运动促进大鼠骨骼肌细胞葡萄糖运载体4的转位
作者：杨晓冰 吴毅 李益明 李云霞 占飞 胡永善 朱尚权 平蓓芳
单位：杨晓冰(上海医科大学华山医院运动医学科 200040)；吴毅(上海医科大学华山医院运动医学科 200040)；李益明(上海医科大学华山医院运动医学科 200040)；李云霞(上海医科大学华山医院运动医学科 200040)；占飞(上海医科大学华山医院运动医学科 200040)；胡永善(上海医科大学华山医院运动医学科 200040)；朱尚权(中国科学院上海生物化学研究所)；
关键词：运动；葡萄糖运载体；骨骼肌；转位
中国运动医学杂志000113 摘 要：目的：研究运动对SD大鼠骨骼肌细胞葡萄糖运载体4(GLUT4)转位机制的影响。方法：将SD大鼠随机分为2组：对照组和运动组。运动组大鼠进行6周游泳训练。以Western印迹法对2组大鼠骨骼肌细胞内膜和外膜的GLUT4含量进行检测，同时实验前后检测大鼠血清胰岛素和血糖浓度。结果：运动组大鼠经过6周游泳训练，与对照组大鼠相比，骨骼肌细胞内膜GLUT4含量增加16.0%(P<0.01)，细胞外膜GLUT4含量增加71.9%(P<0.01)。结论：运动可促进骨骼肌细胞内膜GLUT4向细胞外膜转位，从而提高肌细胞对葡萄糖的摄取和利用。
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Effect of Exercise on Translocation of Skeletal Muscle Cell GLUT4 in Rats
Yang Xiaobing, Wu Yi, Li Yiming, Li Yunxia, Zhan Fei
(Department of Sports Medicine, Huashan Hospital, Shanghai,200040)
Abstract：To investigate the effect of exercise on translocation of skeletal muscle ce ll GLUT4 protein in rats, experimental rats were randomized into two groups：co ntrol group and exercise group. Exercise rats were submitted to swim for 6 wee ks. After skeletal muscle plasma membranes and the intracellular membranes wer e prepared and separated, GLUT4 protein was detected by Western blot analysis,pl asma glucose and serum insulin concentration of rats were also detected. Wester n blot analysis showed that intracellular membranes GLUT4 protein of exercise ra ts skeletal muscle increased by 16.0%(P<0.01)and plasma membranes GLUT4 pro tein increased by 71.9% (P<0.01)as compared with the control rats. Exercise training can ameliorate translocation of GLUT4 and raise the amount of GLUT4 pr otein in plasma membranes in rats, which may increase the utilization of glucose in skeletal muscle.
, 百拇医药
Key words：exercise，GLUT4，skeletal muscle，translocation▲
研究表明，在静息状态下，骨骼肌组织的葡萄糖代谢占全身葡萄糖代谢的20%，而高胰 岛素状态下，骨骼肌组织的葡萄糖代谢占全身葡萄糖代谢的75-95%，因此，骨骼肌组织的 葡萄糖代谢对整体葡萄糖代谢具有重要意义[1]。在目前已知的六 种葡萄糖运载体(glucose transporter，GLUT)中，骨骼肌组织中存在两种，即GLUT1和GL UT4，前者活性低，只在基础状态下起作用。后者活性高，是骨骼肌细胞的主要葡萄糖运载体[2]。大量的研究已证实运动可加速骨骼肌细胞对葡萄糖的摄 取和利用，但其作用机制尚未完全阐明，本实验的目的是通过测试运动对大鼠骨骼肌细胞内 膜和外膜GLUT4含量，探讨运动促进肌细胞GLUT4转位的可能机制。
1 材料和方法
