高明信

中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)糖尿病大鼠脂代謝影響研

高明信

將兩月齡Wister大鼠隨機(jī)分為正常對(duì)照組（C）和糖尿病建模組（DM），給DM組大鼠分別按50mg/kg分兩次尾靜脈注射四氧嘧啶建立糖尿病模型。建模成功后，再將DM組的大鼠分為安靜組（DQ）、低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組（DSL）、中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組（DSM）和高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組（DSH）；DSL組、DSM組、DSH組分別按確定的強(qiáng)度進(jìn)行6周的跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練。6周后發(fā)現(xiàn)，三個(gè)運(yùn)動(dòng)組大鼠FBG、TG、TC、DLD-C都低于DQ組，而HDL-C、血清Ins高于DQ組；在三個(gè)運(yùn)動(dòng)組之間，DSM組的FBG最低，體重、血清Ins最高；在對(duì)改善脂代謝上，DSL組TC最低，DSM組TG、DLD-C最低，DSH組HDL-C最高。這說(shuō)明中強(qiáng)度跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)（27m/min）對(duì)糖尿病大鼠血糖的降低、血清胰島素水平的提高及脂代謝的改善效果最為明顯。

中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)；糖尿病大鼠；血脂；胰島素

糖尿病（DM）是一種嚴(yán)重危害人民健康的慢性疾病，臨床醫(yī)學(xué)已把運(yùn)動(dòng)療法作為DM防治的基本治療方法之一，并提出了具體的運(yùn)動(dòng)方式，但還從未有對(duì)不同強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)DM的影響及其機(jī)制做過(guò)研究。本研究在建立糖尿病大鼠模型的基礎(chǔ)上，通過(guò)施加不同強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)干預(yù)，測(cè)試出DM大鼠的血糖、血脂（TC、TG、DLD、HDL）和血清胰島素（Ins），從脂代謝的角度分析不同強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)DM預(yù)防及控制效果的影響，以期進(jìn)一步豐富和完善DM運(yùn)動(dòng)療法的基礎(chǔ)理論，為DM運(yùn)動(dòng)處方的科學(xué)制定提供理論參考和幫助。

1 研究對(duì)象及方法

1.1 研究對(duì)象及糖尿病模型的制備

選用兩月齡健康雄性Wister大鼠70只，進(jìn)行適應(yīng)性喂養(yǎng)及訓(xùn)練。從70只大鼠中隨機(jī)抽出8只作為正常

對(duì)照組（C），剩余的62只分別按50mg/kg分兩次尾靜脈注射四氧嘧啶，同時(shí)C組的8只大鼠尾靜脈注射等量的生理鹽水。72h后，空腹尾靜脈取血，用血糖儀于每天的固定時(shí)間測(cè)血糖，每天一次，若連續(xù)3天空腹血糖值（FPG）≥11.1mmol/L，則判定為DM模型[1]。

1.2 動(dòng)物分組及運(yùn)動(dòng)模型的建立

動(dòng)物分組：從造模成功的36只大鼠中隨機(jī)抽出32只再分為4組，即DM安靜組（DQ）、DM低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組（DSL）、DM中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組（DSM）和DM高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組（DSH），每組各8只。 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練方法：C組、DQ組大鼠不運(yùn)動(dòng)。DSL組按15m/min速度，DSM組按27m/min速度訓(xùn)練；DSH組第一周開(kāi)始按24m/min速度訓(xùn)練，然后隔天遞增3m/min，直到遞增到33m/min為止。三個(gè)運(yùn)動(dòng)組均每次訓(xùn)練25min，每天訓(xùn)練一次，訓(xùn)練6周，每周5天[2,3]。

表1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物訓(xùn)練方案一覽表

1.3 血樣采集及處理

實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，2%戊巴比妥納腹腔注射麻醉斷頭采血，制備血清，并測(cè)試FPG，采血前禁食12h。

1.4 血脂、血清胰島素的評(píng)定

血脂的測(cè)定：采用日立7150型全自動(dòng)生化分析儀測(cè)試。血清Ins的測(cè)定：用Ins試劑盒競(jìng)爭(zhēng)性放射免疫法測(cè)定血清中Ins的含量。

