潘红英 徐晓阳 贾章志

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 differentiated 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 intensity 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 stimulation， 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 expression decreased significantly （P<0.05）， total GLUT4 protein and membrane GLUT4 protein expression levels decreased significantly （P<0.05）； 3） Comparing group EPS+PA with group PA， glucose remaining amount decreased significantly （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 intensity 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

胰岛素抵抗（IR）是指胰岛素的外周靶组织对胰岛素的敏感性和反应性降低，导致生理剂量的胰岛素产生低于正常值的一种病理状态[1]。IR与葡萄糖代谢异常密切相关，因此改善胰岛素抵抗及葡萄糖代谢紊乱，是防治2型糖尿病及相关代谢性疾病的重要途径。骨骼肌作为机体最大的胰岛素靶器官和葡萄糖利用的主要外周组织，是IR发生的主要场所。研究发现，长期高脂饮食或短期脂肪酸大量输入，以及机体因增龄引起的退化，均可引起骨骼肌脂肪含量增加，导致出现富脂性胰岛素抵抗[2-3]。