Voluntary exercise improves metabolic profile in high-fat fed glucocorticoid-treated rats

doi:10.1152/japplphysiol.00467.2014

.2015年6月1日；118(11):1331-43.

doi:10.1152/japplphyperical.00467.2014。 Epub 2015年3月19日。

自愿运动改善高脂喂养糖皮质激素治疗大鼠的代谢状况

杰奎琳·博德利¹, 艾米丽·邓福德¹, 埃尔万·莱克莱尔¹, 埃林·曼德尔¹, 阿什利·佩克特¹, 塔拉·L·哈斯¹, 迈克尔·C·里德尔²

附属公司

¹加拿大安大略省多伦多约克大学健康学院运动与健康科学学院、肌肉健康研究中心和体力活动与慢性病科。
²加拿大安大略省多伦多约克大学健康学院运动与健康科学学院、肌肉健康研究中心和体力活动与慢性病科mriddell@yorku.ca。

PMID： 25792713
预防性维修识别码：项目经理4451293
内政部： 10.1152/jappl生理学.00467.2014

自愿运动改善高脂喂养糖皮质激素治疗大鼠的代谢状况

杰奎琳·博德利等。应用物理学杂志（1985）. 2015.

.2015年6月1日；118(11):1331-43.

doi:10.1152/japplphyperical.00467.2014。 Epub 2015年3月19日。

作者

杰奎琳·博德利¹, 艾米丽·邓福德¹, 埃尔万·莱克莱尔¹, 埃林·曼德尔¹, 阿什利·佩克特¹, 塔拉·L·哈斯¹, 迈克尔·C·里德尔²

附属公司

¹加拿大安大略省多伦多约克大学健康学院运动与健康科学学院、肌肉健康研究中心和体力活动与慢性病科。
²加拿大安大略省多伦多约克大学健康学院运动与健康科学学院、肌肉健康研究中心和体力活动与慢性病科mriddell@yorku.ca。

PMID： 25792713
预防性维修识别码：项目经理4451293
内政部： 2015年10月15日/日本物理学会00467.2014

摘要

外源性皮质酮（CORT）和高脂饮食（HFD）治疗后，年轻雄性Sprague-Dawley大鼠迅速诱发糖尿病。定期运动可缓解胰岛素抵抗/糖尿病啮齿动物的胰岛素不敏感性并改善胰腺β细胞功能，但其在糖皮质激素升高的动物模型中的作用尚不清楚。我们研究了自愿运动（EX）对CORT-HFD治疗的雄性Sprague-Dawley大鼠（～6周龄）糖尿病发展的影响。对动物进行2周的跑步训练，然后给予HFD，无论是蜡（安慰剂）还是CORT颗粒，并分为4组：安慰剂-牙本质（SED）或-EX和CORT-SED或-EX。经过2周的训练和治疗，CORT-EX动物内脏肥胖症减轻，骨骼肌IIb/x型纤维面积增加，与CORT-SED动物相比，氧化能力、毛细血管与纤维比率和胰岛素敏感性（均P<0.05）。尽管CORT-EX动物仍有空腹高血糖，但与CORT-SED动物相比，这些数值显著改善（14.3±1.6 vs.18.8±0.9 mM）。此外，与CORT-SED相比，CORT-EX对口服葡萄糖激发的急性体内胰岛素反应增强了约2倍（P<0.05），这在离体胰岛中得到了进一步证明。我们得出的结论是，在大鼠体内自愿轮转可以改善服用CORT和HFD的动物的代谢状况和骨骼肌组成，但不能完全恢复正常。

关键词：糖皮质激素；糖耐量异常；高脂肪饮食；2型糖尿病；车轮自动运行。

PubMed免责声明

数字

**图1。**
实验治疗组(A类)和实验设计示意图(B类). 打开*第−14天*，所有动物均单独饲养，并分为4组中的1组：运动安慰剂组（placebo-EX）、皮质激素组（CORT）-EX、牙齿安慰剂组（placebo-SED）和CORT-SED。此时，所有EX动物都被引入笼子中的轮子，并等待2周以适应实验条件。打开*第0天*根据指定的实验组，将蜡或CORT颗粒皮下植入动物体内，所有动物都可以随意给予高脂肪饮食（HFD；60%）。颗粒植入后7天（～0800），采集血样以测量血浆CORT和血糖水平。打开*第11天*动物禁食过夜（～16小时），第二天禁食(*第12天*)进行口服葡萄糖耐量试验。打开*第14天*（约0800），再次采集血样，以测量血浆CORT和血糖水平。在晚上*第15天*，动物被禁食*第16天*对动物进行胰岛素耐受性试验。所有动物在*第17天*和22实验方案。

**图2。**
颗粒治疗期间相对于手术前质量的体重(A类)，颗粒处理期间每天的绝对运行距离(B类)，以及相对于手术前跑步距离的每日跑步距离(*第2天*) (C类). 在整个颗粒治疗期间，经CORT治疗的动物的相对体重减少了约10–15%，而经安慰剂治疗的动物从*第2天*向前(*P（P）*< 0.05). CORT-EX动物每天比安慰剂-EX动物跑得更远(*P（P）*< 0.05); 然而，CORT-EX动物在手术前跑得更多。颗粒植入物对相对跑步距离没有影响；n个= 7–12. 所有值均为平均值±SE。