2 結(jié) 果

2.1 建模前后各組大鼠飲水量、體重、血糖變化

由表2可以看出，造模前DM建模組大鼠日攝水量、體重、血糖和C組相比較均沒(méi)有顯著性差異（P＞0.05）；注射四氧嘧啶一周后，DM建模組大鼠日攝水量、血糖均高于C組（P＜0.01），DM組造模后的血糖水平高于造模前（P＜0.01）；同時(shí)多飲、多食、多尿癥狀出現(xiàn)，并逐漸消瘦。這說(shuō)明注射四氧嘧啶后，DM建模組的大鼠出現(xiàn)了DM的典型癥狀，DM模型建立成功。

表2 建模前后各組大鼠日攝水量（ml/kg）、體重（g）、血糖（mmol/L）對(duì)比

2.2 運(yùn)動(dòng)對(duì)各組大鼠體重、血糖的影響

從表3可以看出，經(jīng)低、中、高三種不同強(qiáng)度六周的運(yùn)動(dòng)干預(yù)后，DM組與C組相比，體重增加量和Ins都低于C組（P＜0.01），而血糖高于C組（P＜0.01））。三個(gè)DM運(yùn)動(dòng)組的體重增加量和Ins都高于DQ組（P＜0.01），而血糖都低于DQ組（P＜0.01）。在三個(gè)DM運(yùn)動(dòng)組之間，DSM組的體重增加量和Ins高于DSL組（P＜0.01）和DSH組（P＞0.05）；而對(duì)于血糖，DSM組最低，DSH組次之。

2.3 運(yùn)動(dòng)對(duì)各組大鼠血脂的影響

從表4可以看出，DM各組的TC、TG、LDL-C都高于C組（P＜0.01），而HDL-C則低于C組（P＜0.01）。對(duì)于DM各組的血脂比較：（1）TC：三個(gè)運(yùn)動(dòng)組都低于DQ組（P＜0.01）；在各運(yùn)動(dòng)組之間，DSL組最低，DSM組次之（P＞0.05）。（2）TG：三個(gè)運(yùn)動(dòng)組都低于DQ組（P＜0.01）；各運(yùn)動(dòng)組之間比較，DSM組最低，DSL組次之（P＞0.05）。（3）LDL-C：三個(gè)運(yùn)動(dòng)組都低于DQ組（P＜0.01）；各運(yùn)動(dòng)組之間，DSM組最低，DSH組次之（P＞0.05）。（4）HDL-C：三個(gè)運(yùn)動(dòng)組高于DQ組（P＞0.05）；在各運(yùn)動(dòng)組之間，DSH組最高（P＞0.05）。

表3 運(yùn)動(dòng)后各組大鼠體重增加量（g）、血糖（mmol/L）值對(duì)比

表4 運(yùn)動(dòng)后各組大鼠血脂（單位：mmol/L）含量對(duì)比

3 討 論

在對(duì)糖尿病的研究中，最關(guān)鍵的是建立動(dòng)物模型，本研究采用的是四氧嘧啶誘導(dǎo)的DM動(dòng)物模型。四氧嘧啶經(jīng)尾靜脈小劑量注射，可造成胰島B細(xì)胞損傷，致使其分泌Ins減少，出現(xiàn)DM的臨床癥狀。從表2可看出，造模后大鼠的血糖水平和日攝水量均高于C組和造模前（P＜0.01），多飲多食多尿癥狀也隨之出現(xiàn)；從表3也可以看出，DM動(dòng)物模型建立6周后，DM組的體重增加量都低于正常對(duì)照組（P＜0.01），DM―消瘦”的癥狀也顯而易見(jiàn)。這說(shuō)明用四氧嘧啶尾靜脈注射所建立的DM模型是成功的。

