不同頻率電刺激對2型糖尿病大鼠血糖水平及骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞激活的影響

鄭密 黃新一 李瑩 及瑩 劉妍妍 陳德明

摘 要：目的：本文旨在探究不同電刺激參數(shù)對大鼠機(jī)體血糖調(diào)控和骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞的激活效果。方法：通過比較不同參數(shù)條件的肌肉電刺激對2型糖尿病大鼠的空腹血糖濃度和口服葡萄糖耐量的改善效果，驗(yàn)證肌肉電刺激對2型糖尿病大鼠機(jī)體血糖調(diào)控的影響以及確定對大鼠血糖調(diào)控最有效的電刺激條件。以及對大鼠骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞標(biāo)志性蛋白Pax7、MyoD和MyoG進(jìn)行免疫熒光染色，比較不同參數(shù)條件的肌肉電刺激對大鼠肌肉衛(wèi)星細(xì)胞激活效果。結(jié)果：（1）20 Hz、40 Hz和100 Hz都對2型糖尿病大鼠的空腹血糖濃度和口服葡萄糖耐量具有改善作用，其中40 Hz電刺激改善效果最為明顯。（2）100 Hz電刺激對大鼠肌衛(wèi)星細(xì)胞的激活效果最為明顯。結(jié)論：三種電刺激誘導(dǎo)肌肉自主收縮來控制機(jī)體血糖，其中，40 Hz電刺激改善效果最明顯；三種刺激均可有效誘導(dǎo)肌衛(wèi)星細(xì)胞的激活，100 Hz電刺激的激活效果最顯著。

關(guān)鍵詞： 2型糖尿病；電刺激；空腹血糖濃度；耐量；肌衛(wèi)星細(xì)胞；頻率；大鼠

中圖分類號：G804

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1008－2808（2023）02－0011－07

Abstract： ?Objective： To explore the effects of different electrical stimulation parameters on the regulation of blood glucose and the activation of skeletal muscle satellite cells in rats. Methods： By comparing the effects of muscle electrical stimulation with different parameters on fasting blood glucose concentration and oral glucose tolerance in type 2 diabetic rats， the effects of muscle electrical stimulation on blood glucose regulation in type 2 diabetic rats were verified and the most effective electrical stimulation conditions for blood glucose regulation in rats were determined. And comparing the activation effects of muscle electrical stimulation ?with different parameters on rat muscle satellite cells by immunofluorescence staining of marker proteins Pax7， MyoD and MyoG of rat skeletal muscle satellite cells. Results： （1） 20 Hz， ??40 Hz ?and 100 Hz electrical stimulation could improve the fasting blood glucose concentration and oral glucose tolerance in type 2 diabetic rats， and the effect of 40 Hz electrical stimulation was the most obvious. （2） The effect of 100 Hz electrical stimulation

on the activation of rat muscle satellite cells was the most obvious. Conclusion： Three kinds of electrical stimulation induce muscle contraction to control blood glucose， among which ?40 Hz ?electrical stimulation has the most apparent improvement effect; all three types of electrical stimulation can effectively induce the activation of muscle satellite cells， and the activation effect of 100 Hz electrical stimulation is the most significant.

Key words： Type 2 diabetes； Electrical stimulation； Fasting blood glucose concentration； Glucose tolerance； Muscle satellite cells； Frequency； Rat

隨著時(shí)代的發(fā)展，人們物質(zhì)生活水平得到了顯著提升，生活節(jié)奏不斷加速，人們的生活方式也隨之發(fā)生了巨大的改變。營養(yǎng)過剩、缺乏運(yùn)動、焦慮、吸煙等不良的生活習(xí)慣愈發(fā)常見，由此導(dǎo)致2型糖尿病、肥胖等代謝性疾病的發(fā)病率不斷攀升，并出現(xiàn)患病人群年輕化的現(xiàn)象 ?［1］ 。2型糖尿病是一種以機(jī)體血糖濃度持續(xù)過度升高為特征的慢性代謝性疾病，發(fā)病率高。隨著2型糖尿病病情的惡化，會導(dǎo)致患者的腎臟、心臟、大腦、骨骼肌等多種器官出現(xiàn)相應(yīng)的并發(fā)癥，嚴(yán)重危害患者的身體健康，甚至導(dǎo)致患者肢體殘障和死亡 ?［1］ 。

