T2DM患者脂联素与相关激素和运动的研究综述

赵 伟 李世伟

T2DM患者脂联素与相关激素和运动的研究综述

赵 伟1李世伟2

（1.贵州工程应用技术学院，贵州 毕节 551700；2.遵义医科大学 医学与科技学院，贵州 遵义 563006）

在T2DM患者中，脂联素的水平一般比常人较低。文章以T2DM患者的脂联素水平为主题，综述了脂联素与相关激素和运动的关系。在相关激素的影响上，脂联素对胰岛素的作用主要体现在增加胰岛素的灵敏度、减少胰岛素的释放、抑制葡萄糖的产生等方面；脂联素对瘦素的影响主要体现在对瘦素分泌和作用的调节上。在一次运动与长期运动中，一次高强度间歇运动可以显著增加血清中的脂联素水平，而这种运动模式对于改善肥胖、糖尿病、高血压等代谢性疾病的效果尤为显著；在长时间的有氧运动中也可以增加血清中的脂联素水平，但效果不如一次高强度间歇运动显著。

脂联素；运动；胰岛素；瘦素

1 脂联素概念

脂联素（Adiponectin，AdipoQ，APN）是一种由脂肪组织分泌的激素，是一种脂肪细胞因子，它可以增加葡萄糖的代谢和胰岛素的敏感性。脂联素不仅可以促进葡萄糖的摄取和利用，还可以抑制糖原的分解和肝糖异生。此外，脂联素还能够影响胆固醇代谢和脂类的合成，参与机体的能量代谢和炎症调节等生理过程。

脂联素在代谢紊乱（如肥胖、Ⅱ型糖尿病、冠心病和代谢综合征）中起着重要作用，因其具有胰岛素增敏、抗炎、抗动脉粥样硬化等特性，越来越成为当今研究的热点。

1.1 脂联素的结构与功能

脂联素由247个氨基酸多肽构成，包含3个外显子和2个内显子及4个功能域。脂联素主要有白色脂肪组织分泌，定位于3q27染色体上，全长17Kb，分子量为30Kda，该区域已被确认为是携带Ⅱ型糖尿病和代谢综合征易感基因的区域[1]。

目前已知的血浆中脂联素共有3种类型，分别是：三聚体、六聚体和多聚体，三聚体为低分子量脂联素（LMW）、六聚体为中分子量脂联素（MMW）、多聚体为高分子量脂联素（HMW），三种脂联素类型之比为25%:25%-35%:40%-50%[2]，在体内发挥生理作用的脂联素为多聚体形式的脂联素。

脂联素在血浆中的浓度为5～30μg/mL，在正常情况下它完全由脂肪组织分泌，占人体血浆蛋白的0.01%，是血浆中最丰富的特异性脂肪细胞因子，为常见激素的3倍，女性高于男性，无昼夜节律变化[3]。血清脂联素水平也可随肥胖程度而降低，与胰岛素敏感性呈正相关[1]。

通过查阅多篇文献，脂联素在体内具有多种生物学功能，调节脂肪代谢：脂联素能够促进脂肪酸的氧化和代谢，降低血浆中的脂肪含量，同时也能够抑制脂肪细胞的分化和增殖；调节胰岛素敏感性：脂联素能够促进胰岛素的敏感性，增强胰岛素在脂肪和肌肉组织中的作用；调节能量代谢：脂联素能够促进脂肪酸的氧化和能量消耗，增强能量代谢；调节炎症反应：脂联素能够抑制炎症反应，减少炎症介质的产生和释放。

1.2 脂联素的作用机制

脂联素通过两种AdipoR1受体和AdipoR2受体发挥作用，前者在肌肉组织中表达较高水平，后者主要在肝脏组织中表达。脂联素与受体结合后，主要通过两条信号通路，第一条是通过单磷酸腺苷活化蛋白激酶（AMPK），第二条是通过过氧化物酶体增殖物激活受体（PPAR）。

人体内大多数器官和组织都有脂联素的受体，在骨骼肌中脂联素与AdipoR1受体结合后会激活AMPK，此前的多项研究均有所证实[4-5]。AMPK短期的效应能调节代谢，如刺激脂肪酸氧化，增加葡萄糖摄取和糖酵解；长期的效应能调节基因转录。脂联素通过AdipoR2受体激活PPAR，PPAR有着重要的发挥抗主动脉粥样硬化、改善胰岛素抵抗、降血糖、抗炎等生物作用。

AdipoR1受体出现问题会导致AMPK激活受到影响，AdipoR2受体出现问题会导致PPAR信号通路激活受到影响。如果AdipoR1和AdipoR2两者同时出现问题则抑制了脂联素的结合和作用，导致组织甘油三酯含量增加，炎症和氧化应激，从而导致胰岛素抵抗和明显的葡萄糖不耐受。因此，AdipoR1和AdipoR2是脂联素在体内的主要受体，在调节糖、脂代谢、炎症和氧化等方面发挥着重要作用[6-7]。

