有氧运动对瘦素影响的研究现状

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  瘦素在1994年肥胖基因(ob gene)的分离后被发现〔1〕,它是ob gene编码的蛋白产 物,并由脂肪组织分泌进入血液循环。瘦素通过与中枢神经系统的受体结合来调节体内的能 量平衡〔2〕、脂肪储存、造血、生殖、骨的代谢等多种功能。瘦素最主要作用是对 能量平衡的影响,血浆瘦素在空腹或能量限制、体重减轻时急性减少〔3〕。因而, 运动通过改变系统能量流动和平衡。所以运动与瘦素的关系已引起众多学者的关注。本文就 近年来有关不同的运动类型对瘦素的影响作一综述,并讨论了瘦素的生理作用以及可能的机 制。
  1 瘦素的概述
  瘦素(leptin)是由脂肪组织分泌的一种细胞因子,分子量约为16KD,脂肪组织是瘦素表达的 主要器官,然而在骨骼肌〔4〕、胸上皮、胎盘和大脑也发现有表达。给予ob/ob小鼠 瘦素,出现摄食减少、体重降低、能量代谢增加、血糖和胰岛素正常化等生理效应〔5 〕。对东京附近地区郡县的全部青少年做具有代表性的抽样研究发现,肥胖个体中有高浓 度的瘦素〔6〕。在成人的研究中也得到同样的结论。普遍认为体脂含量和脂肪细胞 的大小决定了瘦素的分泌,并且循环瘦素的浓度与人和动物的脂肪测量指标如BMI,体脂百 分比以及总脂肪量相关〔7〕。瘦素通过下丘脑的调节作用,影响饱食中枢从而有助 于调节能量平衡;直接或间接活化骨骼肌中的AMPK,从而增加脂肪酸的氧化和葡萄糖的摄取 〔8〕。瘦素的分泌受到能量限制或运动造成的脂肪量的变化的调节,也受到糖皮质 激素、生长激素、儿茶酚胺〔9〕等激素的影响。长期的生活方式的改变能影响瘦素 的分泌。
  2 有氧运动对瘦素的影响
  普遍认为,有氧运动是一种预防和治疗动脉粥样硬化、肥胖、糖尿病以及改善胰岛素敏感性 的非药物干预方式〔10〕。国外有关运动对瘦素影响的研究主要集中在有氧运动上, 但是研究的结果是不尽相同。
  2.1 一次急性有氧运动对瘦素的影响 瘦素水平在一次急性有氧运动后降 低已 被几个研究证实〔11,12〕,然而大多数实验研究表明一次急性运动对瘦素没有显著 影响〔13,14〕。一次急性有氧运动后降低瘦素的机制可能是与儿茶酚胺相联系的, 儿茶酚胺可能降低脂肪组织中瘦素的表达,由运动引起的能量负平衡对瘦素的产生也有显著 影响。Hilton〔15〕研究了久坐和经过训练的女性受试者,他们发现,运动应激在没 有降低能量利用情况下不影响瘦素水平,当每天的能量消耗超过能量摄入时瘦素水平出现下 降,他们认为,这是由于脂肪和碳水化合物氧化的顺序不同造成的,高碳水化合物的利用抵 消了能量平衡对瘦素的影响。Duclos报道〔16〕,与运动相关的FFA和甘油浓度的升 高与瘦素的下降有关。激素和代谢物的相对浓度似乎有上调(皮质醇、胰岛素、葡萄糖)和下 调(睾酮、肾上腺素、去甲肾上腺素)运动中和运动后的瘦素水平。另外,运动过程中运动的 类型、强度、时间、能量消耗血样抽取的时间〔17〕,个体差异等因素也是造成结果 差异的因素。
  总的来说瘦素不受一次急性有氧运动的影响。
  2.2 长期有氧运动对瘦素的影响
  长期的有氧运动对瘦素影响得到了广泛的研究。Wendy等对21位老年妇女进行9个月的有氧训 练进行了研究。结果证明,耐力训练导致停经后的妇女血清瘦素水平的显著降低,同时该研 究也证明,雌激素参与瘦素的调节。其他许多长期有氧运动的研究也得出了相同的结论 〔18,19〕。其中,Mehmet等人对专业足球运动员和久坐的健康男性研究表明,长期有氧 训练的运动员瘦素水平显著低于对照者,脂肪是瘦素的决定因素。Thong等人〔20〕对52名中等程度的肥胖者进行了12周的有氧运动,并对实验组的设计进行了创新,把由运动 引起的能量消耗组与通过能量限制引起的组作对照,避免了以前对运动影响瘦素分泌的研究 由于不能把运动本身对瘦素影响从能量平衡的影响区别开来,该研究发现,瘦素的变化随总 脂肪量和皮下脂肪量的减少而下降,但与腹部脂肪量无关,独立于体重的减少的影响对瘦素 没有显著作用。部分研究证明了有氧运动独立于脂肪量的变化而降低瘦素水平〔21〕
