有氧运动训练能减少血清游离脂肪酸的含量,缓解胰岛素抵抗状况,刺激心肌细胞中葡萄糖转运蛋白4的活性表达,促进胰岛素抵抗状态下机体糖代谢功能的正常运作,改善机体的胰岛素敏感性。
【关键词】：
【学位授予单位】：西安体育学院【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2010【分类号】：G804.7【目录】：
Abstract5-10
1. 前言10-12
2. 文献综述12-20
2.1 胰岛素抵抗12-16
2.1.1 IR 的概念12-13
2.1.2 心肌 IR13-14
2.1.3 IR 与运动14-15
2.1.4 高脂饮食诱导 IR15-16
2.2 葡萄糖转运蛋白416-20
2.2.1 GLUT4 的概念16-17
2.2.2 GLUT4 与IR 的关系17-19
2.2.3 运动对 GLUT4 的影响19-20
2.3 小结20
3. 实验材料和方法20-32
3.1 实验对象20-21
3.2 实验动物分组21
3.3 动物训练模型的建立21-23
3.3.1 IR 动物模型的造模方法及评价21
3.3.2 实验动物的喂养21-22
3.3.3 实验动物运动方案22-23
3.4 取材23
3.5 观察指标23-24
3.5.1 大鼠每日摄食量的测量23
3.5.2 大鼠每周体重的测量23-24
3.6 测试指标24-31
3.6.1 FBG 的测定24
3.6.2 FINS 的测定24-25
3.6.3 ISI的计算25
3.6.4 血液指标的测定25-29
3.6.5 心肌组织 GLUT4 表达的测定29-31
3.7 实验试剂31-32
3.8 实验仪器32
3.9 统计学处理32
4. 实验结果32-44
4.1 大鼠体重变化趋势32-36
4.1.1 各组大鼠实验前后体重变化趋势32-33
4.1.2 各组大鼠周体重变化趋势33-34
4.1.3 各组大鼠每周日平均摄食量变化34-36
4.2 大鼠血液指标变化趋势36-42
4.2.1 大鼠FBG、FINS 和ISI 变化趋势36-38
4.2.2 大鼠血清SOD 和MDA 变化趋势38-40
4.2.3 大鼠血清TC、TG 和FFA 变化趋势40-42
4.3 大鼠心肌组织 GLUT4 表达变化趋势42-44
5. 分析与讨论44-49
5.1 IR动物模型的建立和评价44-46
5.2 氧化应激与IR46-47
5.3 机体糖代谢与IR47-49
6. 结论与建议49-51
6.1 结论49
6.2 建议49-51
参考文献52-57
攻读学位期间取得的研究成果57-58
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京公网安备75号运动可以对胰岛素起到什么作用？
运动可以增加人体全身组织对胰岛素的 敏感性，改善糖代谢紊乱。肌肉组织是胰岛素
敏感性增加的最主要部位，运动锻炼可以增 加肌肉组织对胰岛素的敏感性：(1) 运动可以增加肌细胞膜上胰岛素受 体的数量，提高胰岛素与受体的结合力；(2) 运动可以增加肌细胞内葡萄糖转运 蛋白4 (GLUT4)的含量；(3) 运动可以提高肌细胞内糖原合成酶 和氧化代谢酶的活性，使肌糖原的储存能力 和氧化代谢能力增强。运动提高了机体对胰岛素的敏感性，降 低了对胰岛素的抵抗性，胰岛素分泌增加。而
胰岛素的增加可以提髙机体对葡萄糖的利用， 抑制糖原的分解和糖原异生，改善血液循环， 从而有效降低血糖水平。
胰岛素是一种多肽类激素，由胰腺内的胰岛β细胞分泌，是体
内唯一能降低血糖的激素。胰岛素的分泌受很多因素的影响，葡萄 糖是最主要的影响因素。
胰岛素对物质...
胰岛素是胰岛β细胞分泌的一种多肽激素。可以增加葡萄糖的利用，促进葡萄糖转变为脂肪，增加糖原合成和抑制分解，因而产生降血糖的作用；胰岛素还具有促进脂肪的生成，抑制...