2 脂联素与相关激素的关系

脂联素作为人体内重要的细胞因子，起着非常重要作用。目前的研究大部分均证明，脂联素与人体的糖代谢、心血管系统甚至骨骼的形成都有密切的关系，过低的脂联素水平也是T2DM发病的重要原因之一。

2.1 脂联素与胰岛素

胰岛素和脂联素在细胞内通过不同的信号通路发挥作用。胰岛素主要通过PI3K/Akt信号通路和MAPK信号通路等发挥作用，而脂联素主要通过AMPK信号通路和PPAR-α信号通路等发挥作用。研究表明，胰岛素和脂联素之间存在着复杂的相互作用关系，二者可以通过相互调节信号通路的方式影响对方的作用。

脂联素的重要作用之一就是维持胰岛β细胞功能和存活[8]，Rao等人结果进一步证实了脂联素在胰岛β细胞功能中的作用，脂联素通过PPAR-γ增加胰岛素含量和胰岛素分泌[9]。而在其他学者的实验中也证实脂联素水平与胰岛素分泌之间存在正相关关系[10]。

脂联素能够通过多种途径调节胰岛素的敏感性。脂联素能够通过激活AMPK信号通路和PPAR-α信号通路等途径，抑制TNF-α等因子的合成促进胰岛素的敏感性[11]。

总之，脂联素对胰岛素的作用主要体现在增加胰岛素的灵敏度、减少胰岛素的释放、抑制葡萄糖的产生等方面。

2.2 脂联素与瘦素

瘦素与脂联素一样，都是由白色脂肪组织分泌的细胞因子，瘦素的分泌与脂肪组织的体积或者体重成正相关。正常健康人的脂联素明显高于肥胖者，而肥胖者的瘦素明显高于健康人[12]。

脂联素和瘦素的作用在T2DM患者中有着几乎完全不同的反映，脂联素对Ⅱ型糖尿病患者具有胰岛素增敏作用，但如果身体内的瘦素水平较高，则会抑制脂联素发挥其作用。黄彩华等人的实验显示瘦素水平较高、脂联素水平较低时，二者的交互作用会引起较高的胰岛素抵抗水平，瘦素水平下降而脂联素水平升高，则显示二者的交互作用有着较大程度上的消失[13]。

在最近的实验中显示，脂肪部位胰岛素抵抗与全身、内脏脂肪、空腹血糖、胰岛素抵抗指数、瘦素呈正相关，与脂联素呈负相关[14]。血清脂联素浓度与瘦素和胰岛素浓度呈负相关[15]。研究表明，脂联素能够抑制瘦素的分泌和作用，从而降低体内瘦素水平。脂联素能够通过激活JNK信号通路和NF-κB信号通路等途径，抑制瘦素信号通路的传导，从而降低瘦素的分泌和作用。此外，脂联素还能够影响瘦素抵抗的发生和发展，从而进一步影响瘦素的作用。

总之，脂联素对瘦素的影响主要体现在对瘦素分泌和作用的调节上。二者在体内起到了相互调节的作用，对于能量代谢和脂肪代谢具有重要意义。

3 脂联素与运动的关系

目前，运动与脂联素的实验不是太多，并且由于研究对象、方法等不同，其结论也不尽一致，但多数文献还是显示运动与脂联素成正相关。并认为体育锻炼对脂联素的作用能够与某些抗糖尿病药物相当[1]。然而，也并非所有运动后都检测到了脂联素的变化，这可能与运动的形式、运动的频率、运动时间的选择有着较大的关系。

3.1 一次运动

在对动物的一次运动实验中显示，尽管实验动物不一样、运动形式也不一致，但结果均提示一次运动对脂联素有着积极的影响。Teixeira de Lemos对ZDF大鼠的实验显示，相比长期游泳运动的糖尿病ZDF大鼠，一次游泳运动对糖尿病ZDF大鼠脂联素的增加不明显，但认为同样能促进脂联素的恢复。Gaspar研究急性运动对瘦素刺激性肥胖小鼠下丘脑脂联素含量及食物摄取控制的影响，发现，急性运动可增加肥胖小鼠血清脂联素水平和下丘脑脂联素含量，并随着脂联素的增加而摄食量减少。

