有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)糖尿病大鼠糖代謝影響及其降糖作用研究

田廣，黃小龍，龔云

（1.隴南師范高等專科學(xué)校，甘肅成縣742500；2.西北師范大學(xué)體育學(xué)院，甘肅蘭州730070）

有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)糖尿病大鼠糖代謝影響及其降糖作用研究

田廣1，黃小龍1，龔云2

（1.隴南師范高等專科學(xué)校，甘肅成縣742500；2.西北師范大學(xué)體育學(xué)院，甘肅蘭州730070）

為證實(shí)適宜有氧運(yùn)動(dòng)具有促進(jìn)糖尿病患者康復(fù)的作用，將鏈脲佐菌素（STZ）誘導(dǎo)的糖尿病大鼠跑臺(tái)訓(xùn)練7周，取血檢測(cè)血糖、胰島素、糖化血清蛋白以及體重等指標(biāo)。結(jié)果表明：有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)糖尿病大鼠血糖、糖化血清蛋白、胰島素水平等有一定影響，能促進(jìn)胰島素分泌，改善糖代謝狀況，降低血糖，促進(jìn)糖尿病康復(fù)。

有氧運(yùn)動(dòng)；血糖；胰島素；糖化血清蛋白

糖尿病是一種由于胰島素分泌缺陷及（或）其生物學(xué)作用障礙引起的以高血糖為特征的代謝性疾病，已成為繼腫瘤、心血管疾病之后導(dǎo)致死亡的第三大疾病［1，2］，其危害性巨大。因此，研究糖尿病運(yùn)動(dòng)康復(fù)治療有一定的社會(huì)意義。運(yùn)動(dòng)、藥物治療和飲食控制目前仍是治療糖尿病的三大主要方法，單獨(dú)采用合理的運(yùn)動(dòng)療法對(duì)糖尿病的作用仍需深入探討。

1　研究對(duì)象與方法

1.1對(duì)象

健康雄性Wistar大鼠40只（購(gòu)自蘭州大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心），體重180～200 g。

1.2方法

1.2.1糖尿病模型的建立及分組所有大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)一周并進(jìn)行強(qiáng)度為15 m/min開(kāi)始的遞增跑臺(tái)練習(xí)，之后禁食12～16 h（期間不禁水），稱體重后尾靜脈取血測(cè)空腹血糖。取10只設(shè)為正常對(duì)照組（N），按60 mg/kg體重腹腔注射1%檸檬酸緩沖液［3］；其余大鼠腹腔快速注射同量的鏈脲佐菌素（STZ），用1%檸檬酸緩沖液配制STZ，30 min內(nèi)注射完畢，48 h后連續(xù)3天同一時(shí)間尾靜脈取血測(cè)空腹血糖，血糖≥16.67 mmol/L即為建模成功［3］。期間死亡4只，剔除6只，將成功建模的20只大鼠（糖尿病組）再隨機(jī)分為糖尿病運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)組（DS，10只）和糖尿病對(duì)照組（D，10只）。

1.2.2大鼠訓(xùn)練將Bedford跑臺(tái)訓(xùn)練方法［4］略加改動(dòng)，強(qiáng)度為25 m/min，30 min/d，每天訓(xùn)練一次，每周6天，星期天休息，持續(xù)7周。訓(xùn)練時(shí)間均在下午16：30～18：00，坡度為零。訓(xùn)練期間，每周測(cè)一次體重，并觀察飲食變化和精神狀態(tài)。期間所有大鼠飲水、進(jìn)食均自由（見(jiàn)表1）。

1.2.3實(shí)驗(yàn)試劑鏈脲佐菌素（sigma公司產(chǎn)品），生物用活性炭，戊巴比妥鈉，三氯乙酸，95%乙醇，無(wú)水乙醇，丙酮，蒽酮，硫酸，葡萄糖，檸檬酸，檸檬酸鈉，鹽酸，Tris，EDTA-2Na，糖化血清蛋白試劑盒（購(gòu)于南京建成生物科技有限公司），胰島素放射免疫試劑盒（購(gòu)自濰坊三維生物工程集團(tuán)有限公司）。

