運動對改善糖尿病血管并發(fā)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(xiàn)為持續(xù)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(fā)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(yù)防與治療手段，對糖尿病血管并發(fā)癥有良好的控制和改善作用。總結(jié)糖尿病血管并發(fā)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(guān)鍵詞：運動;糖尿病血管并發(fā)癥;內(nèi)皮細胞;炎癥反應(yīng);氧化應(yīng)激

隨著我國全面建成小康社會目標的逐步完成，國家經(jīng)濟健康發(fā)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(shù)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(diào)性疾病，主要是胰島素抵抗導(dǎo)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(xù)高血糖會導(dǎo)致血管系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)失衡，致使血管舒張和收縮功能異常、炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激等一系列病理反應(yīng)。運動一直被認為是糖尿病管理的基石，是預(yù)防和管理糖尿病的一個關(guān)鍵因素，作為預(yù)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(jīng)濟及簡便可行等特點，對糖尿病患者的身體健康、發(fā)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(yī)務(wù)工作者的支持和重視。

一、糖尿病血管并發(fā)癥機制

（一）血管內(nèi)皮細胞功能紊亂

血管內(nèi)皮細胞，是指位于心、血管及淋巴管內(nèi)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(fā)癥，血管內(nèi)皮功能異常是造成血管動脈粥樣硬化的早期標志，可導(dǎo)致心血管并發(fā)癥。實驗和臨床研究都表明血管內(nèi)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(guān)[3]。健康血管內(nèi)皮細胞可分泌調(diào)節(jié)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(zhì)，以此來維持正常的血管結(jié)構(gòu)和張力[4]。調(diào)節(jié)血管功能活動的活性物質(zhì)包括一氧化氮、前列環(huán)素、內(nèi)皮源性超極化因子、內(nèi)皮素1、血管緊張素等，其中舒血管活性物質(zhì)最重要的是一氧化氮[5]。血管內(nèi)皮細胞感受刺激后產(chǎn)生和釋放NO到血管平滑肌細胞中，激活鳥苷酸環(huán)化酶，細胞內(nèi)環(huán)磷酸鳥苷（cGMP）水平被升高，平滑肌細胞內(nèi)鈣濃度下降，最終可以使cGMP介導(dǎo)的血管舒張。高血糖時由線粒體產(chǎn)生過多的O2-可抑制eNOS的生物活性，從而導(dǎo)致內(nèi)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(yīng)

機體對有害損傷因子所發(fā)生的免疫防御反應(yīng)即為炎癥，其標志性產(chǎn)物包括C反應(yīng)蛋白、TNF-α和IL-6等。血管內(nèi)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(yù)防炎癥與血小板粘附、減少脂質(zhì)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(fā)癥的形成和發(fā)展的關(guān)鍵影響因素之一。炎癥反應(yīng)被認為是導(dǎo)致糖尿病和促進糖尿病血管并發(fā)癥進展的主要原因之一[6]。C-反應(yīng)蛋白（CRP）是由肝臟產(chǎn)生的一種炎癥因子，與糖尿病血管并發(fā)癥高度相關(guān)，糖尿病血管并發(fā)癥形成前具有高水平CRP存在于機體內(nèi)，且隨糖尿病血管并發(fā)癥的形成和加劇炎癥水平不斷升高。

（三）氧化應(yīng)激

正常狀態(tài)時，機體產(chǎn)生的活性氧能夠被體內(nèi)抗氧化酶迅速清除，以保持機體抗氧化防御系統(tǒng)處于動態(tài)平衡狀態(tài)。在糖尿病患者體內(nèi)，超氧化物會大量增加，當超氧化物的產(chǎn)生速率超過其清除速率時，造成氧化與抗氧化系統(tǒng)平衡失調(diào)，體內(nèi)氧化應(yīng)激產(chǎn)生。糖尿病血管并發(fā)癥的發(fā)生過程中氧化應(yīng)激損傷是重要環(huán)節(jié)。高血糖導(dǎo)致患者體內(nèi)線粒體電子傳遞鏈異常，過氧化物過量產(chǎn)生從而引起氧化應(yīng)激，導(dǎo)致多元醇途徑被激活、晚期糖基化終末產(chǎn)物水平增加、蛋白激酶C途徑激活最終都將導(dǎo)致血管損傷。AOPP是反映體內(nèi)氧化應(yīng)激的標志物，糖尿病患者體內(nèi)血漿中AOPP水平較高。AOPP能促進氧化應(yīng)激，氧化應(yīng)激又加速AOPP的生成，因此造成惡性循環(huán)[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(nèi)存在明顯的氧化應(yīng)激反應(yīng)[8]。