近年來，2型糖尿病病情發(fā)展與骨骼肌之間的關(guān)系越來越受到研究者的關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)，隨著 2型 糖尿病病情的發(fā)展，患者的骨骼肌會出現(xiàn)肌肉質(zhì)量流失和力量下降的癥狀，被認(rèn)為是2型糖尿病在骨骼肌組織的并發(fā)癥 ?［2］ 。骨骼肌組織是人體的重要組成部分，約占健康成年人體重的40%，并且骨骼肌對于機(jī)體的能量代謝具有重要意義。骨骼肌是胰島素的靶器官和糖原儲存的重要場所，對于機(jī)體的血糖水平具有關(guān)鍵的調(diào)控作用 ?［3］ 。此外，骨骼肌質(zhì)量的變化還會影響機(jī)體的基礎(chǔ)代謝速率。研究發(fā)現(xiàn)，骨骼肌質(zhì)量在體重中的占比低于32%時(shí)，哺乳動物的基礎(chǔ)代謝速率處于較低水平 ?［4］ 。 2型 糖尿病患者的骨骼肌發(fā)生胰島素抵抗和骨骼肌質(zhì)量流失，削弱了骨骼肌對血糖的攝取和代謝能力，將進(jìn)一步加劇機(jī)體的代謝綜合征和2型糖尿病病情的惡化 ?［5］ 。并且2型糖尿病的患病人群主要集中于中老年人，肌肉質(zhì)量的流失和肌肉力量的減弱會增加患者跌倒、骨折的風(fēng)險(xiǎn)，降低患者的身體活動能力 ?［5］ 。因此，維持或增強(qiáng)2型糖尿病患者骨骼肌的質(zhì)量和力量對于阻止2型糖尿病病情的惡化和改善患者的生活質(zhì)量具有重要意義。

維持和增強(qiáng)骨骼肌質(zhì)量和力量的方法已經(jīng)有了很多的研究報(bào)道，但是中老年2型糖尿病患者由于衰老、其他基礎(chǔ)性疾病等原因，想要通過抗阻訓(xùn)練來提升肌肉質(zhì)量存在一定危險(xiǎn)性或者難以完成有效的訓(xùn)練量。電刺激是康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域維持和提升患者肌肉質(zhì)量和力量的有效方法，并且經(jīng)過不斷的研究發(fā)展和臨床實(shí)踐，已經(jīng)形成了具有不同治療效果和用途并且安全性高的多種電刺激方法，例如神經(jīng)肌肉電刺激、功能性電刺激等 ?［6］ 。電刺激維持和提升肌肉質(zhì)量、力量的效果已經(jīng)在過去的研究和臨床實(shí)踐中得到了驗(yàn)證 ?［7］ 。但是，電刺激對骨骼肌的干預(yù)效果是否也會改善機(jī)體的血糖水平仍然缺乏明確的驗(yàn)證。本文通過采用3種不同的電刺激頻率（20Hz、40Hz以及100Hz），驗(yàn)證電刺激骨骼肌是否能降低2型糖尿病大鼠的血糖，以及選擇出最有效的電刺激干預(yù)條件。

除此之外，骨骼肌具有自我再生修復(fù)的能力， 2型 糖尿病抑制骨骼肌的再生修復(fù)，這也是導(dǎo)致 2型 糖尿病肌肉并發(fā)癥的重要機(jī)制 ?［8］ 。骨骼肌的再生修復(fù)依賴于骨骼肌組織中的肌肉干細(xì)胞又被稱為肌衛(wèi)星細(xì)胞。損傷、肌肉鍛煉等刺激可以誘導(dǎo)肌衛(wèi)星細(xì)胞的激活，激活后的肌衛(wèi)星細(xì)胞通過增殖、分化、融合對肌纖維損傷部位的進(jìn)行程序性的再生修復(fù) ?［8］ 。研究發(fā)現(xiàn)，電刺激通過誘導(dǎo)骨骼肌的收縮，同樣可以激活肌衛(wèi)星細(xì)胞對骨骼肌的再生修復(fù) ?［9］ 。但是相應(yīng)的電刺激方案種類繁雜，本文通過使用長時(shí)間的低頻電刺激（20Hz、40Hz）和間歇性的高頻電刺激（100Hz）三種電刺激方案對普通大鼠肌肉進(jìn)行干預(yù)，確定對肌衛(wèi)星細(xì)胞的激活效果最為明顯的電刺激方案。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動物與分組

