運動對改善糖尿病血管并發癥的作用

余蓉蓉 張琳琳

摘要：糖尿病是一種以高血糖為主要特征的非傳染性慢性疾病，主要表現為持續性血糖升高、胰島素抵抗、血脂代謝紊亂。由糖尿病造成的血管并發癥是糖尿病患者致殘、致死的主要原因。運動是糖尿病的有效預防與治療手段，對糖尿病血管并發癥有良好的控制和改善作用。總結糖尿病血管并發癥原因及運動對其改善機制，進一步了解運動對促進糖尿病血管健康的重要作用與意義。

關鍵詞：運動;糖尿病血管并發癥;內皮細胞;炎癥反應;氧化應激

隨著我國全面建成小康社會目標的逐步完成，國家經濟健康發展、居民生活水平提高、人口平均壽命延長，但國民健康隱患也不斷增加。我國糖尿病患者數量逐年遞增，情況不容樂觀。糖尿病是由多種病因引起的代謝失調性疾病，主要是胰島素抵抗導致代謝功能紊亂。糖尿病血管病變是糖尿病對機體的嚴重損害，持續高血糖會導致血管系統穩態失衡，致使血管舒張和收縮功能異常、炎癥反應和氧化應激等一系列病理反應。運動一直被認為是糖尿病管理的基石，是預防和管理糖尿病的一個關鍵因素，作為預防和治療糖尿病的最基本的方法之一，能起到改善胰島素胰抵抗，提高胰島素敏感性的作用，能有效控制血糖、血脂和血壓水平、減低心血管疾病風險和疾病死亡率，具有經濟及簡便可行等特點，對糖尿病患者的身體健康、發病率和死亡率有積極的影響[1， 2]，越來越受到糖尿病患者和醫務工作者的支持和重視。

一、糖尿病血管并發癥機制

（一）血管內皮細胞功能紊亂

血管內皮細胞，是指位于心、血管及淋巴管內表面的扁平單層上皮，是一種生理功能非常活躍的單層細胞。血管損傷是糖尿病主要并發癥，血管內皮功能異常是造成血管動脈粥樣硬化的早期標志，可導致心血管并發癥。實驗和臨床研究都表明血管內皮細胞功能障礙是血管損傷的始動因素與胰島素抵抗有關[3]。健康血管內皮細胞可分泌調節血管舒縮功能、生長抑制和生長促進、抗炎和促炎及抗氧化和促氧化之間平衡的活性物質，以此來維持正常的血管結構和張力[4]。調節血管功能活動的活性物質包括一氧化氮、前列環素、內皮源性超極化因子、內皮素1、血管緊張素等，其中舒血管活性物質最重要的是一氧化氮[5]。血管內皮細胞感受刺激后產生和釋放NO到血管平滑肌細胞中，激活鳥苷酸環化酶，細胞內環磷酸鳥苷（cGMP）水平被升高，平滑肌細胞內鈣濃度下降，最終可以使cGMP介導的血管舒張。高血糖時由線粒體產生過多的O2-可抑制eNOS的生物活性，從而導致內皮細胞NO合成減少、活性減低，致使血管正常舒張功能受損，舒縮功能障礙。

（二）炎癥反應

機體對有害損傷因子所發生的免疫防御反應即為炎癥，其標志性產物包括C反應蛋白、TNF-α和IL-6等。血管內皮細胞可分泌多種有效活性因子，在維持血管舒張與收縮、預防炎癥與血小板粘附、減少脂質在血管壁異常堆聚具有積極作用。炎癥因子濃度水平過高，被認為是糖尿病血管并發癥的形成和發展的關鍵影響因素之一。炎癥反應被認為是導致糖尿病和促進糖尿病血管并發癥進展的主要原因之一[6]。C-反應蛋白（CRP）是由肝臟產生的一種炎癥因子，與糖尿病血管并發癥高度相關，糖尿病血管并發癥形成前具有高水平CRP存在于機體內，且隨糖尿病血管并發癥的形成和加劇炎癥水平不斷升高。

（三）氧化應激

正常狀態時，機體產生的活性氧能夠被體內抗氧化酶迅速清除，以保持機體抗氧化防御系統處于動態平衡狀態。在糖尿病患者體內，超氧化物會大量增加，當超氧化物的產生速率超過其清除速率時，造成氧化與抗氧化系統平衡失調，體內氧化應激產生。糖尿病血管并發癥的發生過程中氧化應激損傷是重要環節。高血糖導致患者體內線粒體電子傳遞鏈異常，過氧化物過量產生從而引起氧化應激，導致多元醇途徑被激活、晚期糖基化終末產物水平增加、蛋白激酶C途徑激活最終都將導致血管損傷。AOPP是反映體內氧化應激的標志物，糖尿病患者體內血漿中AOPP水平較高。AOPP能促進氧化應激，氧化應激又加速AOPP的生成，因此造成惡性循環[7]。也有研究顯示：糖尿病病人的血液中AOPP、AGEs和MDA水平高于正常人，而抗氧化物GSH-Px水平則較正常低，體內存在明顯的氧化應激反應[8]。

二、運動改善糖尿病血管并發癥機制

（一）運動改善血管內皮細胞功能

血管內皮細胞能夠分泌多種高效血管活性物質，其中舒血管物質NO在內皮細胞中由內皮型一氧化氮合酶（eNOS）參與合成產生。eNOS可以促進NO合成和釋放，維持血管正常舒縮功能。運動時內皮感受的剪切應力增加，進而增強eNOS和細胞外超氧化物歧化酶等酶的活性，并將活性氧平衡向有益NO生成的方向轉移[9]。有研究指出，運動使血管產生一種充血狀態，增加血液流動和剪切應力，從而增加NO的產生和生物活性[10]。運動能夠有效刺激NO合成，在運動過程中內皮型一氧化氮合酶被磷酸化并激活，能促進體內NO合成，維持內皮細胞通透性。通過增強內皮細胞eNOS活動，增強血管內皮細胞對NO的合成與分泌，改善內皮功能，進而強化血管的舒張收縮功能。