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1.1 实验动物：雄性Sprague-Dawley大鼠(体重180～220g)，购自上海 医科大学动物部。随机分成2组：对照组和运动组，每组6只。运动组按Ploug报道的方法 [3]进行游泳训练：水温保持35℃左右，水深50cm，每个大鼠有200cm2的 活动面积以保证大鼠持续活动，每周游泳5天，连续6周，前两周每天游泳40分钟，以后每天 游泳60分钟。对照组不进行运动，余同运动组。
1.2 大鼠骨骼肌细胞GLUT4蛋白含量的测定：
1.2.1 多克隆抗体的制备：
按James方法[4]制备GLUT4蛋白羧基端12肽(Thr-Glu-Leu-Glu-Tyr -Ile-Gly-Pro-Asp-Glu-Asn-Asp)的多克隆抗体。具体过程如下：用Merrifield固相合成法制备GLUT4蛋白羧基端12肽，以灭活的伤寒杆菌菌壳为载体，制成免疫原，免疫兔子。每2周加强1次。ELISA法测血清抗体滴度，获满意结果后，取血清，经亲和层析纯化，透析，冷冻干燥，得到GLUT4蛋白羧基端12肽多克隆抗体干粉。
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1.2.2 大鼠骨骼肌细胞内膜和外膜的制备：
用改良 Klips方法[5]制备大鼠骨骼肌细胞内膜和外膜。2组大鼠 实验到期腹腔内注射3%戊巴比妥钠(50mg/kg体重)麻醉，解剖后肢股四头肌，肌肉约为10 g，浸至0℃溶液A(250mM Sucrose,50mM Tris,0.2mM EDTA)中，剔除血管、脂肪及筋膜后 ，剪碎，匀浆。匀浆液以9 000g 高速离心10分钟(4℃)，保留上清，沉淀如上再匀浆、离 心，共3次。3次上清以190 000g超离心1小时(4℃)，取沉淀铺于25%、30%、35%的蔗 糖梯度上，150 000g超离心16小时(4℃)。于25%蔗糖层得到细胞外膜悬浊液，35%层上 得到细胞内膜悬浊液。膜蛋白浓度用Lowery改良法测定[6]。
1.2.3 Western blot法检测骨骼肌细胞内膜和外膜GLUT4蛋白含量：
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取2组大鼠骨骼肌细胞内膜和外膜各50μg，用缓冲液A稀至相同体积，加入等体积的2倍样品 溶液 〔0.1M Tris-HCL, pH6.8; Glycerol 20%(V/V); SDS 2%;Bromophenol blue 0.005 %; 2-Mercaptoethanol 10%(V/V)〕，以9 000g离心10分钟，取相同体积上清液在10%聚丙 烯酰胺的胶上进行SDS凝胶电泳，随后转移至硝酸纤维素(NC)膜上，NC膜浸于含5%脱脂奶 粉的PBS中，在水浴摇床中温育60分钟( 37℃)，然后加入GLUT4羧基端12肽的多克隆抗体 过夜(4℃)。洗涤后与HRP标记的羊抗兔IgG水浴摇床温育1小时 (37℃)，充分洗涤后与E CL(增强化学发光剂，英国Amersham公司生产)反应1分钟，即刻用Kodak底片爆光，洗片后 进行扫描(岛津双波长薄层扫描仪)，定量。以对照组内膜的GLUT4蛋白含量为100作为标准， 计算其他组的相对含量。
1.2.4 生化指标的检测：两组大鼠实验前后测尾静脉全血糖和血清胰岛 素，血糖浓度用快速血糖仪(美国强生公司产品，one touch Ⅱ型)检测，血清胰岛素浓度 用放免法(中国华西糖尿病科技开发研究所试剂盒)测定。
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1.2.5 统计学处理：数据以
±S表示，组间差异 采用t检验。
2 结果
2.1 实验前后大鼠体重、血糖和血清胰岛素含量比较：
运动训练后运动组大鼠与正常组相比，体重明显减轻(P<0.01)，而实验前后运动组血糖 和血清胰岛素无显著变化，与正常对照组比较，也无明显差异，见表1。
表1 实验前后大鼠体重、血糖和血清胰岛素的变化(±S)
Tab.1 The change of body weight,plasma gluco se and insulin level of rats before and after experiment. 组别
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数量
number
体重变化 body weight
(g)
血糖 plasma glucose
(m mol/L)
血清胰岛素 plasma insulin
(mU/L)
group
(n)
开始begin
结束begin
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开始begin
结束end
开始begin
结束end
对照组
control
6
182.83±12.32
307.67±10.09
4.02±0.48
3 .95±0.36
9.26±0.73
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9.72±0.57
运动组
exercise
6
183.67±6.06
281.83±18.41*
4.28±0.56