實(shí)驗(yàn)第一部分，選用SPF級健康雄性SD大鼠50只，體質(zhì)量200g±10g。本實(shí)驗(yàn)所有大鼠均由哈爾濱醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物學(xué)部提供，許可證號：SCXK（黑）2019-001，室內(nèi)環(huán)境由獨(dú)立空調(diào)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)控制，室內(nèi)通風(fēng)良好，室溫：20℃-22℃，相對濕度：28%～50%。保持實(shí)驗(yàn)室環(huán)境干凈衛(wèi)生，大鼠自由攝食、飲水。大鼠隨機(jī)分為空白對照組（n=10）、造模組（n=40）。造模組通過使用高脂飼養(yǎng)聯(lián)合鏈脲佐菌素注射2型糖尿病造模，造模過程中死亡2只大鼠，其余38只大鼠全部造模成功。空白對照組的大鼠給予常規(guī)飼料喂養(yǎng)，在造模組注射鏈脲佐菌素時(shí)，同時(shí)對空白對照組注射等量的生理鹽水。造模成功后對符合2型糖尿病成模條件的大鼠隨機(jī)分為模型組（n=8）、20Hz組（n=10）、40Hz組（n=10）以及100Hz組（n=10），用于不同參數(shù)電刺激對2型糖尿病大鼠機(jī)體血糖調(diào)控的影響研究。

實(shí)驗(yàn)第二部分，同樣選用相同條件的SPF級健康雄性SD大鼠32只，隨機(jī)分為空白對照組 （n=8）， 20Hz組（n=8）、40Hz組（n=8）以及100Hz組（n=8），用于不同參數(shù)電刺激對大鼠肌衛(wèi)星細(xì)胞激活情況的研究。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 造模方法 ??模型組、20Hz電刺激組、40Hz電刺激組以及100Hz電刺激組進(jìn)行2型糖尿病造模。 所有大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后，對上述4個(gè)造模組給予高脂飼料喂養(yǎng)8周。高脂飼料飼養(yǎng)8周后，對大鼠進(jìn)行腹腔注射低劑量鏈脲佐菌素（35mg/kg.dw）。注射完成72h后測定大鼠空腹血糖≥16.7mmol/L 視為2型糖尿病造模成功 ?［13］ 。對照組的大鼠則給予常規(guī)飼料喂養(yǎng)以及自由飲水，8周后腹腔注射等量的生理鹽水。

1.2.2 電刺激方法 ?按照石海旺等人的電刺激方案 ?［7］ ，使用購自北京眾實(shí)迪創(chuàng)科技的電刺激儀，通過導(dǎo)線連接華佗牌非一次性針灸針，刺入部位為大鼠雙側(cè)后肢骨骼肌。電刺激開始前，將大鼠麻醉并使用大鼠固定器固定，避免電刺激過程中大鼠受到刺激掙扎造成骨骼肌損傷和應(yīng)激。刺入針灸針前，使用實(shí)驗(yàn)動物剃毛器清理大鼠后肢毛發(fā)，使用醫(yī)用酒精棉擦拭大鼠后肢皮膚和針灸針。

電刺激實(shí)驗(yàn)計(jì)劃分成兩部分，第一部分使用3種參數(shù)條件的肌肉電刺激干預(yù)2型糖尿病大鼠，每天干預(yù)一次，每干預(yù)5天休息一天，電刺激實(shí)驗(yàn)持續(xù)10周。第二部分使用三種參數(shù)條件的肌肉電刺激對普通大鼠進(jìn)行一次性的電刺激實(shí)驗(yàn)，觀察不同參數(shù)條件的肌肉電刺激對大鼠肌肉中的肌衛(wèi)星細(xì)胞的激活效果。電刺激參數(shù)見下表。