4、胰岛素类: 包括长效胰岛素类.中效胰岛素类.短效胰岛素类.
胰岛素有什么作用?
　　胰岛素主要作用在肝脏、肌肉及脂肪组织，控制着糖、蛋白质、脂肪三大营养物质的代谢和贮存。
　　(1)对糖代谢的影响。能加速葡萄糖的...
答: 现代科学认为，每天凝望漂 亮女性几分钟，有助于男士健康长 寿。研究人员对200名男性进行了 为期5年的观察，发现和其他人相 比，那些目光每...
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这不是个问题
这个问题分类似乎错了
这个不是我熟悉的地区运动营养学概念概述；生命在于运动，运动是人体需要特别的营养；21世纪是科学技术迅速发展的世纪，运动营养学也得；运动营养学是研究运动员的营养需要，利用营养因素来；营养是指人体从外部环境摄取、消化、吸收与利用食物；合理营养有助于提高运动能力和促进运动后机体的恢复；运动营养学是营养学的一个分支，是营养学在体育实践；运动营养学是一门用营养学和生物化学的手段来研究和；
运动营养学概念概述
生命在于运动，运动是人体需要特别的营养。随着社会的发展，“运动”正成为人们生活中不可或缺的重要组成部分。如何科学有效的为运动的人体补充合理的营养，使运动的目标得以实现，是运动营养学研究的根本目的。
21世纪是科学技术迅速发展的世纪，运动营养学也得到了飞速的发展，然而，当今竞技体育的竞争日趋激烈，运动员的竞技能力不仅受训练、遗传、健康状态、心理等多种因素的影响，合理营养也是其中的一个非常重要的因素。同时随着我国经济建设的发展和人们物质生活水平的提高，全民健身意识逐渐加强，由此给运动营养学工作提出了更新、更高的要求。为使我国竞技体育水平不断提高，并促进群众体育活动的广泛开展，提高全民族身体素质，对运动营养学的研究与应用做一系统的阐述是有必要的。
运动营养学是研究运动员的营养需要，利用营养因素来提高运动能力，促进体力恢复和预防疾病的一门科学。运动营养学是营养学的一个分支，是营养学在体育实践中的应用，所以有人将运动营养学视为应用营养学或特殊营养学 。
营养是指人体从外部环境摄取、消化、吸收与利用食物和养料的综合过程。运动营养学研究运动员在不同训练和比赛情况下的营养需要、营养因素与机体功能、运动能力、体力适应以及防治运动性疾病的关系，从而提高运动能力。是运动医学的重要组成部分之一，它与运动生物化学、运动生理学、运动训练学、运动生物力学、运动员选材学、病理学、临床医学、营养与食品卫生学、食品化学、中医养生学、烹饪学等有着密不可分的确良联系。
合理营养有助于提高运动能力和促进运动后机体的恢复，合理营养支持运动训练，是运动员保持良好健康和运动能力的物质基础，对运动员的机能状态、体力适应、运动后机体的恢复和伤病防治均有良好的效果。合理营养为运动员提供适宜的能量；合理营养有助于剧烈运动后机体的恢复；合理营养可延缓运动性疲劳的发生或减轻其程度；合理营养有利于解决运动训练中的一些特殊医学问题（不同体育项目、不同环境、不同年龄期的特殊医学要求）；合理的营养可保障肌纤维中能源物质（糖原）的水平稳定，减少运动性创伤的发生率。
运动营养学是营养学的一个分支，是营养学在体育实践中的应用，所以有人将运动营养学视为应用营养学或特殊营养学。
