耐力训练工作肌脂肪甘油三酯脂肪酶上升与运动性骨骼肌适应

Adipose triglyceride lipase (ATGL) is a novel key triglyceride lipase. Intramuscular triglycerides (IMTG), hydrolysis by ATGL is energy supply for muscle contraction in the working muscle. The level of IMTG was negatively correlated with insulin resistance and ATGL help in maintaining exercise performance. The relationship between the higher level of ATGL and the ATGL energy metabolism has been unclear now in endurance training. Our research aim at: 1)The effect of endurance training on the working muscle ATGL changes in wild-type mice, and the relationship between signaling molecules (cAMP, PPAR-γ, AMPK, etc.) and ATGL in vivo and in vitro through signal molecule inhibitors and(or) agonists; 2) experiments of comparison between wild-type and ATGL (-/-) mice, the relationship between higher level of ATGL in endurance training and adaptations of skeletal muscle to exercise including fatty acid metabolism enzyme,insulin resistance, mitochondrial volume density;and difference of signal pathway molecules (Ser / Thr kinase and PKC, TLR4, PPARs).Our research will be useful for development of exercise energy supply theory, to reveal the mechanism of adaptations of skeletal muscle to exercise,to serve lose weight by exercise and diabetes prevention.

脂肪甘油三酯脂肪酶（ATGL）是新发现的脂肪水解关键酶，在工作肌中，ATGL水解肌内甘油三酯(IMTG)，为肌肉收缩供能，而IMTG与胰岛素抵抗呈负相关；ATGL有助于维持运动能力。耐力训练ATGL上升和机制及ATGL对能量代谢作用尚未见报道。拟以1）野生型小鼠为实验对象,围绕耐力训练工作肌ATGL变化,探讨工作肌IMTG、有关信号分子（cAMP、PPAR-γ、AMPK等）与ATGL 变化关系;通过在体、离体等研究方法，外加信号分子抑制剂或激动剂，探究工作肌ATGL 上升机制；2）野生型和ATGL（-/-）小鼠对照实验，运动训练ATGL与能量代谢适应的关系，脂肪酸代谢有关酶、胰岛素抵抗、线粒体体密度之间关系；观察信号途径分子（Ser/Thr激酶和PKC、TLR4、PPARs）差异，探究其的信号途径。本研究将丰富运动供能理论、有助于揭示运动性骨骼肌适应的机制，为运动减肥和防治糖尿病服务。

[背景].脂肪甘油三酯脂肪酶（ATGL）是脂肪水解的限速酶，其参与代谢病的调节，对耐力训练反应敏感。.[研究内容].1.观察运动训练时野生型小鼠骨骼肌ATGL、脂滴包被蛋白家族（Plins）和比较基因识别58(CGI-58)的变化，探讨其与肌内甘油三酯变化的关系。.2.注射cAMP激活剂Forskolin，PPAR-γ抑制剂T0070907；来观察耐力训练不同时间点C57BL/6J小鼠ATGL基因和蛋白表达，探究其信号分子机制。.3.观察ATGL－/－小鼠耐力训练时胰岛素抵抗、糖转运蛋白及线粒体密度的变化；测定相关信号蛋白，探究其与胰岛素抵抗、工作肌糖转运蛋白及线粒体密度的变化之间的关系。.[结果].1.耐力训练时，PLIN家族（除PLIN2）、CGI-58基因和蛋白的表达变化参与了对IMTG水解的调节；随后其效果减弱。.2.耐力训练会引起C57BL/6J小鼠比目鱼肌和腓肠肌中的ATGL基因和蛋白表达上升，信号分子cAMP和PPAR-γ参与了这一过程。.3.耐力训练时，ATGL通过上调Akt和PKC促进胰岛素敏感性和改善胰岛素抵抗；ATGL上调PPAR-α起到促进线粒体含量。.[关键数据].1.耐力训练对小鼠比目鱼肌中的肌内甘油三酯高于腓肠肌；耐力训练时，骨骼肌肌内甘油三酯先降后升 (P <0.05)；耐力运动过程中，骨骼肌（比目鱼肌和腓肠肌）PLIN家族（除PLIN2）、CGI-58基因和蛋白显著增加(P <0.05)。.2. Forskolin组的ATGL基因和蛋白表达无论是比目鱼肌还是腓肠肌都出现显著高于对照组（P<0.05），T0070907组的腓肠肌中ATGL基因和蛋白表达显著低于对照组（P<0.05）；在四周的耐力运动训练后，forskolin组的ATGL基因表达腓肠肌显著高于比目鱼肌（P<0.05）。.3.运动训练后，腓肠肌和比目鱼肌Akt、PKC、磷酸化水平、腓肠肌总Akt、PPAR-α蛋白表达存在基因类型、运动训练的差异（P <0.05）。.[意义]. 探究运动时工作肌ATGL变化及其调控信号途径，有助于丰富运动时肌肉供能理论和了解运动改善肌肉胰岛素抵抗的形成机制。