4.21±0.44
9.40±0.40
9.94±0.73
*compared with control 与正常对照组比较，P <0.01
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2.2 运动对大鼠骨骼肌细胞内膜和外膜GLUT4的影响：
2组大鼠骨骼肌细胞内膜和外膜进行Western blot(见图1)，由图可见，在43KD稍上方可见 GLUT4蛋白条带，其结果经密度扫描显示，运动组大鼠与对照组相比，骨骼肌细胞内膜GLUT4 含量增加16.0%(P<0.01)，细胞外膜GLUT4含量增加71.9%(P<0.01)。
CP：对照组外膜； EP：运动组外膜
CI：对照组内膜； EI：运动组内膜
图1 Western blot 法检测2组大鼠骨骼肌细胞内膜和外膜GL UT4
Fig.1 Westen blot analysis detected GLUT4 protein of intracell ular and plasma membranes in two group rats' skeletal muscle
, 百拇医药
3 讨论
GLUT4是一含509氨基酸的糖蛋白，分子量约为45-55KD。主要存在于对胰岛素敏感的组织中 ：骨骼肌、心肌和脂肪组织。虽然这些组织中还有其他GLUT的存在，如GLUT1，但GLUT4是这 些组织细胞的主要葡萄糖运载体。
Marette等[7]报道，在基础状态下，90%以上的GLUT4位于骨骼肌 细胞内膜中，只有少数位于细胞外膜上。当骨骼肌细胞受到胰岛素刺激，即胰岛素与细胞外 膜上的胰岛素受体结合时，通过一系列信号传递，细胞内膜的GLUT4转位至细胞外膜上，发 挥其转运葡萄糖进入细胞内的生理作用。近年来，随着葡萄糖钳夹技术的广泛运用，已经证 实骨骼肌细胞外膜上GLUT4的含量与细胞最大葡萄糖转运能力呈正相关关系，葡萄糖的跨膜 转运是骨骼肌细胞利用葡萄糖的主要限速过程。
本实验结果表明，运动组大鼠与对照组大鼠相比，骨骼肌细胞内膜GLUT4含量增加16.0%(P< 0.01)，而细胞外膜GLUT4含量增加71.9%(P<0.01)。大鼠经运动后，骨骼肌细胞外膜GLUT 4的含量增加比细胞内膜GLUT4含量的增加更显著，说明运动不仅可增加骨骼肌细胞总体GLUT 4含量，还具有促进细胞内膜GLUT4向细胞外膜转位的作用。 Douen等[8] 让大鼠分别进行急性运动或给予大鼠胰岛素注射，发现与正常对照组相比，胰岛素注 射组大鼠骨骼肌细胞外膜上GLUT4增加1.5倍，内膜上GLUT4下降33%；急性运动组大鼠骨骼 肌细胞外膜上GLUT4增加2.5倍，内膜上GLUT4仅下降8%。据此认为细胞内可能存在着分别对 运动和胰岛素敏感的两种不同的GLUT4池，运动和胰岛素通过不同的途径作用于这两种特定 的GLUT4池。
, 百拇医药
Lund等[9]对大鼠离体比目鱼肌细胞进行培养，然后分别行电刺激 或/和培养液中加入胰岛素，结果发现电刺激和胰岛素均可引起肌细胞葡萄糖转运的增加， 并且骨骼肌细胞外膜上GLUT4的含量也增加。如果培养液中加入wortmannin试剂，该试剂能 抑制胰岛素作用下的葡萄糖转运和GLUT4的转位，而对电刺激肌肉收缩引起的GLUT4转位和葡 萄糖转运无影响；研究还发现肌肉收缩和胰岛素有叠加效应，如同时进行电刺激和培养液中 加入胰岛素，葡萄糖转运速率更快，细胞外膜GLUT4含量增加更多。该研究进一步证实运动 通过不同于胰岛素的机制，增加骨骼肌细胞总体GLUT4含量，并促使细胞内膜GLUT4向细胞外 转位。
本实验发现，尽管大鼠骨骼肌细胞外膜GLUT4含量增加，提高了骨骼肌细胞对葡萄糖的摄取 ，但运动前后大鼠血糖浓度并未降低，这可能是由于在一个正常的有机整体中，血糖受到多 种机制的共同调节，如神经系统、内分泌系统等，因此能够维持血糖在正常水平。
, http://www.100md.com 综上所述，运动通过不同于胰岛素的机制促使细胞内GLUT4向细胞外膜转位，从而使骨骼肌 细胞外膜上的GLUT4含量显著增加，加强骨骼肌对葡萄糖的摄取和利用。■
基金项目：本课题为国家自然科学基金资助项目 批号：3960170
作者单位 平蓓芳(中国科学院上海生物化学研究所)
参考文献：
[1]DeFronzo RA, Jacot E, Jequier E,et al. The effect of insulin on the disposal of intravenous glucose results from indirect calorimetry and hepatic and femoral venous catheterization. Diabetes,1981,30：1000-1007
, 百拇医药
[2]Fink P, Wallace P, Brechtel G, et al. Evidence that glucose transport is rate limiting for in vivo glucose uptake. Metabolism, 1992, 41：897-902.