运动营养学是一门用营养学和生物化学的手段来研究和评估运动人体代谢及体能状况，并提供营养学强力恢复手段的学科。这门学科经过几十年的发展，已经成为一个相对独立的，在运动科学中成为研究热点的学科，并在竞技体育和全民健身运动中发挥增强体能和保证健康的作用。
1．我国运动营养学发展概况
我国历史悠久，文化源远流长。在古代就有专门为贵族营养服务的食医，同时对营养、运动与健康也有研究。古代养生运动有：五禽戏、八段锦、太极等。古典的养生学说，如《食经》、《食医心鉴》、《饮膳正要》等，用“食医同源”、“医膳功”的唯物主义观点，论述了食物的功用与合理营养的保健作用。
2．国际运动营养发展概况
现代营养学奠基于18世纪中叶，到了19世纪，由于碳、氢、氮定量分析法，及由此而建立的食物组成与物质代谢的概念，氮平衡学说和等价法则的创立，为现代营养学的形成和发展奠定了基础。瑞典人发现并运用肌肉组织活检，促进了肌糖原储存的研究。美国与欧洲一些国家密切合作，发展了生理与营养领域里的研究。运动膳食学是近几年新兴的一门学科，应用性比较强，以个体为基础进行研究，具有很强的针对性，可以确定运动员达到营养目标需要的膳食策略。
二、运动营养学研究的内容及其意义
1．运动员合理营养学的研究
2．全民健身活动与合理的营养膳食搭配对国民体质影响的研究
三、运动营养学的研究现状
运动营养是人们改善生理功能、提高身体机能和运动能力的保障措施。在“全民健身计划纲要”的指导下，我国健身运动的人群日益增多，参与者已经超过4亿（2000年统计），与此不相适应的是人们普遍缺乏运动营养知识和营养指导。近年来，我国运动营养学研究的主要方面有：
1．营养素与运动能力的关系
2．研究水、电解质、维生素与运动能力的关系
3．以运动营养学为基础的运动强力手段的研究
4．运动员的合理膳食
5．运动营养的补充品
四、运动营养学的发展趋势
目前，运动营养学的重要性逐渐被人们所认可，人们也逐渐认识到运动与营养相结合，对延缓运动性疲劳的发生、促进疲劳的恢复和增进机体健康的重要作用。适量运动是增强人体机能的有效途径，直接影响机体的物质代谢和能量代谢，科学合理的膳食能有效地增进人们的身体健康和运动水平。运动营养学的发展趋势归纳为：针对不同训练级别、训练时期、年龄阶段和性别的运动员制定出不同的膳食标准。与运动训练相结合制定膳食计划，进行营养干预的措施还需要进一步研究，对膳食摄入不足的运动人群骨骼肌代谢方面做更深入的研究；运动营养的研究对象应面向大众水平：衡膳食标准的制定，合理补充微量元素的研究有待发展；针对不同的运动人群：制定详细、具体的营养素，每日推荐标准迫在眉睫。另外，生物工程技术、基因工程技术、先进的食品加工技术、纳米技术、转基因技术和计算机科学等在
运动营养学中应得到广泛应用。
第一章 运动 和三大营养物质
【本章提要】本章主要论述了糖、脂肪和蛋白质的来源、生理生化与营养功能。优质蛋白质的概念及食物来源。结合运动时人体代谢特点介绍了运动过程中糖的补充类型和方法；运动过程影响脂肪代谢的因素如运动强度和运动持续的时间，糖代谢水平，氧供应量，运动训练程度与水平等以及氨基酸和蛋白质在运动中的作用。
1.运动与糖代谢
糖的组成和分类
糖类在体内的主要作用。糖类在体内的首要作用是供给热能，人体所需能量的60%是由糖类供应的。其次还构成组织成分并参与其他物质代射，对中枢神经系统的特殊营养作用，调节脂类代谢，具有解毒作用。保护肝脏的功能。
机体缺糖使血糖下降，首先影响中枢神经系统大脑的机能，使其兴奋性下降，反应迟钝，四肢无力，动作南调性下降，甚至晕厥，运动不能继续。
