抗阻運動在改善胰島素抵抗中的機制

劉晨濤，楊 琦

（1．西北大學體育部 ，陜西 西安 710069；2.西安醫學高等專科學校體育部， 陜西 西安 710309）

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抗阻運動在改善胰島素抵抗中的機制

劉晨濤1，楊 琦2

（1．西北大學體育部 ，陜西 西安 710069；2.西安醫學高等專科學校體育部， 陜西 西安 710309）

摘 要：體育運動是人體防治疾病的重要手段，骨骼肌作為機體最大的組織器官是維持機體健康的重要保證。研究發現，糖尿病患者隨病情的發展會出現肌肉萎縮、肌力下降等不良癥狀，嚴重危害人體健康，由于抗阻運動可以對骨骼肌有效刺激，提高肌肉質量、功能和維度受到研究人員的廣泛關注。本文旨在骨骼肌對抗阻運動的良好適應，闡述抗阻運動對胰島素抵抗的改善機制。

關鍵詞：抗阻運動；胰島素抵抗；機制

投稿日期：2015-12-21

體育運動在治療和預防代謝綜合征的作用備受關注，合理的、有規律的運動能夠對維持血糖含量、減少體脂、提高機體的體適能水平以及減少誘發心血管類疾病的危險因素有重要的作用。近年來，由于抗阻運動對肌肉的良好刺激，被越來越多的聯系到有關胰島素抵抗的研究。研究發現，糖尿病患者隨著病情發展，會出現體重的降低，其中主要表現是肌肉萎縮、骨骼肌力量下降，說明糖尿病患者的肌肉質量與胰島素抵抗指數呈負相關關系。抗阻運動是提高肌肉力量的重要手段之一，因此本文旨在基礎上闡述通過抗阻運動刺激骨骼肌肥大，增大肌肉力量改善胰島素抵抗。

1 抗阻運動促進骨骼肌肥大的機理

1.1 抗阻運動促進骨骼肌肥大的途徑

抗阻運動是一種肌肉做力量性練習的運動方式，主要無氧代謝為主，能夠促進骨骼肌力量和肌肉肥大。抗阻運動刺激促使骨骼肌肥大主要通過以下2個途徑來實現：（1）刺激原有骨骼肌細胞質量和體積的增大；（2）刺激骨骼肌細胞周圍衛星細胞，使其參與形成新的骨骼肌。肌肉質量是由機體內蛋白質合成和蛋白降解的代謝平衡來維持的，蛋白的合成和降解是通過細胞內信號轉導協同發揮作用的。骨骼肌細胞激活和肥大的信號途徑主要有2條，一條是IGF-1/PI3K/Akt1途徑激活骨骼肌細胞的蛋白質合成；另外一條是Akt1/FOXO途徑抑制細胞內的蛋白質降解。

1.2 抗阻運動促進骨骼肌肥大的分子機制

胰島素樣生長因子1主要在肝臟分泌，但是其亞型IGF-1E和機械生長因子（MGF）主要在骨骼肌內特異性表達，并受機械負重運動調節。旁分泌或自分泌的胰島素樣生長因子1與骨骼肌細胞膜上的受體（IGFR）結合后可引起受體磷酸化，磷酸化的IGFR能夠促進胰島素受體1的磷酸化，從而激活PI3K；激活態的PI3K可以催化PIP2形成PIP3，使胞漿內的Akt1轉移至細胞膜并使之激活；激活態的Akt1通過mTOR途徑完成骨骼肌細胞內蛋白質的合成。

研究表明，抗阻運動等能夠引起骨骼肌肥大的刺激因素是可以激活衛星細胞，使其產生形態學變化，如細胞數目增加、細胞膨脹等 。IGF-1和HGF（肝細胞生長因子）是激活衛星細胞的生長因子，而且IGF-1產生2種亞型IGF-1E和MGF可以通過抗阻運動刺激產生。在王靜 的負重爬梯實驗結果中發現，負重爬梯可以促使大鼠骨骼肌IGF-1和MGF表達上調，此外還有研究發現抗阻運動在受損骨骼肌也能夠分泌HGF，且分泌量與受損程度呈正相關，加速骨骼肌的生長。

2 抗阻運動對改善胰島素抵抗的作用

2.1 抗阻運動改善胰島素抵抗的分子機制

早在20世紀90年代年美國運動醫學學會首先提出了將抗阻運動作為一種保持身體健康的訓練手段，隨后便出現了有引人注目的研究結果，抗阻運動能阻止隨年齡的增長而產生的肌肉質量下降和功能喪失 ，以及改善體成分、提高心血管功能、改善胰島素抵抗、降低血脂、提高葡萄糖耐受量、增強胰島素敏感性，其作用效果都與抗阻運動誘發骨骼肌肥大相關。另外，在胰島素抵抗的信號通路上葡萄糖轉運載體4 (GLUT-4)的轉位在胰島素信號通路轉導過程中起著至關重要的作用。GLUT4的主要在骨骼肌表達，在正常狀態下GLUT4位于細胞漿中，其成功從細胞膜內轉移到細胞膜上才能發揮其載體作用。有研究發現，肌肉收縮和低氧是影響的轉位的2個關鍵因素，二者均能夠動員GLUT4從細胞內轉移到細胞膜 。從低氧能夠促進葡萄糖轉運蛋白4的轉位和有氧運動特點的角度考慮，抗阻運動主要為無氧運動，其在改善胰島素敏感性方面的效果優于有氧運動 。

2.2 不同方式的運動對胰島素抵抗的改善效果

間歇性抗阻運動在改善肥胖、久坐不

動的2型糖尿病患者的糖代謝方面是行之有效的。在對內皮因子的研究中發現，有氧運動和抗阻運動在改善血管內皮功方面具有重要作用，這2種運動都能降低2型糖尿病患者的血糖和糖化血紅蛋白水平。抗阻訓練對運動后非空腹血糖和糖化血紅蛋白水平的改善效果優于有氧運動 。劉一平 對中年糖耐量降低患者進行研究發現，進行運動干預可有效提高中年糖耐量降低患者胰島素敏感性，降低游離脂肪酸水平，且健步走結合抗阻運動雙因素干預對游離脂肪酸的降低效果優于健步走單一因素干預，所以在運動形式上可以選擇與抗阻運動相適應的方式，能取得改善胰島素抵抗更好的效果。

3 結 語

運動作為一種積極有效的手段，能夠調節人體的整體功能，是改善胰島素抵抗是最安全實用的方法之一。作為運動改善胰島素抵抗主要手段，抗阻運動不僅能提高肝臟以及脂肪組織等胰島素靶器官的敏感性，提高受體親和力，而且能通過負重刺激提高骨骼肌力量、質量以及肌肉橫斷面面積，使骨骼肌中的胰島素敏感性增加，促進機體能量代謝，降低機體血糖水平，在改善胰島素抵抗方面的效果起到關鍵作用。所以，完善的抗阻訓練方案，使全身各肌群盡可能多的參加抗阻運動，將更有利于改善胰島素抵抗，降低其并發癥的危險。最近也研究表明，大強度的抗阻訓練能更有效的對骨骼肌的刺激效果最佳，但胰島素抵抗患者常伴有各種代謝綜合征，所以在選擇運動強度上應結合身體條件，需選擇安全合理的訓練強度。

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作者簡介：劉晨濤（1987～）， 助教，碩士。研究方向：運動人體科學。

基金項目：西安市社科基金項目（項目編號：14P49）。

doi:10.3969/j.issn.1674-151x.2016.03.074

中圖分類號：G804.7

文獻標識碼：A

文章編號：1674-151X（2016）02-156-02