  其中,Janne等人〔22〕对186人随机分组,研究了长期的生活方式的改变(包括饮食 限制和有氧运动)对瘦素的影响。结果表明,长期的生活方式的改变能够减少血浆瘦素浓度 ,而不是由于脂肪量的变化。Pasman和Saris〔23〕研究了长期有氧训练对瘦素的影 响,并得出规律的有氧运动能够重调定瘦素水平,并在一定脂肪量情况下保持这一低水平。 也有人认为,体育活动能影响交感神经信号,交感神经活动的增加促进瘦素的下调。Halle 〔24〕研究了患有2型糖尿病的肥胖者,进行1个月的自行车运动,并配合低脂饮食, 结果导致瘦素和体重的下降,研究者认为,瘦素与胰岛素的关系是由血清甘油三酯或脂肪酸 浓度升高间接影响的。另外,Hicky等人〔25〕研究了12周的有氧运动后在没有脂肪 量变化的情况下,瘦素下降17.5%,这可能是由于性别差异造成的。
  总之,长期有氧运动后,瘦素的改变主要是运动的减脂效应或之前的运动引起的能量负平衡 的结果,独立于脂肪量减少的影响,长期的有氧运动对瘦素没有显著影响。
  虽然没有实验证明运动对瘦素的直接的证据,但是体育活动对于体重的长期调节、胰岛素抵 抗改善、心血管疾病的干预是非常重要的,也找到了有氧运动对健康的证据。可能运动对身 体的应激反应参与了瘦素的分泌并介导了瘦素的生理作用,其中的机制需要进一步研究。
  3 运动中瘦素的作用及其机制
  文献资料表明,瘦素可能在能量平衡的调节、脂肪的储存、改善胰岛素敏感性,骨骼代谢, 生殖,激素等方面起重要作用。
  Minokoshi等人〔26〕证明了瘦素能刺激AMPK的活化,增加骨骼肌中脂肪酸的的庋化。瘦素通过选择性地刺激骨骼肌中磷酸化 2AMPK催化亚基的活化。AMPK激活的同时,瘦 素抑制了乙酰辅酶A羧化酶的活化,这种酶降低了脂肪酸的合成,因而,瘦素减少脂肪酸和 甘油三脂的合成,增加了脂肪酸的氧化,减少了脂肪的储存〔27〕。该实验证实了AM PK是瘦素对骨骼肌内脂肪酸代谢作用的主要的调节因子。而且,最近Rigmorsolberg等人 〔6〕证明了瘦素在人的未分化的肌细胞中高度表达,并且在分化为成熟肌管时表达 下降,为瘦素介导骨骼肌中的能量代谢找到了进一步的证据。
  瘦素通过影响下丘脑的饱食中枢来抑制摄食和增加能量消耗,并在分子水平得到了证实,这 些影响在体重控制中是很重要的。lau.R等人〔28〕对瘦素和肌肉收缩对脂肪酸代谢 的影响进行了研究,发现在静息时瘦素刺激脂肪酸的氧化和TG的降低,但在肌肉收缩过程中 没有显著影响。
  动物研究表明,胰岛素可能调节肥胖基因的表达,并且胰岛素水平受到运动的影响。taylor 〔29〕体外实验证明胰岛素受瘦素的调节。同时,也证明瘦素和脂肪联素是胰岛素抵 抗的决定因素。
  4 研究与展望
  虽然对运动对瘦素的影响进行了广泛的研究,但是部分结论是相矛盾的,研究中出现的许多 问题仍需要回答,瘦素对能量代谢以及胰岛素抵抗等作用的确切机制还未完全阐明。将来的 研究需要从交感神经系统活性改变糖代谢与瘦素反应之间的关系,不同的运动训练类型对脂 肪组织中各种脂肪细胞因子基因表达的影响,增加体力活动改善胰岛素敏感性以及相关的脂 肪细胞因子的机制,参与调节能量平衡的其他运动应激激素的作用机制,更长时间运动后对 瘦素的影响等几个方面进行。
  
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  〔收稿日期:2011-01-12〕
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