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第一部分目的通过对链脲佐菌素（streptozotocin，STZ）所致的糖尿病大鼠骨骼肌、肝脏及脑细胞膜上胰岛素受体与胰岛素结合的研究，探讨运动训练降低糖尿病大鼠胰岛素抵抗、改善糖代谢异常的作用机制。方法SD大鼠随机分为3组，即糖尿病运动组、糖尿病非运动组和正常对照组，每组10只。对糖尿病运动组大鼠进行6周的游泳训练后，检测3组大鼠血糖、C肽、血胰岛素及肝、脑、骨骼肌细胞膜胰岛素受体与胰岛素的结合力。结果糖尿病大鼠经过6周游泳训练后，平均血糖由36.95mmol／L降至26.35mmol／L（P＜0.05），胰岛素由8.19μu／mL升高至9.49μu／mL（P＜0.05），C肽由0.217ng／mL升至0.267ng／mL（P＜0.05），日饮水量显著减少（P＜0.05），日体重增加量显著升高（P＜0.01）。骨骼肌细胞膜的非专一性结合和最大专一结合在正常对照组大鼠分别为22.2％和77.83％，糖尿病非运动组大鼠分别为12.6％和87.39％，而糖尿病运动组大鼠分别为19.4％和80.6％（与糖尿病非运动组大鼠相比，P值均＜0.05）。在正常对照组大鼠，肝细胞膜胰岛素受体非专一性结合、最大结合力分别为11.27％和88.73％，在糖尿病非运动组大鼠分别为8.17％和91.82％，而糖尿病运动组大鼠分别为19.93％和80.07％（与糖尿病非运动组大鼠相比，P＜0.001），正常对照组大鼠肝细胞膜胰岛素受体的高、低亲和位点的解离常数KD1、KD2及受体结合容量BC1、BC2分别为0.027nMol、2.06nMol、2.09pMol／μg蛋白、21.5pMol／μg蛋白，糖尿病非运动组大鼠分别为0.023nMol、4.88nMol、3.16pMol／μg蛋白、30.8pMol／μg蛋白，糖尿病运动组大鼠分别为0.008nMol、4.86nMol、0.64pMol／μg蛋白、11.6pMol／μg蛋白（与糖尿病非运动大鼠相比，P值分别为P＜0.001、P＞0.05、P＜0.001、P＜0.01）；对脑细胞膜的研究表明，最大结合力（Bmax，专一结合量与总结合的百分比值），非专一结合（非专一结合与总结合的百分比），胰岛素受体的高、低亲和位点的解离常数KD1、KD2和结合容量（binding capacity，BC）BC1、BC2在正常对照组、糖尿病非运动组及糖尿病运动组大鼠之间均无显著差异（P＞0.05）。结论以上结果表明，运动训练能够在一定程度上恢复糖尿病时外周组织胰岛素受体的异常改变，改善糖尿病时糖代谢紊乱，并可能增加胰岛素的分泌。而血糖、血胰岛素浓度的改变，和运动训练对脑组织中胰岛素受体的结合活性无明显影响。第二部分目的研究运动训练对STZ糖尿病大鼠骨骼肌细胞葡萄糖运载体4（glucose transporter 4，GLUT4）基因和蛋白表达及转位机制的影响。方法STZ糖尿病大鼠和正常SD大鼠分为4组：正常对照组、正常运动组、糖尿病非运动组和糖尿病运动组，每组6只。正常运动组和糖尿病运动组大鼠进行6周游泳训练后，取各组大鼠大腿股四头肌，制备细胞内膜和外膜，以Western blot法检测GLUT4蛋白含量，以Northern blot法检测GLUT4 mRNA含量。结果糖尿病大鼠骨骼肌细胞GLUT4基因表达明显降低，较正常对照组减少54.9％（P＜0.05）；GLUT4蛋白含量也明显减少，与正常对照组相比，细胞内膜GLUT4蛋白含量减少24.1％（P＜0.01），细胞外膜减少48.1％（P＜0.01）。经过6周运动训练后，糖尿病运动组大鼠骨骼肌细胞内GLUT4 mRNA含量增加56％（P＜0.01）；细胞内膜GLUT4蛋白含量无明显变化，而细胞外膜GLUT4蛋白含量增加108.7％（P＜0.01），血糖则由18.5±1.9mmol／L降至14.0±3.3mmol／L（P＜0.01）。结论在糖尿病高血糖状态下，大鼠骨骼肌细胞内的GLUT4基因表达受到抑制，GLUT4蛋白含量也明显减少，其中以细胞外膜GLUT4蛋白含量的减少更为显著，即在糖尿病状态下骨骼肌细胞GLUT4蛋白转位机制出现障碍，使骨骼肌细胞对葡萄糖的转运发生障碍，血糖升高。运动训练能够促进糖尿病大鼠受抑的GLUT4基因表达的部分恢复，可增加骨骼肌细胞GLUT4蛋白含量，并改善GLUT4蛋白转位机制，增加骨骼肌细胞对葡萄糖的转运和利用，从而降低血糖，改善糖尿病大鼠糖代谢紊乱的状况。