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研究目的:胰岛素抵抗(IR)是指各种原因使胰岛素促进葡萄糖摄取和利用的效率下降,机体代偿性的分泌过多胰岛素产生高胰岛素血症,以维持血糖的稳定。现有研究表明,线粒体功能障碍可能是引起IR及相关代谢性疾病的主要因素,而运动干预可以提高线粒体功能。位于线粒体内的沉默信息调节因子4(Sirt4)已被证实与胰岛素分泌有关。为了深入阐明运动干预IR的线粒体机制、明确运动对Sirt4的影响,本实验通过高脂饮食诱导了大鼠胰岛素抵抗模型,并与有氧运动后大鼠作对比,探究胰岛素抵抗及运动后Sirt4及其底物胰岛素降解酶(IDE)在大鼠肝脏的表达及其与胰岛素抵抗的联系。研究方法:选取2月龄Wistar大鼠,普通饲料喂养1周后随机分为普通组和建模(高脂饮食)组,建模饲养5周。将建模成功的IR大鼠随机分为高脂安静组(IR)和高脂运动组(Ie),将普通组大鼠随机分为普通安静(N)组和普通运动组(Ne)。进行适应性转轮训练1周,后采用Bedford方案的第二级负荷进行转轮运动,每周5次,共运动6周。6周训练结束后进行高胰岛素正葡萄糖钳夹实验验证建模成功,收集动物样本,对血液进行甘油三酯、胆固醇、ATP浓度的测定,通过免疫印迹法来测量肝脏中Sirt4及其底物的表达量;采用双因素分析方法对Sirt4及IDE各组表达量进行分析。研究结果:(1)高脂饮食诱导了大鼠高糖血症、高胰岛素血症、高脂血症和腹部肥胖。(2)线粒体ATP浓度(nmol/mg):IR组为0.125±0.02,IRe组为0.186±0.03,N组为0.307±0.01,Ne组为0.500±0.07。IR和IRe,IR和N,N和Ne以及IRe和N组相比ATP含量均有显著性降低(P<0.05)。(3)经双因素分析后,结果显示Sirt4蛋白在大鼠肝脏的表达量N组与Ne组没有明显区别,在IR组和Ie组较N组降低(P<0.05)。而IDE和Sirt4表达情况相一致。研究结论:(1)通过喂食高脂饲料,使用改良高胰岛素正葡萄糖钳夹实验检测IR大鼠建模成功。模型组大鼠经过6周运动,IR症状得到改善。(2)胰岛素抵抗发生后Sirt4表达明显降低,提示Sirt4能抑制胰岛素抵抗,Sirt4及其底物都涉及胰岛素抵抗的发展,而有氧运动可能通过改善线粒体功能途径达到干预大鼠胰岛素抵抗症状的作用。