進(jìn)食、排尿、飲水和體重變化是DM個(gè)體病情的總體反應(yīng)和代謝變化的外在反映。從本研究的結(jié)果來(lái)看，中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)和高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)DM大鼠體重的增加都高于低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)（P＜0.01）；而中強(qiáng)度與高強(qiáng)度相比，中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)高于高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)（P＞0.05）。也就是說(shuō)中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)改善DM大鼠DM癥狀的效果最好，高強(qiáng)度次之。DM是以血糖升高為主要特點(diǎn)的代謝性疾病，運(yùn)動(dòng)可通過(guò)增加Ins分泌，增強(qiáng)肝臟和骨骼肌細(xì)胞膜的Ins受體結(jié)合力，以改善DM大鼠的糖代謝和脂代謝而降低血糖，改善血脂[4]。本研究結(jié)果也表明，經(jīng)過(guò)6周運(yùn)動(dòng)干預(yù)后，三個(gè)運(yùn)動(dòng)組（DSL、DSM、DSH）大鼠的血糖水平都低于DQ組（P＜0.01），其機(jī)制可能是血清Ins水平提高和脂代謝改善的結(jié)果。

從本實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果看，經(jīng)過(guò)6周的運(yùn)動(dòng)干預(yù)后，中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)降血糖的效果最好，高強(qiáng)度次之。說(shuō)明中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)（相當(dāng)于75% VO2max左右）對(duì)于DM患者來(lái)說(shuō)是降低或控制血糖的最佳選擇，其可能機(jī)制為：

（1）中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)提高DM大鼠血清Ins水平效果最好。從本研究結(jié)果看，DSM組的血清Ins水平分別高于DSL組和DSH組。有人提出Ins對(duì)血糖水平的調(diào)節(jié)有兩種作用途徑：其一是直接增加葡萄糖GLUT4轉(zhuǎn)運(yùn)和組織利用，并促進(jìn)糖原和脂肪的合成，這一作用稱之為Ins的合成作用；另一作用是通過(guò)Ins的抗脂解作用促進(jìn)糖的利用。實(shí)驗(yàn)證明，發(fā)揮前一作用所需Ins的濃度比發(fā)揮后一作用所需濃度要大10倍。這就說(shuō)明，即使是外周Ins敏感性得到提高，IR的降低在很大程度上是依賴Ins的濃度，Ins濃度的降低，會(huì)使葡萄糖的膜GLUT4轉(zhuǎn)運(yùn)不會(huì)順利進(jìn)行。我們知道，血糖濃度能維持相對(duì)恒定是由于機(jī)體內(nèi)存在一整套高效率的調(diào)節(jié)機(jī)制，精細(xì)地控制著血糖的來(lái)源與去路，使之達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡；而胰島素在血糖的調(diào)節(jié)中起著至關(guān)重要的作用。胰島素對(duì)血糖的調(diào)節(jié)機(jī)制，首先是使肌肉和脂肪組織細(xì)胞膜對(duì)葡萄糖的通透性增加，利于血糖進(jìn)入這些組織進(jìn)行代謝。胰島素還能誘導(dǎo)葡萄糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶的合成，加速細(xì)胞內(nèi)葡萄糖的分解利用。胰島素通過(guò)一系列的酶促反應(yīng)使糖原合成增加，糖的氧化利用、葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)橹镜姆磻?yīng)增加，血糖去路增快，使糖原分解和糖異生減少或受抑制，使血糖來(lái)源減少，最終使血糖濃度降低[5]。

（2）中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)改善DM大鼠脂代謝的效果最好。糖尿病是由于胰島素生物活性或其效應(yīng)絕對(duì)或相對(duì)不足，脂肪組織攝取葡萄糖及從血漿中移除甘油三酯減少，脂肪合成減少，脂酶（脂蛋白脂酶）活性異常，脂蛋白代謝障礙，最終導(dǎo)致物質(zhì)代謝紊亂。

經(jīng)流行病學(xué)資料[6]證實(shí)，血脂代謝異常是糖尿病慢性并發(fā)癥（心腦腎血管疾病）的主要危險(xiǎn)因素，而且脂質(zhì)代謝紊亂又可加重胰島素抵抗，導(dǎo)致病情的進(jìn)一步惡化。糖尿病的血脂代謝異常不僅包括脂蛋白數(shù)量和質(zhì)量的異常。還包括脂蛋白代謝的紊亂，其典型脂譜表現(xiàn)為：TG、TC、LDL和FFA升高，HDL降低。我們知道脂蛋白脂酶（LPL）是脂代謝的一個(gè)非常關(guān)鍵的酶，而LPL的合成和分泌需依賴胰島素的存在，糖尿病時(shí)由于胰島素缺乏或胰島素抵抗，使LPL活性降低，導(dǎo)致富含TG的脂蛋白乳糜微粒（CM）和極低密度脂蛋白（VLDL）消除障礙，血漿中TG含量增加；血漿中HDL含量與LPL的活性密切相關(guān)，當(dāng)LPL活性增強(qiáng)時(shí)，CM和VLDL的降解產(chǎn)物增加，為合成HDL提供了原料，HDL升高，反之亦然。