这可能是运动训练改善外周组织对胰岛素的敏感性，降低血糖的作用机制之一。第三部分目的研究运动对原发性2型糖尿病（OLETF）大鼠骨骼肌中蛋白激酶B（protein kinase B，PKB／Akt）、细胞外信号调节激酶1／2（extracellular regulated protein kinase 1／2，ERK1／2）和腺苷酸活化蛋白激酶（5-AMP-activated protein kinase，AMPK）等信号传导蛋白的蛋白表达和活性的影响。方法以OLETF大鼠作为2型糖尿病组，随机分为OLETF对照组和OLETF运动组；以与其同系但不发生糖尿病的同周龄Long-Evans Tokushima Otsuka（LETO）大鼠作为正常对照组，随机分为LETO对照组和LETO运动组，每组5只。运动组急性游泳运动3h后，取大鼠比目鱼肌和趾长伸肌，采用Western blot法检测PKB／Akt、ERK1／2和AMPKα的总蛋白和磷酸化蛋白并比较。结果与LETO大鼠相比，OLETF大鼠比目鱼肌和趾长伸肌中的PKB／Akt和AMPKα蛋白表达及磷酸化无明显降低，ERK2磷酸化则分别较LETO大鼠降低37.6％和27.81（P＜0.05）。OLETF大鼠和LETO大鼠在急性运动3h后，比目鱼肌和趾长伸肌中PKB／Akt和ERK1／2蛋白表达无明显升高，Ser473磷酸化的PKB／Akt和磷酸化的ERK1／2则均较对照组升高（P＜0.05）。趾长伸肌中AMPKα蛋白表达无变化，但AMPKαThr172磷酸化均明显高于对照组，比目鱼肌中AMPKα蛋白表达和Thr172磷酸化则无明显规律。结论运动可促使LETO大鼠和OLETF大鼠比目鱼肌和趾长伸肌中PKB／Akt和ERK1／2活性增高，但不影响其蛋白表达。这提示PKB／Akt和ERK1／2很可能参与了运动促进LETO大鼠和OLETF大鼠骨骼肌摄取葡萄糖的信号传导机制。AMPKα的表达和激活在2型糖尿病大鼠比目鱼肌和趾长伸肌中无缺陷，AMPK对运动的反应在不同肌纤维类型中存在差异，AMPK可能参与了快肌（趾长伸肌）中运动所引发的信号传导机制。第四部分目的观察运动对原发的2型糖尿病（OLETF）大鼠血糖、血脂、糖耐量实验、血清瘦素（leptin）及肥胖基因（ob gene）表达的影响，以探讨Leptin与2型糖尿病发病的关系，以及Leptin在运动改善机体胰岛素敏感性中所起的作用。方法40只OLETF大鼠随机分成4组，分别为基础饲料非运动组、基础饲料运动组、高脂饲料非运动组及高脂饲料运动组；15只LETO大鼠用基础饲料饲养，随机分为2组，非运动组和运动组；对3组运动组大鼠进行9周运动干预，9周后进行血糖、血脂、糖耐量实验、血清leptin及肥胖基因表达等各项指标检测。结果两组OLETF非运动组大鼠的血浆TG浓度均明显高于LETO非运动组大鼠血浆TG浓度（P＜0.05）；OLETF、LETO基础饲料运动组大鼠血浆甘油三酯（TG）浓度较与它们各组的非运动对照组相比也有明显降低（P＜0.05）；OLETF、LETO大鼠基础饲料运动组及OLETF大鼠高脂饲料运动组血浆胆固醇（TC）、低密度脂蛋白（LDL）浓度与它们各组的非运动对照组相比，均有极其明显降低（P＜0.01）。糖耐量试验也显示经9周不同饲料喂养和运动后，两非运动组OLETF大鼠的糖耐量减低发生率明显高于非运动组LETO大鼠，两不同饲料喂养的运动组OLETF大鼠的糖耐量减低发生率明显高于各自对应的非运动组OLETF大鼠。OLETF大鼠血清Leptin浓度运动组明显低于其相对应的非运动组（P＜0.01），两个非运动组OLETF大鼠的血清Leptin浓度明显高于LETO大鼠非运动组（P＜0.01）。OLETF大鼠脂肪组织ob mRNA表达水平运动组明显低于其相对应的非运动组（P＜0.05），两个非运动组OLETF大鼠的脂肪组织ob mRNA表达水平明显高于LETO大鼠非运动组（P＜0.05）。结论OLETF大鼠的胰岛素抵抗和脂质代谢紊乱可能是随着年龄的增长逐渐出现的，主要是由于基因突变而引起的摄食过度引起的，继而可能引发OLETF大鼠机体对leptin的抵抗而进一步加重糖、脂代谢的紊乱；运动改善OLETF大鼠胰岛素敏感性可能部分是通过运动改善机体对Leptin的抵抗所致。