研究背景:肥胖患者的一个重要脂肪分布特征是异位脂肪堆积,即脂肪组织在不含有或含有少量脂肪组织的组织中堆积（如,肾脏、心脏和肝脏）,可导致慢性肾病（Chronic kidney disease,CKD）发生。研究发现,肥胖可直接影响肾窦脂肪（Renal sinus fat,RSF）异位沉积并对肾脏功能有很大危害,所以需探索有效的早期干预和预防手段。运动锻炼是最有效的非药物干预手段之一,被认为是许多慢性疾病早期预防的有效手段,而在减少异位脂肪沉积方面也有积极作用。但是,运动减少肾窦异位脂肪沉积方面的研究鲜有报道。肾窦异位脂肪沉积通过局部对肾脏的“脂毒性”和“机械性压力”对肾脏造成缺氧危害。缺氧被认为是CKD发生的早期事件,其中缺氧诱导因子-α（Hypoxia inducible factor-1α,HIF-α）也被证实与肾脏损伤有紧密关系。P38 MAPK/AP-1信号轴也在缺氧炎症反应过程发挥着重要作用。那么,运动是否可可以预防早期肾窦异位脂肪沉积肾损伤,调控P38 MAPK/AP-1和HIF-α信号轴改善早期肾损伤的缺氧炎症反应,需进一步研究。研究目的:（1）利用BOLD-MRI等技术手段,检测和探索肾窦脂肪沉积增多对肾脏血氧水平的影响,为早期肾脏血氧变化提供更多早期诊断手段;（2）通过运动干预,观察运动对肥胖患者肾窦脂肪沉积的改善以及肾脏缺氧和炎症状况和对糖脂代谢的改善情况,为预防肾窦脂肪沉积引起的肾脏疾病提供更多非药物干预方式;（3）使用肾窦脂肪沉积小鼠模型实验进一步从组织生化层面验证运动对肾窦脂肪的异位沉积引发肾脏的缺氧炎性损伤的改善。同时,通过运动干预,探索运动可能通过调节P38 MAPK/AP-1信号轴来抑制HIF-α表达,改善早期肾脏缺氧炎性损伤。研究方法:第一部分试验:运动对肾窦异位脂肪沉积患者的干预研究本研究招募超重/肥胖且肾窦脂肪增多受试者40人,进行基线评估后随机分为运动组和对照组,使用的是电脑生成的随机数字,分配比例为1:1,每组20人。分配编号对所有参与者隐藏,直到基线评估完成。运动组采用易筋经加弹力带抗阻运动,每周3次运动干预,每次间隔不得超过2天,每次1小时,共干预6个月。运动过程中,受试者先进行1周学习,第一个月每次2遍易筋经（每遍13分钟）加两遍弹力带抗阻运动。后期根据受试者最大心率调整为每次做3遍易筋经,做完后休息2-3分钟,再继续进行15分钟弹力带锻炼,阻力大小根据训练后的最大心率进行调整。运动强度中等（通过运动心率表测定受试者最大靶心率,根据个体适应情况,同时辅以主观一般感觉,依次递增,最大不超过60%-80%最大心率）。对照组不进行运动干预,两组均进行饮食宣教。研究人员分别在运动干预开始前、运动3个月和6个月检测如下各项指标:采用西门子3.0T MRI扫描仪进行成像分析,检测肾窦脂肪含量、肾皮质和肾髓质灰度值、肾周脂肪厚度以及肾脏髓质和皮质血氧水平相关的R2*值,R2*值与血氧水平成反比;医院检验科检测患者的血清血糖、糖化血红蛋白、胰岛素、血脂相关指标、肌酐、尿素氮等指标;采用Elisa试剂盒检测血清中缺氧诱导因子1α（HIF-1α）、早期肾损伤因子（KIM-1）、IL-6和TNF-α的含量;采用双能X射线吸收仪测量Android区和Gynoid区脂肪含量,使用Inbody体成分测试仪测量内脏脂肪含量。最后,使用SPSS24.0软件进行数据统计分析。第二部分实验:运动对P38 MAPK/AP-1通路以及肾窦异位脂肪沉积小鼠肾脏缺氧炎性损伤的改善影响4周龄雄性C57BL/6J小鼠42只,普通饲料适应性喂养1周后,随机分为两组:正常组（Control,C组）16只小鼠,给予普通饲料喂养;高脂饲料组（High fat diet,HFD组）26只小鼠,给予高脂饲料喂养。喂养12周后,高脂饲料组小鼠体重比喂养前高20%以上肥胖模型成功。分别取C组和HFD组6只小鼠处死,以确定是否肾窦脂肪异位沉积小鼠模型建立成功。肥胖肾窦脂肪异位沉积小鼠模型造模成功后,对照组10只小鼠继续普食喂养,HFD组剩余20只小鼠随机均分为肥胖组（Obesity,OB）和肥胖运动组（Obesity+exercise,OB+E）,每组10只。运动组采用中等强度跑台实验,坡度为零,14 m/min,每次维持60 min,每周至少5次。干预8周后,所有小鼠戊巴比妥钠麻醉后称体重并牺牲。称取左右肾脏重量、附睾脂肪重量、肾周脂肪重量。采用H＆E染色、PAS染色、Masson染色观察肾组织形态学变化以及肾窦脂肪形态学。免疫组织化学实验检测肾组织和肾窦脂肪中HIF-1α、HIF-2α、MCP-1、F4/80、CD68、CD163、CD206蛋白表达情况;Western blot检测HIF-1α、HIF-2α、p-P38 MAPK、p-c-fos、p-c-jun蛋白表达量;Elisa试剂盒检测FFA、TG、HDL、LDL、KIM-1、FGF-21、IL-6含量。