在对人类的实验中，也基本都支持上述说法。在一次运动对正常体重人群的研究中，Jürimäe的研究认为青春期前、青春期运动员以及未经训练的对照组之间，脂联素水平没有差别。然而在某些情况下，由于能量消耗的大量增加，青春期开始后年轻运动员循环脂联素可能增加[16]。推测这可能是因为正常人体本身脂联素水平就在正常水平，即使运动员运动后也可能不会有一个较为明显的升高过程。在对肥胖人群的研究中，Saunders在实验中将38名不活动、腹部肥胖男性分别进行急性和一周的有氧运动训练，结果显示运动后脂联素水平立即升高，脂联素水平在一周内完成3次锻炼后24h-72h仍保持升高状态。另外，在一个不同环境进行的实验中，Laursen将11名男子分为三组，分别在低温、常温和高温中各进行一次1h运动，结果显示运动后3h瘦素水平均明显降低，脂联素也均明显高于运动前[17]。

但是部分实验运动后的脂联素水平增加并不明显，在肥胖与正常人群对比的实验中，Christiansen对肥胖和正常两组受试者采用最大心率的55%-60%完成了120min的自行车活动后发现，与运动前相比急性运动引起骨骼肌组织脂联素mRNA表达明显增加，体重无明显影响。在另一组实验中Pop对比正常人群和肥胖人群的运动结果显示，男性脂联素变化虽有数据上的变化，但没有统计学意义，急性运动对超重妇女脂联素和瘦素水平影响不大，但对比安静时脂联素升高，瘦素显著降低[18]。

3.2 长期运动

在对动物的实验中也可以发现，长期运动对脂联素的影响，即使不同训练、不同对象都产生了同样的效果。在Martinez-huenchullan等的实验中，将高脂饮食诱导的雄性C57BL/6小鼠分为对照组、中等强度组和高强度间歇组进行长达10周的运动，结果显示中等强度运动组，可增加骨骼肌脂联素mRNA和高相对分子V质量脂联素蛋白含量，而高强度间歇运动组诱导的增加较轻[19]。另一组实验中，Teixeira de Lemos对ZDF大鼠进行12周的游泳实验显示，游泳训练可显著提高糖尿病大鼠血清脂联素水平。

在对人体的实验中显示，不同形式的长期运动后均会对脂联素的增加产生积极的影响。Sirico等认为运动对肥胖儿童血浆炎症标志物浓度的影响表明，在没有伴随饮食改变或其他生活方式改变的情况下，体育锻炼的干预会导致脂联素增加，瘦素和IL-6水平下降，这些变化相当于减少与肥胖相关的全身炎症[20]。在有氧运动的实验中，Tarik Becic的分析表明，体育锻炼，特别是进行的有氧运动，会使糖尿病前期和糖尿病患者脂联素水平升高，瘦素水平降低[21]。黄彩华的实验中将21名Ⅱ型糖尿病妇女随机分为运动组和对照组，进行24周、每周3-4次的有氧结合抗阻运动干预，实验结果显示：运动组的胰岛素敏感性显著升高，瘦素水平下降，脂联素水平升高[13]。另外一组不同强度的实验中，Sturgeon等将被试女性分为对照组、低强度组和高强度组，在长达5个月的运动中，观察到，在控制体脂百分比变化后，两组运动组脂联素水平均显著高于对照组，后者降低了脂联素水平[22]。

在全部长期运动后的数据中，部分数据显示脂联素水平均增加不明显，Tiainen的实验中，对161名年龄在43-63岁久坐女性进行长达6个月有氧运动随机对照试验，结果发现与对照组相比，干预组的脂联素浓度无明显变化[23]。

4 结语

脂联素是人体一种重要的代谢调节、增加胰岛素敏感性、抗炎、抗动脉粥样硬化的激素，其水平和作用受到多种因素的影响。本文综述了近年来关于脂联素与相关激素和运动的研究进展，重点介绍了脂联素与胰岛素、脂联素和运动的相互影响。这些研究结果有助于进一步研究脂联素的调节机制，为预防和治疗肥胖和代谢紊乱等疾病提供参考。

[1]Achari A E, Jain S K.Adiponectin, a Therapeutic Target for Obesity, Diabetes, and Endothelial Dysfunction[J]. International Journal of Molecular Sciences,2017,18(6):1321.

[2]Radjainia M,Wang Y,Mitra AK.Structural polymorphism of oligomeric adiponectin visualized by electron microscopy[J].Journal of molecular biology,2008,381(2):419-430.

[3]王峰,郑陆.脂联素、瘦素与运动及骨代谢的关系[J].中国骨质疏松杂志,2016,22(2):221-227.

[4]刘霞,金其贯,罗强.运动和膳食控制对Ⅱ型糖尿病大鼠脂联素-AMPK-GLUT4通路的影响[J].北京体育大学学报,2013,36(1):55-58.