[3]Ploug T, Stallknecht BN, Pedersen D, et al. Effect of endurance training on Glucose transport capacity and glucose tranporter expression in rat skeletal muscle. Am J Physiol, 1990, 259：E778-E786.
[4]James D, Strube M, Mueckler M, et al. Molecular cloning and char acte rization of an insulin-regulatable glucose transporter. Nature, 1989, 338：8 3-87.
, 百拇医药
[5]Klip A, Ramlal T, Young AJ, et al. Insulin-induced translocation of glucose transporters in rat hindlimb muscles. FEBS Lett, 1987,244：224-230.
[6]Lowery OH, Rosebrough HJ, Farr AL, et al. Protein measurement with the folinphenol reagent, J Biol Chem, 1951,193：265-275.
[7]Marette A, Richardson JM, Ramlal T, et al Abundance, localization, and insulin-induced translocation of glucose transporters in red and white muscle. Am J Phsiol 1992, 263：C443-452.
, 百拇医药
[8]Douen AG, Ramlal T, Rastogi S, et al. Exercise induces recruitment of the "insulin-responsive glucose transporter" evidence for distinct intracellula r insulin and exercise-recruitable transporter pools in skeletal muscle. J Bio Chem, 1990, 265： 13427-13430.
[9]Lund S, Holman GD, Schnitz O, et al. Contraction stimulates translocation of glucose transporter GLUT4 in skeletal muscle through a mechanism distinct from that of insulin . Proc Natl Acad Sci USA 1995, 92：5817-5821.
收稿日期：1999-05-06, 百拇医药
单位：杨晓冰(上海医科大学华山医院运动医学科 200040)；吴毅(上海医科大学华山医院运动医学科 200040)；李益明(上海医科大学华山医院运动医学科 200040)；李云霞(上海医科大学华山医院运动医学科 200040)；占飞(上海医科大学华山医院运动医学科 200040)；胡永善(上海医科大学华山医院运动医学科 200040)；朱尚权(中国科学院上海生物化学研究所)；
关键词：运动；葡萄糖运载体；骨骼肌；转位
中国运动医学杂志000113 摘 要：目的：研究运动对SD大鼠骨骼肌细胞葡萄糖运载体4(GLUT4)转位机制的影响。方法：将SD大鼠随机分为2组：对照组和运动组。运动组大鼠进行6周游泳训练。以Western印迹法对2组大鼠骨骼肌细胞内膜和外膜的GLUT4含量进行检测，同时实验前后检测大鼠血清胰岛素和血糖浓度。结果：运动组大鼠经过6周游泳训练，与对照组大鼠相比，骨骼肌细胞内膜GLUT4含量增加16.0%(P<0.01)，细胞外膜GLUT4含量增加71.9%(P<0.01)。结论：运动可促进骨骼肌细胞内膜GLUT4向细胞外膜转位，从而提高肌细胞对葡萄糖的摄取和利用。
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Effect of Exercise on Translocation of Skeletal Muscle Cell GLUT4 in Rats
Yang Xiaobing, Wu Yi, Li Yiming, Li Yunxia, Zhan Fei
(Department of Sports Medicine, Huashan Hospital, Shanghai,200040)
Abstract：To investigate the effect of exercise on translocation of skeletal muscle ce ll GLUT4 protein in rats, experimental rats were randomized into two groups：co ntrol group and exercise group. Exercise rats were submitted to swim for 6 wee ks. After skeletal muscle plasma membranes and the intracellular membranes wer e prepared and separated, GLUT4 protein was detected by Western blot analysis,pl asma glucose and serum insulin concentration of rats were also detected. Wester n blot analysis showed that intracellular membranes GLUT4 protein of exercise ra ts skeletal muscle increased by 16.0%(P<0.01)and plasma membranes GLUT4 pro tein increased by 71.9% (P<0.01)as compared with the control rats. Exercise training can ameliorate translocation of GLUT4 and raise the amount of GLUT4 pr otein in plasma membranes in rats, which may increase the utilization of glucose in skeletal muscle.