1.2.3 空腹血糖濃度（FBG）和口服葡萄糖耐量檢測（OGTT）

在電刺激實(shí)驗(yàn)開始前和實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對所有大鼠都進(jìn)行一次空腹血糖濃度和口服葡萄糖耐量的檢測，電刺激開始后對20Hz電刺激組、40Hz電刺激組和100Hz電刺激組的所有大鼠每間隔5天檢測一次空腹血糖濃度。測定空腹血糖濃度和口服葡萄糖耐量提前14個(gè)小時(shí)給大鼠禁食，保持自由飲水。空腹血糖濃度和口服糖耐量測試在清晨時(shí)進(jìn)行，采用尾尖取血和三諾血糖儀檢測大鼠的空腹血糖濃度。然后給予大鼠20%葡萄糖溶液灌胃（10ml/kg.bw），灌胃后15min、30min、60min、90min和120min時(shí)分別測定血糖值并繪制葡萄糖耐量趨勢圖（見圖2），糖耐量曲線下面積比（AUC）采用幾何面積相加法。 計(jì)算公式為AUC =（1/4×a+1/2×b+3/4×c+1/2×d） ×60（a、b、c、d 分別為 0、30min、60min、120min時(shí)刻血糖值）

1.2.4 免疫熒光染色

實(shí)驗(yàn)第二部分大鼠肌肉電刺激實(shí)驗(yàn)結(jié)束后對大鼠后肢腓腸肌進(jìn)行取樣并使用4%多聚甲醛固定，然后將固定好的樣本在自來水下進(jìn)行沖水30min，放入脫水機(jī)進(jìn)行脫水，脫水結(jié)束后。樣本放入包埋機(jī)中，對樣本進(jìn)行石蠟包埋，包埋的蠟塊冰鎮(zhèn)2h；攤、烤、烘一體機(jī)提前預(yù)熱：攤片50℃，烤片80℃，烘片95℃。之后進(jìn)行切片，樣本切片為4μm。將切好的組織放入攤片槽的水里進(jìn)行撈片，然后玻片進(jìn)行烤片30min，烘片15min。之后對切片進(jìn)行浸泡脫蠟，破膜，洗片，抗原修復(fù)中火煮沸10min。之后使用PBST緩沖液洗片， 封閉孵育30min，滴加熒光一抗（PAX7 Antibody； MyoD1 Antibody；MYOG Rabbit pAb ）孵育之后。再次使用PBST洗片后，滴加熒光二抗（Goat anti-Rabbit IgG （H+L） Highly Cross-Adsorbed Secondary Antibody， Alexa Fluor 488）孵育。再次重復(fù)PBST洗片后，滴加DAPI對細(xì)胞核進(jìn)行染色孵育。再次洗片后滴加抗熒光淬滅劑后，使用顯微鏡觀察并拍照。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS25.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，多組之間采用單因素方差分析（ANOVA），同組前后采用配對t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，結(jié)果以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（ ±SD）表示。

2 研究結(jié)果

2.1 不同電刺激對2型糖尿病大鼠空腹血糖濃度的影響

進(jìn)行10周肌肉電刺激干預(yù)后，三個(gè)電刺激組的大鼠的空腹血糖濃度均較模型組顯著下降（P＜0.05），但是仍然顯著高于空白對照組空腹血糖濃度，說明長期肌肉電刺激大鼠骨骼肌對于2型糖尿病大鼠具有降低血糖的作用，但是并不能恢復(fù)至健康大鼠的血糖水平。相較于20Hz電刺激，40Hz電刺激與100Hz電刺激產(chǎn)生的降糖效果更加顯著 （P＜ 0.05）。

