运动对胰岛素抵抗人群有益的分子机制
2025年11月12日 更新者：K. Sreekumaran Nair、Mayo Clinic
该提案将研究通过阻力运动训练增强胰岛素敏感性和改善胰岛素抵抗人群肌肉损失和表现的潜在机制。
根据研究人员的初步数据，他们假设阻力训练对健康有益的关键调节因子是两个基因：PGC-1a4 和 PPARB；并且阻力训练后这些基因的表达增加有助于肌肉中葡萄糖的储存并增强其利用肌肉收缩所需的能量以及增强肌肉质量和性能。
研究人员还将确定阻力训练是否可以减少胰岛素抵抗人群的较高氧化应激并提高他们的肌肉蛋白质质量。
研究概览
详细说明
确定运动益处的分子调节点是国家的高度优先事项，因为有机会开发有针对性的新疗法，使患有与缺乏运动相关的健康问题（包括以胰岛素抵抗 (IR) 为特征的 T2DM 和糖尿病前期）的人群受益。
IR 在与肌肉减少症相关的老年人群中最为普遍。
研究人员提出了 PGC-1α4 (α4) 的新代谢调节作用，PGC-1α4 (α4) 是一种肥大基因，可通过抗阻运动 (RE) 增强。
基于大量初步数据，研究人员假设 α4 与 PPARβ (Rβ) 合作，促进肌肉糖酵解和胰岛素敏感性 (IS) 以及增加肌肉质量和性能。
根据他们新的初步数据，他们还将研究 RE 是否通过糖酵解蛋白的去乙酰化来增强肌肉糖酵解能力。
Rβ 还可以减少氧化应激，这不仅可以增强 IS，还有助于其他健康益处。
基于 mRNA 的新数据表明 RE 减少了蛋白质降解，这将在当前提案中进行研究。
研究人员将确定 3 个月的 RE 训练是否通过增强糖酵解、糖酵解蛋白去乙酰化减少蛋白质降解、增强合成和改善氧化应激等途径，提高 IR 人群的胰岛素敏感性和肌肉性能和质量。
他们将对 48 名 50-75 岁的 IR 人进行为期 3 个月的每周 4 次阻力训练或久坐生活前后的研究，并将他们与瘦 IS 人进行比较。
他们将在急性运动前后和混合餐后收集股外侧肌活检样本，以测量糖酵解、能量代谢物、糖原合酶、糖原含量、α4、Rβ、胰岛素信号蛋白和蛋白质组分析的标记物。
他们还将测量氧化应激的标志物，包括 8-OXO-dg（DNA 损伤的测量值）、蛋白质的氧化损伤和随后的肌肉蛋白质降解，他们假设通过 RE 训练增加 Rβ 的抗氧化作用可以减少这种情况。
他们还将利用稳定同位素标记的示踪剂对特定肌肉蛋白进行体内标记，以确定 α4 诱导的肌肉肥大是否不仅通过减少降解而且通过增强收缩蛋白合成而发生。
这些研究将为 RE 如何增强 IS、糖酵解、减少氧化应激并促进 IR 人群的肌肉性能和质量提供必要的机制解释，从而对健康和寿命做出重大贡献。
研究类型
介入性
注册 (实际的)
58
阶段
- 不适用
联系人和位置
本节提供了进行研究的人员的详细联系信息，以及有关进行该研究的地点的信息。
学习地点
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Arizona
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Scottsdale、Arizona、美国、85259
- Mayo Clinic in Arizona
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Florida
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Jacksonville、Florida、美国、32224
- Mayo Clinic in Florida
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Minnesota
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Rochester、Minnesota、美国、55905
- Mayo Clinic in Rochester
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参与标准
研究人员寻找符合特定描述的人，称为资格标准。这些标准的一些例子是一个人的一般健康状况或先前的治疗。
资格标准
适合学习的年龄
50年 至 75年 (成人、年长者)
接受健康志愿者
是的
描述
纳入标准
- 50-75岁
- 体重指数 30-38kg/m2
- 女性的臀腰比 >0.85，男性为 1.0
- 空腹血糖≥100-140mg/dl
精益集团
- 50-75岁
- 臀腰比女性<0.76，男性<0.90
- 空腹血糖 <100mg/dl。
该研究的排除标准如下：
- 冠状动脉疾病或心力衰竭。
- 参加有组织的锻炼计划 > 每周 2 天
根据研究者的判断，已知的医疗状况可能会干扰方案的完成，例如以下示例：
- 过去6个月住院精神科治疗
- 存在已知的肾上腺疾病
- 肝功能检查结果异常（转氨酶>正常值上限的2倍）；服用已知会影响肝功能的药物或患有已知会影响肝功能的疾病的受试者需要进行的测试
- 肾功能检查结果异常（计算的 GFR <60 mL/min/1.73m2）； 青春期开始后糖尿病持续时间超过 5 年的受试者需要进行测试
- 活动性胃轻瘫
- 如果服用抗高血压、甲状腺、抗抑郁或降脂药物，在参加研究前的过去 2 个月内药物缺乏稳定性
- 不受控制的甲状腺疾病（无法检测到 TSH 或 >10 mLU/L）；对于患有甲状腺肿、抗体阳性或正在接受甲状腺激素替代治疗的受试者，入院前三个月内需要进行检测，否则需要在一年内进行检测
- 滥用酒精或消遣性药物
- 在研究程序之前预计不会解决的感染过程（例如 脑膜炎、肺炎、骨髓炎）。
- 筛选时不受控制的动脉高血压（静息舒张压 >90 mmHg 和/或收缩压 >160 mmHg）。
- 口服类固醇
- 最近身体或肢体受伤、肌肉疾病、使用任何药物、任何致癌疾病或其他重大医学疾病，如果研究者判断该损伤、药物或疾病将影响方案的完成
- 限制使用其他药物或治疗：
- 可能影响研究终点的药物，例如线粒体生物学。 β受体阻滞剂
- 抗高血糖药物包括二甲双胍
- 研究者认为是受试者参与的禁忌症的任何其他药物。
学习计划