大量的研究已表明，運(yùn)動(dòng)可改善脂質(zhì)代謝紊亂。本實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果也證實(shí)了這一點(diǎn)，DM各運(yùn)動(dòng)組TG、TC、LDL-C都低于DM安靜組，而HDL則明顯高于DM安靜組。在三種不同強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)組之間，中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組改善脂代謝紊亂的效果最好，TG、TC、LDL都要低于高強(qiáng)度、低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組，而HDL則高于高強(qiáng)度和低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組。至于其機(jī)制，可能是中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)提高LPL活性效果最好；也可能與運(yùn)動(dòng)量的大小有關(guān)，有學(xué)者通過(guò)運(yùn)動(dòng)對(duì)TG的研究發(fā)現(xiàn)[7]，TG隨運(yùn)動(dòng)量不同呈不同程度的降低，運(yùn)動(dòng)量越大，TG降低的越明顯。而本實(shí)驗(yàn)也驗(yàn)證了這一觀點(diǎn)，在本實(shí)驗(yàn)中中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組的運(yùn)動(dòng)量最大，故對(duì)改善脂代謝紊亂的效果最好。

（3）中強(qiáng)度的有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)提高體內(nèi)細(xì)胞，尤其是骨骼肌細(xì)胞對(duì)胰島素的敏感性比低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)和高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)效果更好，能更有效的增加GLUT4從細(xì)胞內(nèi)池向肌質(zhì)膜及橫管（T管）的轉(zhuǎn)位，從而使骨骼肌細(xì)胞更多的攝取葡萄糖，以達(dá)到改善糖代謝的作用[5]。

4 結(jié) 論

（1）中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)DM大鼠血糖的控制效果最好，高強(qiáng)度次之；

（2）中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)提高DM大鼠血清Ins水平的效果最為明顯，要優(yōu)于低強(qiáng)度和高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)。

（3）中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)改善DM大鼠脂代謝的效果最好，但與低強(qiáng)度、高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)相比，不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

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Study of Medium-intensity Exercise on Lipid Metabolism’s Influence in Diabetic Rats

GAO Ming-xin

The two-month-old Wister rats were randomly divided into nornal contrast group（C） and diabetic group（DM）. DM group rats were given injected 50mg/kg Alloxan twice by the tail vein in order to establish diabetic model. After modeling, the DM group rats were divided into a quiet DM group（DQ）, a low-intensity exercise DM group（DSL）, a medium-intensity exercise DM group（DSM） and a high-ntensity exercise DM group（DSH）. According scheduled intensity, DSL group,DSM group and DSH group should exercise training 6 weeks on the treadmill. After 6 weeks training, it was found that FBG, TG, TC, DLD-C of three exercise group rats were lower than DQ group, but HDL-C and Ins were highter than DQ group. If we comparing between the three exercise group, it will find that the DSM group‘s FBG is the lowest, but the body weight and insulin is the highest. With the improvement of lipid‘s metabolism, DSL group is the lowest on TC; DSM group is the lowest on TG and DLD-C;DSH group is the highest on HDL-C. It shows that the medium-intensity treadmill‘s exercise（27m/min） is the most obvious to reduce the DM rat‘s glocose, TG, TC, DLD-C and raise HDL-C and insulin. It will superior to the low-intensity exercise and the high-ntensity exercise.

Medium-intensity exercise; Diabetic rats;Lipid; Insulin

G804.5

A

1007―6891（2013）03―0052―04

2012-08-22

鄭州大學(xué)西亞斯國(guó)際學(xué)院體育學(xué)院，河南 新鄭，451150。P.E. College of SIAS International University, Henan Xinzheng, 451150, China.