, 百拇医药
Key words：exercise，GLUT4，skeletal muscle，translocation▲
研究表明，在静息状态下，骨骼肌组织的葡萄糖代谢占全身葡萄糖代谢的20%，而高胰 岛素状态下，骨骼肌组织的葡萄糖代谢占全身葡萄糖代谢的75-95%，因此，骨骼肌组织的 葡萄糖代谢对整体葡萄糖代谢具有重要意义[1]。在目前已知的六 种葡萄糖运载体(glucose transporter，GLUT)中，骨骼肌组织中存在两种，即GLUT1和GL UT4，前者活性低，只在基础状态下起作用。后者活性高，是骨骼肌细胞的主要葡萄糖运载体[2]。大量的研究已证实运动可加速骨骼肌细胞对葡萄糖的摄 取和利用，但其作用机制尚未完全阐明，本实验的目的是通过测试运动对大鼠骨骼肌细胞内 膜和外膜GLUT4含量，探讨运动促进肌细胞GLUT4转位的可能机制。
1 材料和方法
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1.1 实验动物：雄性Sprague-Dawley大鼠(体重180～220g)，购自上海 医科大学动物部。随机分成2组：对照组和运动组，每组6只。运动组按Ploug报道的方法 [3]进行游泳训练：水温保持35℃左右，水深50cm，每个大鼠有200cm2的 活动面积以保证大鼠持续活动，每周游泳5天，连续6周，前两周每天游泳40分钟，以后每天 游泳60分钟。对照组不进行运动，余同运动组。
1.2 大鼠骨骼肌细胞GLUT4蛋白含量的测定：
1.2.1 多克隆抗体的制备：
按James方法[4]制备GLUT4蛋白羧基端12肽(Thr-Glu-Leu-Glu-Tyr -Ile-Gly-Pro-Asp-Glu-Asn-Asp)的多克隆抗体。具体过程如下：用Merrifield固相合成法制备GLUT4蛋白羧基端12肽，以灭活的伤寒杆菌菌壳为载体，制成免疫原，免疫兔子。每2周加强1次。ELISA法测血清抗体滴度，获满意结果后，取血清，经亲和层析纯化，透析，冷冻干燥，得到GLUT4蛋白羧基端12肽多克隆抗体干粉。
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1.2.2 大鼠骨骼肌细胞内膜和外膜的制备：
用改良 Klips方法[5]制备大鼠骨骼肌细胞内膜和外膜。2组大鼠 实验到期腹腔内注射3%戊巴比妥钠(50mg/kg体重)麻醉，解剖后肢股四头肌，肌肉约为10 g，浸至0℃溶液A(250mM Sucrose,50mM Tris,0.2mM EDTA)中，剔除血管、脂肪及筋膜后 ，剪碎，匀浆。匀浆液以9 000g 高速离心10分钟(4℃)，保留上清，沉淀如上再匀浆、离 心，共3次。3次上清以190 000g超离心1小时(4℃)，取沉淀铺于25%、30%、35%的蔗 糖梯度上，150 000g超离心16小时(4℃)。于25%蔗糖层得到细胞外膜悬浊液，35%层上 得到细胞内膜悬浊液。膜蛋白浓度用Lowery改良法测定[6]。
1.2.3 Western blot法检测骨骼肌细胞内膜和外膜GLUT4蛋白含量：
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取2组大鼠骨骼肌细胞内膜和外膜各50μg，用缓冲液A稀至相同体积，加入等体积的2倍样品 溶液 〔0.1M Tris-HCL, pH6.8; Glycerol 20%(V/V); SDS 2%;Bromophenol blue 0.005 %; 2-Mercaptoethanol 10%(V/V)〕，以9 000g离心10分钟，取相同体积上清液在10%聚丙 烯酰胺的胶上进行SDS凝胶电泳，随后转移至硝酸纤维素(NC)膜上，NC膜浸于含5%脱脂奶 粉的PBS中，在水浴摇床中温育60分钟( 37℃)，然后加入GLUT4羧基端12肽的多克隆抗体 过夜(4℃)。洗涤后与HRP标记的羊抗兔IgG水浴摇床温育1小时 (37℃)，充分洗涤后与E CL(增强化学发光剂，英国Amersham公司生产)反应1分钟，即刻用Kodak底片爆光，洗片后 进行扫描(岛津双波长薄层扫描仪)，定量。以对照组内膜的GLUT4蛋白含量为100作为标准， 计算其他组的相对含量。
1.2.4 生化指标的检测：两组大鼠实验前后测尾静脉全血糖和血清胰岛 素，血糖浓度用快速血糖仪(美国强生公司产品，one touch Ⅱ型)检测，血清胰岛素浓度 用放免法(中国华西糖尿病科技开发研究所试剂盒)测定。