電刺激實(shí)驗(yàn)開始后，每間隔5天對3個(gè)電刺激組的大鼠檢測一次空腹血糖濃度，所得到的數(shù)據(jù)整理并繪制如下大鼠空腹血糖濃度變化趨勢（圖1），可見相較于20Hz電刺激組，40Hz電刺激與100Hz電刺激對2型糖尿病大鼠的降糖效果更加明顯。

2.2 不同電刺激對2型糖尿病大鼠血糖曲線下面積（AUC）的影響

口服葡萄糖耐量是診斷2型糖尿病的常用測試方法，糖耐量數(shù)據(jù)可以反映受試者胰島β細(xì)胞的功能和機(jī)體調(diào)節(jié)血糖濃度的能力。將肌肉電刺激實(shí)驗(yàn)結(jié)束后模型組與3個(gè)電刺激組所測量的口服糖耐量數(shù)據(jù)整理繪制如下糖耐量趨勢圖（圖2）。

如圖所見，與模型組的口服糖耐量趨勢相比較，在灌胃葡萄糖溶液30-60 min后，3個(gè)電刺激組的大鼠血糖都開始下降，而模型組的大鼠在灌胃后2 h血糖值仍然處于高水平，并且沒有出現(xiàn)明顯的下降趨勢。這說明相較于造模組大鼠，長期肌肉電刺激對2型糖尿病大鼠的葡萄糖耐量產(chǎn)生了一定的改善作用。另外，根據(jù)肌肉電刺激干預(yù)實(shí)驗(yàn)前后所得到的口服葡萄糖耐量數(shù)據(jù)計(jì)算口服葡萄糖耐量曲線下面積（AUC），并進(jìn)行整理分析（表3）。糖耐量曲線根據(jù)口服葡萄糖后不同時(shí)刻的血糖濃度進(jìn)行繪制。糖耐量受損的受試者攝入葡萄糖后，血糖濃度過度升高并且難以恢復(fù)至機(jī)體攝入葡萄糖前的水平，從而導(dǎo)致其AUC增加。因此，AUC數(shù)據(jù)的變化可以反映受試者機(jī)體糖耐量的改變。

在3種參數(shù)條件的肌肉電刺激方案中，40Hz電刺激對2型糖尿病大鼠的糖耐量影響最為顯著。與模型組相比，40Hz組大鼠在電刺激實(shí)驗(yàn)后，口服葡萄糖耐量曲線下面積得到了顯著性的降低，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。其余兩種肌肉電刺激方案雖然也對2型糖尿病大鼠的口服葡萄糖耐量產(chǎn)生了一定的改善效果，但是它們的AUC數(shù)據(jù)與模型組相比無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。

2.3 不同電刺激對正常大鼠腓腸肌肌衛(wèi)星細(xì)胞增殖分化的影響

肌衛(wèi)星細(xì)胞的增殖分化受到Pax7和肌生成調(diào)節(jié)因子MyoD1和MyoG的調(diào)控，Pax7、Myod1和Myog也是肌衛(wèi)星細(xì)胞增殖分化過程的標(biāo)志性蛋白 ?［10］ 。對電刺激后取樣的普通大鼠肌肉進(jìn)行免疫熒光染色后，得到以下結(jié)果（圖3）。與空白對照組相比，3種參數(shù)的電刺激實(shí)驗(yàn)后，大鼠肌肉中Pax7、MyoD1和MyoG表達(dá)陽性的細(xì)胞數(shù)量均得到顯著提高，說明三種參數(shù)條件的電刺激方案都可以有效的激活大鼠骨骼肌中的肌衛(wèi)星細(xì)胞。其中100Hz電刺激干預(yù)后，大鼠肌肉三種蛋白表達(dá)陽性的細(xì)胞數(shù)量最多，說明100Hz電刺激對大鼠肌肉中的肌衛(wèi)星細(xì)胞的激活效果最為明顯（圖4）。