二、運動改善糖尿病血管并發(fā)癥機制

（一）運動改善血管內(nèi)皮細胞功能

血管內(nèi)皮細胞能夠分泌多種高效血管活性物質(zhì)，其中舒血管物質(zhì)NO在內(nèi)皮細胞中由內(nèi)皮型一氧化氮合酶（eNOS）參與合成產(chǎn)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(nèi)皮感受的剪切應(yīng)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(zhuǎn)移[9]。有研究指出，運動使血管產(chǎn)生一種充血狀態(tài)，增加血液流動和剪切應(yīng)力，從而增加NO的產(chǎn)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(nèi)皮型一氧化氮合酶被磷酸化并激活，能促進體內(nèi)NO合成，維持內(nèi)皮細胞通透性。通過增強內(nèi)皮細胞eNOS活動，增強血管內(nèi)皮細胞對NO的合成與分泌，改善內(nèi)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(yīng)

運動可以減少全身炎癥，降低C反應(yīng)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(lián)素等抗炎因子水平，抑制炎癥反應(yīng)。正常情況下，機體內(nèi)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(zhì)，參與炎癥反應(yīng)的多種病理過程，嚴重時能造成機體器官甚至系統(tǒng)多處受損[11]。高血糖狀態(tài)下，機體內(nèi)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(nèi)毒素介導(dǎo)的TNF-α的產(chǎn)生，直接抑制血管粥樣硬化的發(fā)展。運動能明顯增加體內(nèi)白細胞數(shù)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(nèi)炎癥反應(yīng)[11， 12]。

（三）運動改善氧化應(yīng)激

運動時氧化應(yīng)激水平上升，機體不同組織抗氧化系統(tǒng)功能上調(diào)。運動所產(chǎn)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(xué)反應(yīng)，能增強抗氧化及氧化損傷修復(fù)酶活性，提高機體抗氧化應(yīng)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(yīng)氧化應(yīng)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(yīng)激。

三、總結(jié)與展望

全球糖尿病患者數(shù)量與日俱增，機體處于高血糖狀態(tài)下，易導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙，從而易導(dǎo)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(yù)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(yù)防患者血管并發(fā)癥的良好作用，其主要通過改善血管內(nèi)皮功能、炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激水平，達到降低血管并發(fā)癥的發(fā)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(jīng)被醫(yī)學(xué)界普遍認可，所以提倡和建議，糖尿病患者經(jīng)常參與運動，能有益病情發(fā)展，改善血管內(nèi)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(wèi)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(dǎo)胰島素抵抗大鼠內(nèi)皮依賴性血管舒張功能的研究[D].河北醫(yī)科大學(xué)，2005.

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

[5]郭新勝，孫麗，羅心平，等.內(nèi)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(yīng)在糖尿病及心血管并發(fā)癥中的機制研究進展[J].中國現(xiàn)代醫(yī)生，2018，56（28）：159-164.

[7]袁方，劉尚喜，侯凡凡，等.晚期氧化蛋白產(chǎn)物導(dǎo)致血管內(nèi)皮細胞氧化應(yīng)激損傷[J].解放軍醫(yī)學(xué)雜志，2004，29（11）：951-954.

[8]何德劍，陳雙秀，李云峰.蛋白氧化終產(chǎn)物與糖尿病血管并發(fā)癥的關(guān)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(nèi)皮細胞的剪切應(yīng)力信號轉(zhuǎn)導(dǎo)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(yīng)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(nèi)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(fā)癥的有益作用[J].心血管病學(xué)進展，2016，37（05）：490-494.

[14] Leeuwenburgh C，F(xiàn)iebig 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(xué)，研究方向：運動生理學(xué)。