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1.2.5 统计学处理：数据以
±S表示，组间差异 采用t检验。2 结果
2.1 实验前后大鼠体重、血糖和血清胰岛素含量比较：
运动训练后运动组大鼠与正常组相比，体重明显减轻(P<0.01)，而实验前后运动组血糖 和血清胰岛素无显著变化，与正常对照组比较，也无明显差异，见表1。
表1 实验前后大鼠体重、血糖和血清胰岛素的变化(
±S)Tab.1 The change of body weight,plasma gluco se and insulin level of rats before and after experiment. 组别
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数量
number
体重变化 body weight
(g)
血糖 plasma glucose
(m mol/L)
血清胰岛素 plasma insulin
(mU/L)
group
(n)
开始begin
结束begin
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开始begin
结束end
开始begin
结束end
对照组
control
6
182.83±12.32
307.67±10.09
4.02±0.48
3 .95±0.36
9.26±0.73
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9.72±0.57
运动组
exercise
6
183.67±6.06
281.83±18.41*
4.28±0.56
4.21±0.44
9.40±0.40
9.94±0.73
*compared with control 与正常对照组比较，P <0.01
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2.2 运动对大鼠骨骼肌细胞内膜和外膜GLUT4的影响：
2组大鼠骨骼肌细胞内膜和外膜进行Western blot(见图1)，由图可见，在43KD稍上方可见 GLUT4蛋白条带，其结果经密度扫描显示，运动组大鼠与对照组相比，骨骼肌细胞内膜GLUT4 含量增加16.0%(P<0.01)，细胞外膜GLUT4含量增加71.9%(P<0.01)。
CP：对照组外膜； EP：运动组外膜
CI：对照组内膜； EI：运动组内膜
图1 Western blot 法检测2组大鼠骨骼肌细胞内膜和外膜GL UT4
Fig.1 Westen blot analysis detected GLUT4 protein of intracell ular and plasma membranes in two group rats' skeletal muscle
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3 讨论
GLUT4是一含509氨基酸的糖蛋白，分子量约为45-55KD。主要存在于对胰岛素敏感的组织中 ：骨骼肌、心肌和脂肪组织。虽然这些组织中还有其他GLUT的存在，如GLUT1，但GLUT4是这 些组织细胞的主要葡萄糖运载体。
Marette等[7]报道，在基础状态下，90%以上的GLUT4位于骨骼肌 细胞内膜中，只有少数位于细胞外膜上。当骨骼肌细胞受到胰岛素刺激，即胰岛素与细胞外 膜上的胰岛素受体结合时，通过一系列信号传递，细胞内膜的GLUT4转位至细胞外膜上，发 挥其转运葡萄糖进入细胞内的生理作用。近年来，随着葡萄糖钳夹技术的广泛运用，已经证 实骨骼肌细胞外膜上GLUT4的含量与细胞最大葡萄糖转运能力呈正相关关系，葡萄糖的跨膜 转运是骨骼肌细胞利用葡萄糖的主要限速过程。
本实验结果表明，运动组大鼠与对照组大鼠相比，骨骼肌细胞内膜GLUT4含量增加16.0%(P< 0.01)，而细胞外膜GLUT4含量增加71.9%(P<0.01)。大鼠经运动后，骨骼肌细胞外膜GLUT 4的含量增加比细胞内膜GLUT4含量的增加更显著，说明运动不仅可增加骨骼肌细胞总体GLUT 4含量，还具有促进细胞内膜GLUT4向细胞外膜转位的作用。 Douen等[8] 让大鼠分别进行急性运动或给予大鼠胰岛素注射，发现与正常对照组相比，胰岛素注 射组大鼠骨骼肌细胞外膜上GLUT4增加1.5倍，内膜上GLUT4下降33%；急性运动组大鼠骨骼 肌细胞外膜上GLUT4增加2.5倍，内膜上GLUT4仅下降8%。据此认为细胞内可能存在着分别对 运动和胰岛素敏感的两种不同的GLUT4池，运动和胰岛素通过不同的途径作用于这两种特定 的GLUT4池。