表1　大鼠適應(yīng)性及正常訓(xùn)練強(qiáng)度、時(shí)間安排

1.2.4指標(biāo)測(cè)試及數(shù)據(jù)處理大鼠均籠內(nèi)正常飼養(yǎng)。糖尿病運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)組連續(xù)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練42天，于最后一次運(yùn)動(dòng)結(jié)束當(dāng)天所有大鼠用電子天枰測(cè)定體重，尾靜脈取血測(cè)定血糖，畢即斷頭取血測(cè)定胰島素、糖化血清蛋白（GSP）。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 13.0處理，組間差異比較采用單因素方差分析，結(jié)果用（±s）表示。

2　實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1建模前后及實(shí)驗(yàn)?zāi)┐笫笱潜容^（見(jiàn)表2）

表2　大鼠血糖變化（±s，mmol/L）

表2　大鼠血糖變化（±s，mmol/L）

注：#表示與N比較，P＜0.01；*表示與D比較，P＜0.05

建模前4.36±0.15 4.36±0.15 4.36±0.15組別建模一周后數(shù)量（只）實(shí)驗(yàn)?zāi)㎞DD S 10 10 10 4.46±0.22 19.10±3.54 19.10±3.54 ## 5.01±0.30 17.10±3.16 14.52±3.30 #*

按60 mg/kg注射STZ兩天后連續(xù)3次測(cè)糖尿病組大鼠血糖，并與正常對(duì)照組比較，前者明顯升高，已超過(guò)16.67 mmol/L，說(shuō)明建模是成功的。

糖尿病運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)組連續(xù)7周25 m/min跑臺(tái)訓(xùn)練后，與糖尿病對(duì)照組比較，血糖降低明顯，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)具有降低糖尿病患者血糖水平的作用。

2.2實(shí)驗(yàn)各階段大鼠體重變化

“多飲、多食、多尿，體重減輕”的“三多一少”癥狀是糖尿病的典型外顯標(biāo)志。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，建模成功后，糖尿病組大鼠明顯出現(xiàn)上述癥狀且精神狀態(tài)不佳。如表3、圖1、圖2所示，建模成功后，糖尿病對(duì)照組大鼠體重平均每周只增加1.84 g，相對(duì)于正常對(duì)照組大鼠的每周增加7.57g以及它們消耗的食餌，前者體重增長(zhǎng)幾乎停滯，且每周尿量明顯多于其他兩組。相對(duì)而言，糖尿病運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)組從第3周開(kāi)始，體重增加明顯，且每周以5.93 g的速度增加，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)可以減輕糖尿病“三多一少”的癥狀。

表3　建模前后、實(shí)驗(yàn)?zāi)└鹘M體重比較（±s，g）

表3　建模前后、實(shí)驗(yàn)?zāi)└鹘M體重比較（±s，g）

注：#表示與N比較，P＜0.01；*表示與D比較，P＜0.05

圖1　實(shí)驗(yàn)過(guò)程大鼠體重變化

圖2　實(shí)驗(yàn)結(jié)束大鼠體重比較

2.3實(shí)驗(yàn)?zāi)┭逡葝u素、糖化血清蛋白水平比較（見(jiàn)表4）

表4　實(shí)驗(yàn)?zāi)└鹘M血清胰島素、糖化血清蛋白水平比較（±s）

表4　實(shí)驗(yàn)?zāi)└鹘M血清胰島素、糖化血清蛋白水平比較（±s）

注：#表示與N比較，P＜0.01；*表示與D比較，P＜0.05

胰島素（UIU/ml）15.26±2.30 6.79±0.48#7.27±0.80*組別數(shù)量糖化血清蛋白（mmol/L）NDD S 10 10 10 2.43±0.42 5.10±0.77#3.43±0.24*

由表4可見(jiàn)，糖尿病運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)組大鼠連續(xù)7周跑臺(tái)訓(xùn)練后，與糖尿病對(duì)照組相比血清胰島素水平有所升高，糖化血清蛋白水平顯著下降，說(shuō)明此手段通過(guò)調(diào)節(jié)胰島素水平影響糖化血清蛋白水平，進(jìn)而改善高血糖狀況，有效促進(jìn)機(jī)體糖的正常吸收利用。

3　討論

按60 mg/kg注射STZ兩天后連續(xù)3次測(cè)糖尿病組大鼠血糖和正常對(duì)照組比較，前者明顯升高，已超過(guò)16.67 mmol/L，說(shuō)明建模成功，且STZ所致的模型穩(wěn)定性較好［5］。