[5]宁光,顾卫琼,徐敏,等.脂联素:从胰岛素抵抗到胰岛β细胞功能[J].中华内分泌代谢杂志,2004(4):391-392.

[6]Okada-Iwabu M, Iwabu M,Yamauchi T, et al. Structure and function analysis of adiponectin receptors toward development of novel antidiabetic agents promoting healthy longevity[J].Endocrine Journal,2018,65(10):971-977.

[7]Yamauchi T, Nio Y, Maki T,et al. Targeted disruption of AdipoR1 and AdipoR2 causes abrogationofadiponectinbinding and metabolic actions[J].Nature Medicine,2007,13(3):332-339.

[8]Turer A T, Scherer P E. Adiponectin: mechanistic insights and clinical implications[J]. Diabetologia, 2012,55(9):2319-2326.

[9]Rao J R,Keating D J,Chen C,et al. Adiponectin increases insulin content and cell proliferation in MIN6 cells via PPARγ-dependent and PPARγ-independent mechanisms[J].Diabetes obesity and metabolism,2012,14(11):983-989.

[10]Nakamura A,Miyoshi H,Ukawa S,et al. Serum adiponectin and insulin secretion: A direct or inverse association?[J]. Journal of diabetes investigation,2018,9(5):1106-1109.

[11]安平,王安平,母义明.脂联素与胰岛素抵抗研究进展[J].生物技术通讯,2017,28(3):360-365.

[12]赵菊兰,夏天,李荣,等.单纯性肥胖患者血清脂联素、血清瘦素与肾损伤的相关性分析[J].天津医科大学学报,2016,22(1):34-36+40.

[13]黄彩华,陈俊钦,林建新,等.运动改善Ⅱ型糖尿病胰岛素抵抗与血清脂联素和瘦素及其交互作用[J].中国体育科技,2011,47(4):100-105.

[14]Kim J Y, Bacha F,Tfayli H,et al. Adipose Tissue Insulin Resistance in Youth on the Spectrum From Normal Weight to Obese and From Normal Glucose Tolerance to Impaired Glucose Tolerance to Type 2 Diabetes[J]. Diabetes Care,2018,42(2):265-272.

[15]Jimoh A,Tanko Y,Ayo J O, et al. Resveratrol increases serum adiponectin level and decreases leptin and insulin level in an experimental model of hypercholesterolemia

[J].Pathophysiology: the official journal of the International Society for Pathophysiology,2018,25(4):411-417.

[16]Jürimäe J. Adipocytokine and ghrelin responses toacute exerciseand sport training in children during growth and maturation[J]. Pediatric erercise science,2014,26(4):392-403.

[17]Laursen T L, Zak R B, Shute R J, et al. Leptin, Adiponectin, and ghrelin responses to endurance exercise in different ambient conditions[J]. Temperature, 2017, 4(2):166-175.

[18]Pop D,Bodisz G,Petrovai D, et al. The effect of very short duration acute physical exercise upon adiponectin and leptin in overweight subjects[J]. Romanian journal of internal medicine = Revue roumaine de médecine interne, 2010;48(1):39-45.

[19]Martinez-huenchullan S F, Maharjan B R, Williams P F, et al. Differential metabolic effects of constant moderate versus high intensity interval training in high-fat fed mice: possible role of muscle adiponectin.[J]. Physiological Reports, 2018, 6(4):e13599.

[20]Sirico F, Bianco A, D'Alicandro G, et al. Effects of Physical Exercise on Adiponectin, Leptin, and Inflammatory Markers in Childhood Obesity: Systematic Review and Meta-Analysis[J]. Child Obes, 2018, 14(4):207-217.

[21]Becic T, Studenik C, Hoffmann G. Exercise Increases Adiponectin and Reduces Leptin Levels in Prediabetic and Diabetic Individuals: Systematic Review and Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials[J]. Medical Sciences,2018,6(4),97.

[22]Sturgeon K M, Digiovanni L, Good J, et al. Exercise-Induced Dose-Response Alterations in Adiponectin and Leptin Levels Are Dependent on Body Fat Changes in Women at Risk for Breast Cancer[J]. Cancer epidemiology, biomarkers & prevention : a publication of the American Association for Cancer Research, cosponsored by the American Society of Preventive Oncology,2016, 25(8):1195-1200.

[23]Tiainen S,Luoto R,Ahotupa M, et al. 6-mo aerobic exercise intervention enhances the lipid peroxide transport function of HDL[J].Free radical research,2016,50(11):1279-1285.

Review of Research on Adiponectin with Related Hormones and Movement in T2DM Patients

ZHAO Wei, etal.

(Guizhou University of Engineering Science, Bijie 551700, Guizhou, China)

赵伟（1995—)，硕士，助教，研究方向：运动与代谢性疾病。