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Lund等[9]对大鼠离体比目鱼肌细胞进行培养，然后分别行电刺激 或/和培养液中加入胰岛素，结果发现电刺激和胰岛素均可引起肌细胞葡萄糖转运的增加， 并且骨骼肌细胞外膜上GLUT4的含量也增加。如果培养液中加入wortmannin试剂，该试剂能 抑制胰岛素作用下的葡萄糖转运和GLUT4的转位，而对电刺激肌肉收缩引起的GLUT4转位和葡 萄糖转运无影响；研究还发现肌肉收缩和胰岛素有叠加效应，如同时进行电刺激和培养液中 加入胰岛素，葡萄糖转运速率更快，细胞外膜GLUT4含量增加更多。该研究进一步证实运动 通过不同于胰岛素的机制，增加骨骼肌细胞总体GLUT4含量，并促使细胞内膜GLUT4向细胞外 转位。
本实验发现，尽管大鼠骨骼肌细胞外膜GLUT4含量增加，提高了骨骼肌细胞对葡萄糖的摄取 ，但运动前后大鼠血糖浓度并未降低，这可能是由于在一个正常的有机整体中，血糖受到多 种机制的共同调节，如神经系统、内分泌系统等，因此能够维持血糖在正常水平。
, http://www.100md.com 综上所述，运动通过不同于胰岛素的机制促使细胞内GLUT4向细胞外膜转位，从而使骨骼肌 细胞外膜上的GLUT4含量显著增加，加强骨骼肌对葡萄糖的摄取和利用。■
基金项目：本课题为国家自然科学基金资助项目 批号：3960170
作者单位 平蓓芳(中国科学院上海生物化学研究所)
参考文献：
[1]DeFronzo RA, Jacot E, Jequier E,et al. The effect of insulin on the disposal of intravenous glucose results from indirect calorimetry and hepatic and femoral venous catheterization. Diabetes,1981,30：1000-1007
, 百拇医药
[2]Fink P, Wallace P, Brechtel G, et al. Evidence that glucose transport is rate limiting for in vivo glucose uptake. Metabolism, 1992, 41：897-902.
[3]Ploug T, Stallknecht BN, Pedersen D, et al. Effect of endurance training on Glucose transport capacity and glucose tranporter expression in rat skeletal muscle. Am J Physiol, 1990, 259：E778-E786.
[4]James D, Strube M, Mueckler M, et al. Molecular cloning and char acte rization of an insulin-regulatable glucose transporter. Nature, 1989, 338：8 3-87.
, 百拇医药
[5]Klip A, Ramlal T, Young AJ, et al. Insulin-induced translocation of glucose transporters in rat hindlimb muscles. FEBS Lett, 1987,244：224-230.
[6]Lowery OH, Rosebrough HJ, Farr AL, et al. Protein measurement with the folinphenol reagent, J Biol Chem, 1951,193：265-275.
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收稿日期：1999-05-06, 百拇医药