使用SPSS24软件进行数据统计。研究结果:1.运动对肾窦异位脂肪沉积患者的干预研究（1）运动组在运动干预3个月和6个月后,肾窦脂肪面积均有显著下降,但6个月和3个月相比并没显著性差异。而且,在运动干预第6个月时,运动组肾窦脂肪面积与对照组相比,有显著性的降低（P=0.04）。（2）肾窦脂肪面积与肾髓质R2*值（r=0.36）和肾窦脂肪灰度值（r=0.71）之间正相关,而与肾皮质R2*值之间无显著相关。（3）运动组与对照组相比,在第3个月时,运动干预组患者的肾髓质脂肪灰度值（P=0.01）与肾皮质R2*值（P=0.03）有了显著性降低;在第6个月时,运动干预组患者的肾髓质脂肪灰度值（P=0.003）与肾皮质R2*值（P=0.04）也同样显著性降低,肾髓质R2*值也显著降低。而在运动干预后3个月和6个月时,肾皮质灰度值、肾窦脂肪灰度值以及肾皮质和髓质R2*值与运动干预前相比,均有显著性降低;与运动干预前相比,在运动干预3个月时,MRI伪彩图显示皮质与髓质的界限逐渐明晰;在运动干预6个月时,皮髓质的界限更加清晰。（4）运动干预组在3个月和6个月时,与运动干预前相比,患者的BMI、腰围身高比、内脏脂肪、Android区脂肪、Gynoid区脂肪、全身脂肪含量均有显著性降低。（5）运动干预组与对照组相比,第3个月时,患者血清内TNF-α有显著降低,KIM-1和IL-6有所降低,但无统计学意义。在运动干预第6个月时,运动干预组患者血清内IL-6、TNF-α比对照组显著降低,HIF-1α、KIM-1也有减少。运动干预组在运动干预3个月和6个月时,HIF-1α、KIM-1与运动干预前相比,有显著性降低。患者血清内IL-6、TNF-α的含量在第3个月和第6个月时也都有减少,但是没有显著性差异。2.运动对P38 MAPK/AP-1通路以及肾窦异位脂肪沉积小鼠肾脏缺氧炎性损伤的改善影响（1）高脂饮食喂养12周后,称取小鼠体重,高脂饲料组小鼠体重超过喂养前的20%以上（47.58±3.23 VS 30±3.23）;随机选取正常饲料组和高脂饲料组的6只小鼠,镜下观察发现高脂组的肾窦脂肪显著增多,建模成功。（2）运动干预后,小鼠的体重（P＜0.001）、左右肾脏重量、内脏脂肪重量、肾周脂肪重量（P＜0.05）与肥胖组相比,均有显著性降低。（3）运动可有效改善脂代谢紊乱,甘油三脂（P＜0.01）、自由脂肪酸（P＜0.05）,而高密度脂蛋白的含量则显著增加（P＜0.01）。（4）肥胖组肾窦脂肪细胞面积显著大于正常组（P＜0.001）,运动干预后,脂肪细胞面积显著性减小（P＜0.001）。（5）肾窦脂肪异位沉积后,增大的脂肪细胞,使肾窦脂肪组织之间缺氧,HIF-1α的棕褐色沉积增加,炎症巨噬细胞M1（CD68）聚集。运动干预后,HIF-1α表达减少,M2型巨噬细胞（CD206,CD163）表达增加。（6）H＆E染色结果提示肥胖组小鼠肾小球明显大于正常组。PAS染色显示肥胖组肾小球系膜增生,基质积累;马松染色肾组织显示小鼠肾小管间质纤维化倾向。但有氧运动治疗可以减轻小鼠肾小球和肾小管的损伤,改善基膜系膜增生,也有减缓肾小管间质纤维化的倾向。（7）肾窦脂肪的增加使小鼠血清中FGF-21、KIM-1（P＜0.01）和IL-6（P＜0.001）的含量显著增加,而且肾脏出现巨噬细胞CD68浸润数量增加。运动干预后,上述指标都得到了显著改善（P＜0.01）。（8）免疫组织化学和WB实验显示肥胖组小鼠肾组织HIF-1α和HIF-2α的含量有显著增加;与肥胖组相比,运动干预组小鼠肾组织HIF-1α和HIF-2α显著降低（P＜0.05）。（9）肥胖组小鼠肾组织中p-P38 MAPK（P＜0.05）、c-Fos、c-Jun及其磷酸化c-Fos、c-Jun（P＜0.01）都显著高于正常组。运动对小鼠肾组织内P38 MAPK水平无显著影响,但可显著降低p-P38 MAPK（P＜0.01）的水平。同时,有氧运动可有效下调小鼠肾组织c-Fos、c-Jun其磷酸化c-Fos、c-Jun（P＜0.05）的水平。结论:在肾窦脂肪异位沉积的患者中,肾窦脂肪面积与肾髓质血氧水平显著正相关,肾窦脂肪含量有望作为肥胖肾脏缺氧损伤的早期诊断标志物。运动干预后,可以显著减少肥胖患者肾窦脂肪含量,并改善肾髓质血氧水平。因此,运动可以对早期肾损伤起到预防作用。小鼠实验进一步验证运动干预可以有效改善肾窦脂肪异位沉积可以引发肾脏缺氧和早期炎症反应。并可能通过下调P38MAPK/AP-1通路,抑制HIF-α表达,对肾脏缺氧炎性反应起到预防作用。