本节提供研究计划的详细信息，包括研究的设计方式和研究的衡量标准。
研究是如何设计的？
设计细节
- 主要用途：基础科学
- 分配：随机化
- 介入模型：并行分配
- 屏蔽：无（打开标签）
武器和干预
参与者组/臂 |
干预/治疗 |
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实验性的：胰岛素抵抗运动组
阻力 (RE) 训练将每周进行 4 天，结合上半身和下半身锻炼，每组重复 8-12 次。
阻力训练将结合使用器械和自由重量的上半身和下半身锻炼进行。
上半身锻炼包括推胸、上斜推举、坐姿划船、高位下拉、三头肌伸展、二头肌卷曲和侧平举。
上肢锻炼的主要肌肉群包括胸部（胸大肌和胸小肌）、手臂（二头肌和三头肌）、肩部（三角肌）和背部（背阔肌和菱形肌）。
下半身锻炼包括腿举、弓步（体重逐渐增加到哑铃）、坐姿腿部伸展、坐姿腿弯举、小腿抬高和仰卧起坐。
下肢锻炼的主要肌肉群是大腿（股四头肌和腘绳肌）、小腿（腓肠肌和比目鱼肌）和核心肌群（腹直肌和斜肌）。
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阻力 (RE) 训练将每周进行 4 天，结合上半身和下半身锻炼，每组重复 8-12 次。
参与者将完成 2 到 4 组练习，每组重复 8 到 12 次，组间休息 1 分钟。
参与者将在跑步机、自行车测力计或椭圆机上以约 50% VO2 峰值热身 5 分钟，然后开始阻力训练。
阻力训练每周进行 4 天，周一和周四进行下半身锻炼，周二和周五进行上半身锻炼。
周三是休息日。
参与者将从第 1 周和第 2 周的每次锻炼 2 组开始，然后是第 3 周的 3 组，以及第 4 至 12 周的 4 组。
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无干预：胰岛素抵抗对照组
该组的参与者将在 3 个月的研究期间不进行任何锻炼。
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无干预：胰岛素敏感瘦组
该组的参与者将进行基线研究，以与胰岛素抵抗组进行比较。
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研究衡量的是什么？
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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肌肉力量变化
大体时间：基线和3个月
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以瘦体重标准化的1RM变化
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基线和3个月
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胰岛素敏感性变化
大体时间：基线和3个月
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基线与3个月时胰岛素曲线下面积的差异 - 在口服餐耐量试验中测量的胰岛素敏感性指标 - 时间点（-20、0、10、20、30、60、90、150、240分钟）
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基线和3个月
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瘦体重变化
大体时间：基线和3个月
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通过DEXA扫描测量的身体瘦体重变化
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基线和3个月
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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脂肪百分比变化
大体时间：基线和3个月
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通过DEXA扫描测量的体脂百分比变化
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基线和3个月
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合作者和调查者
在这里您可以找到参与这项研究的人员和组织。
出版物和有用的链接
负责输入研究信息的人员自愿提供这些出版物。这些可能与研究有关。
研究记录日期
这些日期跟踪向 ClinicalTrials.gov 提交研究记录和摘要结果的进度。研究记录和报告的结果由国家医学图书馆 (NLM) 审查，以确保它们在发布到公共网站之前符合特定的质量控制标准。
研究主要日期
学习开始 (实际的)
2020年9月2日
初级完成 (实际的)
2024年9月17日
研究完成 (实际的)
2024年9月30日
研究注册日期
首次提交
2019年11月5日
首先提交符合 QC 标准的
2019年11月7日
首次发布 (实际的)
2019年11月8日
研究记录更新
最后更新发布 (估计的)
2025年11月25日
上次提交的符合 QC 标准的更新
2025年11月12日
最后验证
2025年11月1日
更多信息
与本研究相关的术语
关键字
其他相关的 MeSH 术语
其他研究编号
- 19-006273
- 1R01AG062859-01A1 (美国 NIH 拨款/合同)
计划个人参与者数据 (IPD)
计划共享个人参与者数据 (IPD)？
不
药物和器械信息、研究文件
研究美国 FDA 监管的药品
不
研究美国 FDA 监管的设备产品
不
在美国制造并从美国出口的产品
不
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