梅郁等［6］報(bào)道，大鼠進(jìn)行7周跑臺(tái)訓(xùn)練和人進(jìn)行16周有氧訓(xùn)練效果類似。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可引起多種代謝適應(yīng)，其中某些機(jī)制可能會(huì)提高胰島素敏感性，加強(qiáng)對(duì)葡萄糖的分配利用，從而降低血糖，對(duì)糖尿病尤其是2型糖尿病的治療和康復(fù)有利［7，8］，與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。但本實(shí)驗(yàn)糖尿病運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行連續(xù)7周25 m/min的跑臺(tái)訓(xùn)練后，與糖尿病對(duì)照組比較，血糖水平降低，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)對(duì)降低糖尿病血糖水平是有效的。但和正常對(duì)照組相比，還不太理想，說(shuō)明單一的運(yùn)動(dòng)手段降低糖尿病血糖水平的作用還是有限的。

對(duì)大鼠進(jìn)行7周有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后，其糖化血清蛋白水平也顯著降低。GSP是血液中的葡萄糖與白蛋白和其他蛋白分子N端氨基發(fā)生非酶促糖化反應(yīng)形成的酮胺結(jié)構(gòu)，其半衰期較長(zhǎng)，約為21 d。故測(cè)定GSP可有效反映患者1～2周內(nèi)平均血糖水平，而且不受當(dāng)時(shí)血糖濃度的影響。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，持續(xù)的有氧運(yùn)動(dòng)能有效降低血糖水平，使葡萄糖和其他血蛋白的非酶促反應(yīng)降低并使糖代謝及利用趨于正常化。

糖尿病患者具有典型的“三多一少”癥狀，即多飲、多食、多尿和持續(xù)性體重減輕。注射STZ一周后，大鼠食量、飲水量和尿量明顯增加，動(dòng)作遲緩、反應(yīng)淡漠，精神不佳，持續(xù)進(jìn)行有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后，糖尿病運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)組大鼠上述癥狀有所好轉(zhuǎn)，說(shuō)明適宜的有氧運(yùn)動(dòng)能改善糖尿病所致的“三多一少”癥狀。

總之，適宜的運(yùn)動(dòng)可以降低血糖和糖化血清蛋白水平，增強(qiáng)胰島素分泌及其敏感性，但單一的運(yùn)動(dòng)手段似乎還不能完全解決所有問(wèn)題。另外，諸如運(yùn)動(dòng)能增強(qiáng)GLUT4的轉(zhuǎn)運(yùn)、表達(dá)［3］，以及增強(qiáng)在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中具有重要作用的絲裂原活化蛋白激酶p38MAP［3］的作用和糖代謝相關(guān)酶的活性等此類深層機(jī)制，仍有待進(jìn)一步研究。

［1］Albrisht A．What is public health practice telling us about diabetes［J］. Am Diet Assc，2008（108）：12-18.

［2］呂卓人.臨床醫(yī)學(xué)概論［M］.北京：科學(xué)出版社，2001.

［3］朱紅軍，江鐘立，張秀偉，等.耐力訓(xùn)練對(duì)糖尿病大鼠骨骼肌p38信號(hào)激酶的調(diào)節(jié)作用［J］.中國(guó)康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志，2004，19（4）：249.

［4］Bedford T G，Charles M T，Noela C W，et al.MaxiumOxygen consumption of rats and its changes with various experimental procedures［J］. Appl Physiol，1979，47（6）：1278-1283.

［5］鄭素玲，陳超.鏈脲佐菌素誘導(dǎo)小鼠Ⅱ型糖尿病模型的研究動(dòng)物醫(yī)學(xué)進(jìn)展［J］.生理學(xué)雜志，2010，13（1）：36-38.

［6］梅郁，張纓.運(yùn)動(dòng)與胰島素敏感性［J］.北京體育大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，6（25）：103-106.

［7］熊艷，梁奕銓.中等強(qiáng)度急性運(yùn)動(dòng)負(fù)荷對(duì)Ⅱ型糖尿病的降糖作用［J］.廣州醫(yī)藥，1999，30（5）：14-15.

［8］邸國(guó)勛，吳國(guó)梁.糖尿病的運(yùn)動(dòng)療法［J］.中華醫(yī)學(xué)雜志，1984，3（12）：155.

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1671-1246（2015）23-0101-02