低氧運動對葡萄糖轉(zhuǎn)運和2型糖尿病患者影響

王心昊

【摘要】目前認為低氧運動是2型糖尿病治療的一個重要影響因素。本文就葡萄糖轉(zhuǎn)運與2型糖尿病、低氧運動與葡萄糖轉(zhuǎn)運之間的關(guān)系作一簡要綜述。

【關(guān)鍵詞】低氧運動；葡萄糖轉(zhuǎn)運；2型糖尿病

【中圖分類號】R-1 【文獻標識碼】B 【文章編號】1671-8801（2016）01-0170-01

1.葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白與2型糖尿病

1.1葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白

人體內(nèi)游離的葡萄糖要想進入組織內(nèi)，不是單純的自由擴散可以完成的，是需要載體才能進行的。葡萄糖轉(zhuǎn)運體就是人體從血液向組織細胞內(nèi)運送葡萄糖時所需要用到的載體。葡萄糖轉(zhuǎn)運體是多種蛋白亞型的總稱，在人體內(nèi)所在的位置各不相同，不同的葡萄糖轉(zhuǎn)運體間與葡萄糖的親和力也有顯著差異。在病理生理方面葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白對于糖尿病有非常大的作用。GLUT4在基因轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)位中任意一個步驟發(fā)生故障都可能導(dǎo)致外周組織胰島素抵抗。因此目前科學(xué)研究主要針對GLUT4 的基因轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)位的各個步驟出現(xiàn)的障礙，研發(fā)能促進障礙恢復(fù)的藥物從而達到治療糖尿病的效果。

1.2 2型糖尿病

糖尿病是一種與胰島素的產(chǎn)生與發(fā)揮作用出現(xiàn)異常相關(guān)聯(lián)、以高血糖癥為主要表現(xiàn)特征的代謝性疾病，主要有兩種，一種以胰島素絕對缺乏為主的 1 型糖尿病，另一種是以胰島素相對缺乏和胰島素抵抗為主的 2 型糖尿病[1]。2型糖尿病患者一般不會很快發(fā)病，發(fā)病初期大都感覺不到，體型和一般人相比略顯肥胖，會出現(xiàn)口干、口渴等一系列癥狀。早期患病被發(fā)現(xiàn)通常是在常規(guī)體檢時，或因其他疾病就診時被檢查出。大部分患者血糖可以控制，只需要通過控制飲食結(jié)構(gòu)和食量以及口服降糖藥即可。

1.3 運動對糖尿病的影響

最近幾年我國經(jīng)濟發(fā)展迅猛，隨著人民生活水平的逐漸提高，糖尿病的患病率也逐年提高，糖尿病己經(jīng)發(fā)展為足以危害人民健康的重大社會問題。隨著糖尿病防治研究日漸深入，運動療法在糖尿病預(yù)防及治療的醫(yī)護工作者中逐漸受重視。運動療法具有療效肯定、經(jīng)濟實用及簡單易行等特點成為糖尿病預(yù)防和治療的基礎(chǔ)手段之一。現(xiàn)階段文獻表明，運動可以通過提高機體的能量消耗來消耗多余的脂肪，從而避免了脂質(zhì)物質(zhì)在骨骼肌細胞、肝細胞及胰腺細胞中過多積累，減輕脂質(zhì)對骨骼肌細胞、肝細胞及胰腺細胞的毒性作用，提高了胰腺細胞分泌胰島素及骨骼肌細胞攝取葡萄糖的能力；

2.低氧運動對骨骼肌葡萄糖轉(zhuǎn)運的影響

2.1 低氧

低氧的定義是機體生命活動所需要的氧不能得到充足地供給。低氧嚴重到一定程度能夠?qū)θ梭w生命產(chǎn)生威脅，但如能將低氧的程度控制在可承受范圍內(nèi)，將對人體產(chǎn)生有利的影響[2]。

在低氧狀態(tài)下，人體內(nèi)的基礎(chǔ)代謝會加快，神經(jīng)、激素會發(fā)生一系列的應(yīng)激反應(yīng)，在這種情況下糖作為體內(nèi)最主要的能源物質(zhì)優(yōu)先被組織利用。長期低氧環(huán)境下，糖代謝會發(fā)生較大變化，糖的攝取、利用、氧化等能力都有一定程度的提高。長期低氧條件下，紅細胞血球壓積增大、毛細血管增生、肺通氣適應(yīng)性能力改善。在細胞水平方面長期低氧也可以引起許多適應(yīng)性改變，主要通過提高糖代謝供能比例，調(diào)整機體物質(zhì)代謝平衡，維持機體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。