糖是由碳、氢、氧3种元素所组成，而且氢和氧的比例为2:1，正象水分子中氢和氧的比例(H20)一样，所以，人们又把糖类叫做碳水化合物。根据糖分子结构不同，可分为单糖、双糖和多糖3类。
(1)单糖 是最简单的碳水化合物，常见的主要有葡萄糖、果糖、半乳糖，它们具有甜味，易溶于水，可不经消化液的作用，直接被人体所吸收和利用。
(2)双糖 由2个分子的单糖结合在一起，再脱去1分子的水所组成。常见的有蔗糖、乳糖、麦芽糖等，易溶于水，进入机体后，需经分解为单糖，才能被吸收利用。有些成年人的消化道中缺乏分解乳糖酶，因而食用乳糖过多后不易消化。
(3)多糖 是由许多葡萄糖分子组合而成的碳水化合物。淀粉、糊精等即属此类，无甜味，不易溶于水，经消化酶的作用可分解为单糖被机体吸收利用。
2．糖的生理功能
(1)供给热能 糖在体内消化后，主要以葡萄糖形式被吸收进入血液，既可直接用为能源，也可以合成糖元进行贮存，还可以转变为脂肪贮存于体内，需要时再分解放出能量，这也是吃糖使人发胖的原因之一。血液中的糖是供给细胞组织进行氧化以取得能量的主要物质。机体每天所摄取的热量有60％～70％来自于糖，是人体能量最主要和最经济的来源；糖的消化和代谢较脂肪、蛋白质迅速而又完全，1克糖可供16.74千焦热能，可见糖是人体的重要能源。
(2)构成组织 糖是构成机体的一种重要物质，在所有的神经细胞和细胞核中都含有糖。糖蛋白是细胞膜的组成成分，并可形成抗体、激素和酶；粘蛋白是结缔组织的重要成分；神经组织中含有糖脂，而糖蛋白、粘蛋白、糖脂则均以碳水化、合物为主要成分。核糖核酸中也有碳水化合物。
(3)保肝解毒作用 糖与蛋白质结合成糖蛋白，保持蛋白质在肝脏中的储备量，摄入充足的糖可以增加肝糖元的贮备，能增进肝细胞的再生，加强肝的功能，保护肝脏，因此，患肝炎病人宜用高糖膳食。此外，葡萄糖醛酸还直接参与肝脏的解毒作用，使有毒物质变为无毒物质而排出体外。在动物实验中证明肝脏有解除四氯化碳、酒精、砷中毒的作用，但当动物肝脏内的肝糖元由于碳水化合物供量不足而下降时，其解毒作用则显著下降。
(4)节约体内蛋白质的消耗 体内糖充足时，机体则首先利用糖来供给热能，糖对蛋白质在体内的代谢过程也很重要，人如果依靠蛋白质来供给能量是很不经济的，只有在糖类和脂肪摄取不足的情况下，蛋白质才会分解供能，久之会出现氮的负平衡。蛋白质与糖一起摄入，可增加ATP的合成，有利于氨基酸的活化和蛋白质的合成，蛋白质分解减少，使氮在体内储留量增加，这种作用被称为糖对蛋白质的庇护作用(或叫节约作用)。
(5)维持脂肪的代谢、糖对脂肪在体内的代谢也有很大的影响，脂肪在体内正常代谢必须有糖存在，才能在代谢中被彻底氧化燃烧。当糖缺乏时，就会动员体内脂肪供给能量，由于缺少糖，脂肪氧化不全而产生过多的丙酮酸 (即酮体)，于是就会出现酮体堆积，引起酮血症(酸中毒)，这是临床上最常见的一种代谢性酸中毒。故糖的摄入充足，就可调节体内脂肪的氧化，减少酮体的产生，防止酸中毒。
(6)维持血糖恒定 糖被吸收后在血液中以葡萄糖形式维持在一定范围内，正常人空腹血糖为