3 討 論

骨骼肌是機(jī)體進(jìn)行糖代謝的重要場所，骨骼肌質(zhì)量和功能的維持對于機(jī)體血糖的調(diào)控也具有不可或缺的作用 ?［3］ 。通過各種類型的運(yùn)動去改善機(jī)體的能量代謝一直是防治2型糖尿病的核心干預(yù)手段。但是，我國2型糖尿病高發(fā)于中老年人群體，完成有效的運(yùn)動訓(xùn)練計(jì)劃具有一定的難度和危險(xiǎn)性。因此，對于無法有效完成自主運(yùn)動的2型糖尿病患者亟需其他的方式來改善機(jī)體血糖控制。

電刺激作為一種物理因子治療方法是康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的傳統(tǒng)治療手段，尤其是在肌肉質(zhì)量的維持和功能康復(fù)方面得到廣泛的應(yīng)用，衍生出多種電刺激方法。通過電刺激誘導(dǎo)骨骼肌的主動收縮已經(jīng)被證明可以改善肌肉的能量代謝。Hamada等人發(fā)現(xiàn)通過電刺激誘導(dǎo)受試者下肢肌肉收縮可以增強(qiáng)受試者機(jī)體的能量消耗和機(jī)體對葡萄糖的吸收和氧化代謝 ?［11］ 。因此，根據(jù)前人的研究，電刺激可以作為抗阻運(yùn)動、高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練等運(yùn)動干預(yù)方式的潛在的替代方法或者輔助手段，作為另外一種選擇應(yīng)用于2型糖尿病患者的機(jī)體血糖調(diào)控。本文比較了不同參數(shù)條件的肌肉電刺激對2型糖尿病大鼠機(jī)體血糖調(diào)控的改善效果，驗(yàn)證了肌肉電刺激的確具有降低2型糖尿病大鼠空腹血糖濃度和改善葡萄糖耐量的效果。并且，通過比較不同參數(shù)產(chǎn)生的改善效果，發(fā)現(xiàn)40Hz電刺激對2型糖尿病大鼠血糖調(diào)控的改善效果最為顯著，不僅降低空腹血糖濃度的效果最為明顯，而且對2型糖尿病大鼠的葡萄糖耐量也具有顯著的改善效果。100Hz電刺激對于2型糖尿病大鼠的空腹血糖濃度也具有顯著的降低效果，但是對于大鼠的葡萄糖耐量的改善并沒有達(dá)到具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的程度。出現(xiàn)這種結(jié)果可能與不同參數(shù)電刺激誘發(fā)的肌肉主動收縮的強(qiáng)度、時(shí)間不同有關(guān) ?［12］ 。100Hz電刺激，電壓強(qiáng)度更高因此募集的運(yùn)動單位更多，并且循環(huán)間斷式的輸出脈沖刺激，也會導(dǎo)致大鼠肌肉間斷式的激發(fā)肌肉收縮，這種肌肉收縮方式類似于肌肉力量訓(xùn)練或高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練時(shí)的肌肉收縮。相較于100Hz電刺激，20Hz電刺激和40Hz刺激的電壓強(qiáng)度較低，脈沖輸出持續(xù)60min不間斷的進(jìn)行，肌肉收縮類似于耐力訓(xùn)練。因此，40Hz電刺激相較于20Hz電刺激，在相同的時(shí)間內(nèi)，40Hz電刺激輸出的脈沖次數(shù)多，引起的肌肉收縮頻率同樣也高于20Hz電刺激。這可能導(dǎo)致完成相同時(shí)間的一次電刺激，40Hz電刺激消耗的血糖高于20Hz電刺激。而相對于引起高強(qiáng)度間歇式肌肉收縮的100Hz電刺激，40Hz電刺激引起的肌肉收縮所持續(xù)的時(shí)間更長，這也可能也會造成40Hz電刺激消耗的血糖高于100Hz電刺激。經(jīng)過10周電刺激干預(yù)實(shí)驗(yàn)的累加效應(yīng)后，最終使得40Hz電刺激對糖尿病大鼠的機(jī)體血糖調(diào)控的改善效果更加顯著。