2.2低氧對GLUT的影響

骨骼肌細胞中葡萄糖轉(zhuǎn)運主要由 GLUT1、4 介導(dǎo)。長期低氧適應(yīng)使得GLUT基因表達和轉(zhuǎn)運能力增強，同時與葡萄糖親和力較高的GLUT4被激活，由細胞內(nèi)囊泡結(jié)構(gòu)向細胞膜轉(zhuǎn)位，增大組織細胞攝取葡萄糖的能力，目前被認為是低氧條件下人體適應(yīng)環(huán)境的重要機制之一。

有離體實驗表明長期低氧適應(yīng)后，大鼠骨骼肌細胞膜上的 GLUT蛋白表達增多，證明長期低氧適應(yīng)可以使葡萄糖攝取能力增強[3]。Ouiddir 等實驗證明，低氧可以誘導(dǎo)肺泡上皮細胞GLUT1 活性增加，隨氧濃度降低和時間延長GLUT1 mRNA的表達顯著增加。Reynolds 等[4]在大鼠骨骼肌細胞中也發(fā)現(xiàn)了低氧對GLUT4蛋白表達具有誘導(dǎo)作用。葡萄糖轉(zhuǎn)運體儲備、表達、轉(zhuǎn)位增加是加強葡萄糖攝取能力的基礎(chǔ)。

2.3低氧和運動對GLUT的影響

有實驗研究表明，耐力運動能夠提高骨骼肌細胞GLUT4蛋白表達水平，并且可以促進GLUT4從細胞內(nèi)囊泡結(jié)構(gòu)向細胞膜轉(zhuǎn)位。有研究顯示缺氧和肌肉收縮兩種刺激可能是通過同一信號傳導(dǎo)途徑刺激骨骼肌細胞葡萄糖跨膜轉(zhuǎn)運的。PI-3K參與胰島素刺激葡萄糖轉(zhuǎn)運，是該途徑必需蛋白，但在缺氧和收縮刺激的葡萄糖轉(zhuǎn)運中PI-3K不表達。缺氧和收縮刺激增加葡萄糖轉(zhuǎn)運是通過一個非胰島素依賴的途徑AMPK參與這一過程。

但也有研究認為缺氧和收縮是通過不同的信號通路刺激骨骼肌細胞影響葡萄糖轉(zhuǎn)運的。對甘油二酯敏感的PKC依賴的信號參與了收縮刺激的骨骼肌細胞葡萄糖轉(zhuǎn)運途徑，但在低氧刺激的信號途徑中沒有被發(fā)現(xiàn)。David C的研究認為，低氧刺激和收縮刺激的骨骼肌葡萄糖轉(zhuǎn)運需要通過一個Ca2+依賴的機制。同時有研究表明低氧刺激葡萄糖轉(zhuǎn)運還與組織內(nèi)糖原含量有關(guān)，糖原含量較高時低氧刺激的葡萄糖轉(zhuǎn)運受抑制[4]。

因此低氧運動可以增強葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白的表達和轉(zhuǎn)運能力，使組織攝取葡萄糖能力增強，從而使外周血糖降低，緩解糖尿病癥狀。治療糖尿病中較為重要的環(huán)節(jié)就是提高葡萄糖轉(zhuǎn)運能力，那么低氧運動自然可以作為糖尿病的治療手段在廣大糖尿病患者中推廣。

參考文獻：

[1] Chiu KC， Chuang LM， Sead MF， et al. Association of lepton receptor polymorphism with insulin resistance [J]. Eur J Endocrinol， 2004， 150（5）：725-729.

[2] 周兆年. 低氧與健康研究.中國基礎(chǔ)科學(xué)，2003，5（20）

[3] 黃緘，高鈺琪，張國斌，等.大鼠缺氧習(xí)服后骨骼肌葡萄糖攝取的特點[J].第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報，2004，26（1）：5-7

[4] Reynolds， T. H.， Brozinick， J. T.， Jr.， Rogers， M. A.， & Cushman， S. W. （1998）. Mechanism of hypoxia-stimulated glucose transport in rat skeletal muscle： potential role of glycogen. The American Journal Of Physiology， 274（5 Pt 1）， E773-E778.