**图3。**
葡萄糖耐量(A类和A类′），胰岛素分泌(B类和B类′），急性胰岛素反应（AIR，C类和D类)以及口服葡萄糖耐量试验（OGTT）0和10分钟期间血浆胃抑制多肽（GIP）和胰高血糖素样肽1（GLP1）的水平(E类和F类). CORT-SED治疗后血糖水平升高(*P（P）*<0.001）和自愿轮转降低了CORT治疗动物的葡萄糖耐量。与安慰剂治疗的动物相比，口服葡萄糖激发后的血浆胰岛素水平在CORT治疗中升高，并因增加转轮而加剧(*P（P）*< 0.01);n个=7–12，适用于所有上述图表。外源性葡萄糖激发后基础和15分钟之间的AIR随着EX处理而升高，而在SED处理的动物中则降低(n个= 6–12). CORT-EX和SED组的空腹血浆胰岛素浓度较高与空腹血糖浓度较高相关(第页²0.47,*P（P）*< 0.0001);n个= 6–12. CORT组动物的空腹和刺激GIP和GLP1水平高于安慰剂组；n个= 4–5. 安慰剂组和CORT-SED组的统计显著差异(*P（P）*<0.05），使用Bonferroni的双向方差分析(A类′,B类′,E类、和F类)和邓肯的(C类)事后测试。所有值均为平均值±SE，除D类，其中值是独立的。

**图4。**
β-细胞功能(A类)通过HOMA-β测定，葡萄糖刺激胰岛素分泌（GSIS）(B类)和胰岛素敏感性(C类和C类′). HOMA-β是β细胞功能的一个指标，在安慰剂组和CORT治疗的动物组中，随着车轮的自愿转动，HOMA-？增加。与安慰剂治疗组相比，CORT-SED组在低（2.8 mM）和高（16.7 mM）葡萄糖培养基中的胰岛素分泌更高。CORT治疗动物的自愿运动使GSIS正常化；n个=每组3-7人。通过对胰岛素丸的反应测量的胰岛素敏感性在CORT治疗的动物中通过自愿转动轮子而得到改善(*P（P）*< 0.05);n个= 7–12. 安慰剂-SED和CORT-SED的统计显著性*(*P（P）*<0.05）使用Duncan的双向方差分析(B类)和邦费罗尼的(C类'）事后测试。所有值均为平均值±SE。

**图5。**
肌肉(A类)和肝脏(B类)通过ORO染色完成脂质积聚。CORT治疗增加了肌肉（胫骨前肌）和肝脏的脂质沉积。在CORT治疗的动物中，运动对降低胫骨前部或肝脏的脂质积聚没有影响。代表性图像显示自n个= 6.

**图6。**
通过琥珀酸脱氢酶（SDH）组织学测定的肌肉氧化能力(A类和B类)，PGC1-α蛋白含量(C类)、毛细纤维比(D类和E类)I、IIa和IIb/x肌纤维类型的横截面积（CSA）(F类和*G公司*)和FOXO1蛋白质含量(*H（H）*). 所有安慰剂和CORT-EX肌肉类型的肌肉氧化能力均增加；n个= 6. 在I型和IIa型肌肉切片中，CORT-SED的氧化能力较低。与SED组相比，EX处理动物组的PGC1-alpha倾向于更高；n个= 5. 与所有治疗组相比，CORT-SED治疗组的毛细血管与纤维比率显著降低，CORT-EX动物的毛细血管和纤维比率高于CORT-SDE动物(*P（P）*< 0.05,n个=6–9），表明CORT诱导的毛细血管稀薄可以通过意志运动来预防。通过以下方法对毛细血管进行染色*单叶灰树*将分离的荧光素和图像颜色反转，以增强肌纤维的可视化。在CORT治疗的IIb/x肌纤维动物中，CSA随着运动趋于正常。CORT-SED和EX处理增加FOXO1蛋白含量；n个= 4–5. 安慰剂-SED和CORT-SED的统计显著性*(*P（P）*<0.05），使用双向ANOVA和Bonferroni的事后检验。所有值均为平均值±SE。

**图7。**
IRS-1型(A类)，AKT总计(B类)，AKT磷酸化T308(C类)和GLUT4蛋白质含量(D类)胫骨前（TA）肌。运动倾向于增加安慰剂和CORT动物的IRS-1蛋白含量。与CORT-SED动物相比，CORT-EX动物具有更高的Akt总蛋白含量，但各组之间Akt磷酸化T308蛋白含量没有差异。治疗组之间GLUT4蛋白含量无差异；n个= 4–5. *CORT-SED的统计显著性(*P（P）*<0.05）使用双向方差分析和Bonferroni的事后检验。所有值均为平均值±SE。

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[1] Abad V、Chrousos GP、Reynolds JC、Nieman LK、Hill SC、Weinstein RS、Leong GM。青春期糖皮质激素过量会导致骨量严重持续不足和中央体脂肪增加。《骨矿工研究杂志》16:1879–18852001。-公共医学

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