（二）運動改善炎癥反應

運動可以減少全身炎癥，降低C反應蛋白、IL-6、TNF-α等炎癥因子表達水平，同時增加IL-4、IL-10、脂聯素等抗炎因子水平，抑制炎癥反應。正常情況下，機體內TNF-α等炎癥因子的濃度較低，一定程度上可以起到保護機體的作用。高濃度的TNF-α是重要的促炎癥遞質，參與炎癥反應的多種病理過程，嚴重時能造成機體器官甚至系統多處受損[11]。高血糖狀態下，機體內炎癥因子表達量上升，且超過正常水平。運動時，肌肉通過收縮釋放IL-6從而抑制內毒素介導的TNF-α的產生，直接抑制血管粥樣硬化的發展。運動能明顯增加體內白細胞數量和骨骼肌中IL-10、Arginase-1、CD163和IL-6等抗炎因子分泌水平并將其釋放入血，從而降低體內炎癥反應[11， 12]。

（三）運動改善氧化應激

運動時氧化應激水平上升，機體不同組織抗氧化系統功能上調。運動所產生的低中量活性氧對機體有益，是機體對低劑量毒物暴露后做出的有利的生物學反應，能增強抗氧化及氧化損傷修復酶活性，提高機體抗氧化應激能力，減輕機體氧化損傷[13]。10周的鍛煉計劃提升了機體超氧化物歧化酶及谷胱甘肽過氧化物酶的活性水平，耐力性運動能提高大鼠心肌及骨骼肌中抗氧化酶和抗氧化劑的活性水平，高強度和中強度運動可以提高心室心肌超氧化物歧化酶活性[14]。SOD和MDA是反應氧化應激的敏感指標，運動能夠提高血管SOD表達水平，同時降低MDA表達水平。表明運動能提高機體抗氧化能力，減輕因高血糖引起的過量氧化應激。

三、總結與展望

全球糖尿病患者數量與日俱增，機體處于高血糖狀態下，易導致內皮功能障礙，從而易導致大血管和微血管病變，最終形成糖尿病合并心血管疾病。運動作為糖尿病預防和治療方案中的重要部分，不僅具有改善糖尿病患者病癥，且有能預防患者血管并發癥的良好作用，其主要通過改善血管內皮功能、炎癥反應、氧化應激水平，達到降低血管并發癥的發生率，改善糖尿病血管病變，降低糖尿病患者死亡率的防治療效果。運動對糖尿病的有益作用已經被醫學界普遍認可，所以提倡和建議，糖尿病患者經常參與運動，能有益病情發展，改善血管內皮功能和減少心血管疾病風險。

參考文獻：

[1]中國2型糖尿病防治指南（2013年版）[J].中國糖尿病雜志，2014，22（08）：2-42.

[2]首健，陳佩杰，肖衛華.不同運動方式對骨骼肌胰島素抵抗的影響機制[J].中國糖尿病雜志，2018，26（08）：697-701.

[3]高宇.高糖、高脂肪飲食誘導胰島素抵抗大鼠內皮依賴性血管舒張功能的研究[D].河北醫科大學，2005.

[4]劉歡，劉潤冬.血管內皮功能的評價及其臨床價值[J].心血管病學進展，2016，37（4）.

[5]郭新勝，孫麗，羅心平，等.內皮依賴性超極化因子的研究進展[J].國際心血管病雜志，2001，18（2）：70-72.

[6]孫愛麗，叢海濤，陳玲陽，等.炎癥反應在糖尿病及心血管并發癥中的機制研究進展[J].中國現代醫生，2018，56（28）：159-164.

[7]袁方，劉尚喜，侯凡凡，等.晚期氧化蛋白產物導致血管內皮細胞氧化應激損傷[J].解放軍醫學雜志，2004，29（11）：951-954.

[8]何德劍，陳雙秀，李云峰.蛋白氧化終產物與糖尿病血管并發癥的關系[J].中國糖尿病雜志，2007，15（9）：552-555.

[9]張焰，馬虹，鄭振聲.血管內皮細胞的剪切應力信號轉導機制與動脈粥樣硬化[J].中國動脈硬化雜志，2005，13（4）：513-516.

[10] Ramirez-Velez R，Aguilar AC，Mosquera M，et al.（2009）Clinical trial to assess the effect of physical exercise on endothelial function and insulin resistance in pregnant women.Trials 10：104.

[11]陶瑀，謝穎，劉秀娟.不同運動對肥胖大鼠機體免疫和炎癥反應的影響[J/OL].中國體育科技：1-6[2019-09-16].https：//doi.org/10.16470/j.csst.2019876.

[12]劉穎慧，李紅.TNF-α與糖尿病腎病[J].國際內分泌代謝雜志，2002，22（4）：253-256.

[13]劉丹，趙威，高煒.運動對改善糖尿病患者血管并發癥的有益作用[J].心血管病學進展，2016，37（05）：490-494.

[14] Leeuwenburgh C，Fiebig R，Chan dwaney R，et al.Aging and exercise training in skeletal muscle：responses of glutathione and antioxidant enzyme systems.[J].American Journal of Physiology，1994，267（2）：439-45.

作者簡介：余蓉蓉（1992-），女，漢族，湖北孝感人，碩士研究生在讀，作者單位：福建師范大學，研究方向：運動生理學。