另外，電刺激與運(yùn)動一樣對于肌肉衛(wèi)星細(xì)胞的激活同樣具有顯著的效果，這也是電刺激維持、增加骨骼肌容量的機(jī)制之一 ?［13］ 。肌衛(wèi)星細(xì)胞是骨骼肌組織中的干細(xì)胞，當(dāng)骨骼肌受到運(yùn)動、損傷等刺激時(shí)，肌衛(wèi)星細(xì)胞從靜止?fàn)顟B(tài)中激活，并進(jìn)入增殖分化過程，最終分化成為肌管對受損的肌纖維進(jìn)行修補(bǔ)或者融合形成新的肌纖維 ?［14］ 。肌衛(wèi)星細(xì)胞數(shù)量減少和功能受抑制也是2型糖尿病患者和中老年人出現(xiàn)肌肉質(zhì)量流失、肌肉萎縮的重要機(jī)制 ?［19］ 。本文通過比較了不同參數(shù)條件的電刺激對大鼠下肢骨骼肌中的肌衛(wèi)星細(xì)胞的激活情況。對電刺激后24h取樣的大鼠骨骼肌切片進(jìn)行免疫熒光染色，綠色熒光選擇調(diào)控肌衛(wèi)星細(xì)胞增殖分化過程的 3個(gè) 特異性蛋白Pax7、Myod1和Myog ?［10］ 。發(fā)現(xiàn)20Hz、40Hz和100Hz電刺激對大鼠肌衛(wèi)星細(xì)胞都具有激活的效果，其中100Hz的激活效果最為明顯。正如前面所述，100Hz電刺激強(qiáng)度更高，募集的運(yùn)動單位更多，激發(fā)的肌肉收縮也更加類似于肌肉力量訓(xùn)練，這可能就是100Hz電刺激相較于強(qiáng)度較低的20Hz電刺激和100Hz電刺激對大鼠肌衛(wèi)星細(xì)胞的激活效果更明顯的原因。

肌衛(wèi)星細(xì)胞作為肌肉再生修復(fù)的主要承擔(dān)者，激活后的肌衛(wèi)星細(xì)胞通過與受損肌纖維融合來修補(bǔ)破損的肌纖維膜，從而維持肌纖維膜的完整性。此外，與肌纖維融合的肌衛(wèi)星細(xì)胞會貢獻(xiàn)出自己的細(xì)胞核來適應(yīng)肌纖維損傷修復(fù)以及肌纖維肥厚過程中伴隨的“肌核域”變化（肌纖維是多核細(xì)胞，每個(gè)肌細(xì)胞核在轉(zhuǎn)錄上只能控制有限的細(xì)胞質(zhì)區(qū)域，被稱為肌核域） ?［15］ 。可見肌衛(wèi)星細(xì)胞可以對肌纖維進(jìn)行從肌纖維膜到肌細(xì)胞核的完整修復(fù)再生。肌衛(wèi)星細(xì)胞的再生修復(fù)能否重塑肌纖維的胰島素受體從而改善肌纖維的胰島素抵抗情況，這個(gè)思路是令人感興趣的。換言之能否通過抗阻運(yùn)動、肌肉電刺激等干預(yù)方式來激活2型糖尿病患者的肌肉組織中的肌衛(wèi)星細(xì)胞，從而重塑肌纖維膜上的胰島素受體和胰島素主導(dǎo)的肌肉攝取葡萄糖的信號通路。盡管目前缺乏確鑿的證據(jù)來證明，經(jīng)過肌衛(wèi)星細(xì)胞修復(fù)后的肌纖維膜上的胰島素受體是否得到重塑，但這為改善2型糖尿病患者肌肉組織的胰島素抵抗情況提供了新的研究思路。

4 結(jié) 論

本研究探討了不同肌肉電刺激條件誘導(dǎo)骨骼肌收縮對2型糖尿病大鼠血糖調(diào)控以及對健康大鼠肌衛(wèi)星細(xì)胞激活的效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示20Hz、40Hz和100Hz電刺激均能有效改善大鼠機(jī)體血糖調(diào)控，并且確定了40Hz是改善大鼠機(jī)體血糖調(diào)控最有效的參數(shù)條件。電刺激可以有效的激活大鼠骨骼肌中的肌衛(wèi)星細(xì)胞，而對肌衛(wèi)星細(xì)胞激活效果最顯著的是100Hz電刺激。

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