研究目的:胰岛素抵抗(IR)是多种慢性病的主要发病原因,热量过度摄入与长期久坐的生活方式容易导致肥胖而引起IR,与巨噬细胞M1型极化有关。而内脏脂肪和皮下脂肪作为两种不同类型的脂肪组织,在调节能量代谢和炎症反应方面具有重要的作用。有氧运动兼具减脂与提高胰岛素敏感性等作用,但对内脏脂肪和皮下脂肪的慢性炎症和巨噬细胞极化的改善效果尚不明确。本研究采用普通膳食与高脂膳食诱导的胰岛素抵抗小鼠模型为实验对象,施以8周有氧运动干预,验证运动对胰岛素抵抗及糖脂代谢的改善作用,探究有氧运动对内脏脂肪和皮下脂肪的慢性炎症及巨噬细胞极化的影响。研究方法:62只5周龄C57BL/6小鼠随机分为正常膳食组(N,n=23)与高脂膳食组(H,n=39),喂养12周后分为正常安静组(NS,n=8),正常运动组(NE,n=10),高脂安静组(HS,n=12)和高脂运动组(HE,n=14)。高脂组喂养脂肪供能比为60%的高脂饲料;运动组进行最大运动强度的50%-60%的跑台运动,1h/天,5天/周,持续8周。记录每周的摄食量,体重和空腹血糖(FBG),运动分组及正式取材前腹腔注射浓度为50%的葡萄糖注射液(2g/kg)以分析其葡萄糖耐量。通过葡萄糖耐量试验(IPGTT)结果的血糖值曲线下面积(AUCIPGTT)和胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)评价胰岛素抵抗模型小鼠。干预结束次日取附睾脂肪组织(e WAT)和皮下脂肪组织(sWAT)称湿重并计算脂体比,结合试剂盒检测的血清甘油三酯(TC)、总胆固醇(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C),评价脂代谢。酶联免疫吸附测定血清炎症因子IL-1β、TNF-α以及附睾和皮下Imidazole ketone erastin细胞培养脂肪组织的IL-1β、IL-10水平,评价系统性及脂肪局部慢性炎症状态。HE染色观察附睾脂肪与皮下脂肪组织各横截面积范围的脂肪细胞数量,免疫荧光染色检测巨噬细胞极化相关蛋白表达与定位。Western Blot检测附睾脂肪和皮下脂肪组织的Perilipin1蛋白表达量,评价其脂肪细胞的脂滴功能水平。采用Shapiro-Wilk检验对数据进行正态性检验。验证胰岛素抵抗模型采用单样本t检验。每周监控的指标采用单因素重复测量方差分析。服从正态分布的各组数据采用双因素方差分析,不服从正态分布的则采用Scheirer-Ray-Hare检验。研究结果:1)12周高脂膳食干预后小鼠FBG(P<0.01)、HOMA-IR(P<0.05)水平显著升高,50%葡萄糖注射液后的第0、30、60、90、120min血糖水平均显著升高(P<0.001),AUCIPGTT显著增加(P<0.001),表明高脂膳食成功诱导小鼠胰岛素抵抗。8周有氧运动干预显著降低小鼠FBG(P<0.001)、HOMA-IR(P<0.001)、葡萄糖注射后的第0、30、60、90、120min血糖水平以及AUCIPGTT(P<0.001),改善IR。2)试剂盒方法检测血脂四项,发现NS组的血清TC(P<0.01),LDL-C/HDL-C(P<0.001)水平显著上升,体重以及e WAT(P<0.001)和sWAT(P<0.001)脂体比也显著上升;8周有氧运动干预有效降低胰岛素抵抗小鼠体重(P<0.05)、脂体比(P<0.05,P<0.05)、TC(P<0.05)和LDL-C/HDL-C(P<0.01)水平。说明本研究中高脂膳食降低小鼠脂代谢,而8周有氧运动具有改善脂代谢的作用。3)HE染色检测脂肪细胞形态,计算各横截面积下的脂肪细胞数量,发现HS组e WAT中横截面积为4000-8000μm~2(P<0.01)的脂肪细胞数量均显著增加,sWAT中3000-6000μm~2(P<0.05)的脂肪细胞数量均显著增加;NE组sWAT中横截面积<1000μm~2(P<0.001)的脂肪细胞数量显著增加,而2000-4000μm~2(P<0.05)的细胞数量显著减少;HE组e WAT中横截面积<1000μm~2(P<0.001)的脂肪细胞数量显著增加,而3000-6000μm~2(P<0.05)和7000-8000μm~2(Trichostatin A临床试验P<0.05)的脂肪细胞数量显著减少;sWAT中横截面积为3000-5000μm~2(P<0.01)的脂肪细胞数量显著减少。说明高脂膳食小鼠中e WAT的脂肪细胞扩增更严重,而8周有氧运动干预后sWAT的脂肪细胞增生更强。4)Western Blot方法检测脂肪组织脂滴功能水平发现,与NS组相比,e WAT(P<0.01)和sWAT(P<0.05)HS组的Perilipin1蛋白表达量下降,sWAT的NE组表达量显著升高(P<0.001)。说明8周有氧运动能增强健康小鼠sWAT的脂滴功能,却未能扭转由高脂膳食引起的脂肪组织脂滴功能减弱。5)酶联免疫吸附法检测血清、附睾脂肪和皮下脂肪组织炎症因子水平发现,高脂膳食小鼠e WAT(P<0.001)和sWAT(P<0.01)的IL-1β水平显著上升,IL-10水平(P<0.05,P<0.001)显著下降;8周有氧运动干预后的e WAT(P<0.001)和sWAT(P<0.05)IL-1β水平显著下降,sWAT的IL-10水平(P<0.001)显著上升。而12周和20周高脂膳食oncolytic immunotherapy干预后血清炎症因子TNF-α(P=0.747,P=0.237)和IL-1β(P=0.237,P=0.147)水平均无明显改变。提示可能存在其它组织与促炎组织抗衡。6)免疫荧光染色检测附睾脂肪和皮下脂肪组织巨噬细胞极化水平,发现e WAT中HS组的CD11C/CD206平均荧光强度显著高于NS组(P<0.001);与HS组相比,HE组的CD11C/CD206平均荧光强度显著降低(P<0.01);在sWAT中,各组间的CD11C/CD206平均荧光强度无显著差异。提示e WAT相较sWAT的巨噬细胞极化的调节作用可能在脂肪组织慢性炎症和IR中影响更大。研究结论:高脂膳食未引起小鼠产生系统性慢性炎症,但导致小鼠内脏脂肪和皮下脂肪组织慢性炎症,并且内脏脂肪的巨噬细胞M1极化/M2极化较皮下脂肪更严重。有氧运动改善胰岛素抵抗小鼠糖脂代谢以及内脏和皮下脂肪组织的慢性炎症。高脂膳食对白色脂肪组织的负面影响倾向于内脏脂肪,有氧运动的积极作用则倾向于皮下脂肪。