第6期

电刺激对富脂性胰岛素抵抗骨骼肌细胞糖代谢的影响

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(1.华南师范大学 体育科学学院,广东 广州  510006;2.广东省体育科学研究所,广东 广州 510100)

摘      要:棕榈酸孵育C2C12细胞建立富脂性胰岛素抵抗骨骼肌细胞模型,观察一定强度的电刺激引发收缩对其糖代谢的影响。选用不同梯度浓度的棕榈酸孵育分化5 d的C2C12细胞16 h,检测各组细胞培养液中葡萄糖剩余量和细胞活性,选取合适的棕榈酸浓度建立其诱导的胰岛素抵抗细胞模型。随后实验分为4组:对照组(C组)、电刺激组(EPS组)、棕榈酸组(PA组)、电刺激+棕榈酸组(EPS+PA组),以15 V、30 ms、2 Hz的强度电刺激60 min,收样测定细胞培养液葡萄糖剩余量、AMPK-α2 mRNA和GLUT4蛋白表达量。结果显示,(1)0.5 mmol/L棕榈酸溶液孵育16 h,与C组相比,LDH、MTT无显著变化(P>0.05),葡萄糖剩余量明显增加(P<0.05),加入胰岛素刺激后,葡萄糖剩余量与刺激前相比无显著性差异(P>0.05);(2)与C组相比,PA组葡萄糖剩余量显著增加(P<0.05)、AMPK-α2基因表达显著下降(P<0.05)、总GLUT4蛋白和膜GLUT4蛋白表达量显著下降(P<0.05);(3)与PA组相比,EPS+PA组葡萄糖剩余量显著减少(P<0.05)、AMPK-α2基因表达显著升高(P<0.05)、肌管膜GLUT4蛋白表达量非常显著增加(P<0.01)、总GLUT4蛋白量虽有所增加,但无显著性变化(P>0.05)。结果说明:棕榈酸(0.5 mmol/L)孵育分化5 d的C2C12细胞16 h,可以导致其富脂性胰岛素抵抗的发生。15 V、30 ms、2 Hz的强度电刺激60 min,可以提高胰岛素抵抗骨骼肌细胞对葡萄糖的吸收,增加AMPK-α2mRNA和GLUT4蛋白的表达,有助于改善富脂性胰岛素抵抗骨骼肌细胞的糖代谢。
关  键  词:运动生物化学;骨骼肌细胞;棕榈酸;胰岛素抵抗;电刺激;糖代谢;小鼠
中图分类号:G804.7    文献标志码:A    文章编号:1006-7116(2016)06-0129-06

Effects of electric stimulation on lipid rich insulin resisting the sugar metabolism of skeletal muscle cells
PAN Hong-ying1,XU Xiao-yang1,JIA Zhang-zhi2
(1.School of Physical Education,South China Normal University,Guangzhou 510006,China;2. Sports Science Research Institute of Guangdong Province,Guangzhou 510100,China)

Abstract: By using palmitic acid to incubate C2C12 cells, the authors established a model of lipid rich insulin resisting skeletal muscle cells, so as to observe the effects of contraction triggered by a certain intensity of electric stimulation on the cells’ sugar metabolism. The authors used different gradient concentrations of palmitic acid to incubate 5d differen-tiated C2C12 cells for 16h, measured glucose remaining amount and cell activity in the cell culture fluid of various groups, selected an appropriate palmitic acid concentration to establish a model of insulin resisting the cells, which was induced by such a concentration, then divided the experiment into 4 groups: a control group (C), an electric stimulation group (EPS), a palmitic acid group (PA), and an electric stimulation + palmitic acid group (EPS+PA ), applied an inten-sity of (15 V, 30 ms, 2 Hz) of electric stimulation for 60min, collected the samples and measured glucose remaining amount, AMPK-α2 mRNA and GLUT4 protein expression levels in the cell culture fluid, and revealed the following findings: 1) Comparing the group incubated with 0.5 mmol/L palmitic acid for 16 h with group C, LDH and MTT had no significant change (P>0.05), glucose remaining amount increased significantly (P<0.05), after adding insulin stimu-lation, glucose remaining amount had no significant difference as compared with that before stimulation (P>0.05); 2) Comparing group PA with group C, glucose remaining amount increased significantly (P<0.05), AMPK-α2 gene ex-pression decreased significantly (P<0.05), total GLUT4 protein and membrane GLUT4 protein expression levels de-creased significantly (P<0.05); 3) Comparing group EPS+PA with group PA, glucose remaining amount decreased sig-nificantly (P<0.05), AMPK-α2 gene expression increased significantly (P<0.05), myotube membrane GLUT4 protein expression level increased very significantly (P<0.01), total GLUT4 protein content had no significant change (P>0.05), although increased somewhat. The said findings indicate the followings: using palmitic acid (0.5 mmol/L) to incubate 5 d differentiated C2C12 cells for 16 h can cause the occurrence of resistance of their lipid rich insulin; an in-tensity of (15 V, 30 ms, 2 Hz) of electric stimulation for 60min can promote insulin resisting the glucose absorption by skeletal muscle cells, increase AMPK-α2 mRNA and GLUT4 protein expression, thus help improving lipid rich insulin resisting the sugar metabolism of skeletal muscle cells.
Key words: sports biochemistry;skeletal muscle cell;palmitic acid;insulin resistance;electric stimulation;glucose metabolism;mouse

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