3.9～6.1毫摩尔／升。血糖随血液流经各组织时，一部分贮存在肌肉，称肌糖元；一部分贮存在肝脏，称为肝糖元。当摄入碳水化合物或脂肪过多时，多余的糖就转变为糖元，贮存于肝脏和肌肉中；当体内缺糖，糖元就分解为葡萄糖，供身体需要。血糖是神经和心脏活动的主要能源，也是肌肉运动的主要燃料，对维持心脏、神经的正常功能，增强耐力极为重要。因中枢神经组织中储存营养素很少，主要是利用血糖供其代谢，体内缺糖时，血糖就下降，出现低血糖症，可严重影响脑组织的机体活动，影响心脏和肌肉的工作能力。
2．糖的供给量及来源
糖的主要生理功能是供给热量，因此人每天需要多少糖，应该随人体每天需要的热量而定。按照我国人民的膳食习惯，以占总热量的60％～70％为宜。例如供热能12:55兆焦，其中碳水化合物应占7.53～8.16兆焦，即450～488克，也可略少。热能消耗大的人，由糖供给的能量可高达85％以上，一般认为对普通轻便工作的人，每人每日有300～400克即足够了；对从事体力劳动者，则需要量相应增加；儿童、少年每千克体重约需6～10克，因其新陈代谢比成人高。
糖的来源主要是谷类和根茎类食品，如各种粮食和薯类，其中米、面、玉米、高粱中的碳水化合物含量为70％；绿豆、红豆等豆类中约含20％～30％；薯类、藕、山药等块根中约含15％～30％，这些食物中含有大量的淀粉和少量的单糖、双糖。各种食糖也是人体糖的来源，例如蔗糖、麦芽糖等。蔬菜和水果除含有少量单糖外，是维生素和果胶的主要来源。由于我国的膳食是多糖膳食，其中热能有65％～85％来自粮食和根茎类食品，因此一般不会缺乏糖类。食物中碳水化合物含量见表。（附表：食物中碳水化合物含量）
糖代谢概况
糖原合成：G→Gn
糖异生：非糖物质（生糖AA、甘油、HL）?糖
糖原分解：Gn→G（肌糖原供肌肉急需，肝糖原补充血糖）
糖酵解：Gn 、G→HL（无氧、胞液、较快、不彻底）
糖的有氧氧化：Gn 、G→CO2、H2O（有氧、需线粒体、较慢、彻底）
磷酸戊糖途径：Gn 、G→NADPH、R-5-P（提供还原当量、核酸合成原料）
糖酵解的2、3-BPG支路：Gn 、G→2、3-BPG（RBC特有中，与RBC运氧有关）
糖是运动时唯一能无氧代谢合成ATP的细胞燃料。糖氧化具有耗氧量低、输出功率较脂肪氧化大等特点，是大强度运动的主要能量来源。
(1)当以90％―95％最大摄氧量以上强度运动时，糖供能占95％左右；
(2)是中等强度运动的主要燃料；
(3)在低强度运动中糖是脂肪酸氧化供能的引物，并在维持血糖水平中起关键作用；
(4)任何运动开始、加力或强攻时，都需要由糖代谢提供能量。
第一节 肌糖原与运动能力
第二节 血糖与运动能力
第三节 肝脏释放葡萄糖与运动能力
第四节 乳酸与运动
第一节 肌糖原与运动能力
一、影响肌糖原储量的因素
储量约为10―15克／千克湿肌。
影响因素：
1、肌肉部位：
2、肌纤维类型：一般认为，快收缩肌纤维内糖原含量略高于慢收缩肌纤维。
3、运动训练水平：长时间耐力训练，可使糖原储量增加一倍。
4、饮食：正常糖原含量的肌肉对饮食糖的敏感性较低。只有在预先经运动耗尽肌糖原的情况下，高糖饮食后才出现肌糖原储量明显提高。
肌肉的分类：
按肌肉收缩的速度
快肌收缩速度快、力量大、但易疲劳；慢肌收缩速度慢、力量小、但不易疲劳。
两种类型的肌纤维共存于每一块肌肉中，但比例不一。
布茹克司(Brooks，1970)
Ⅰ型和Ⅱ型；Ⅱ型中又根据对NADH（四唑）还原酶的显色反应不同分为Ⅱa、Ⅱb和Ⅱc
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