覃 飛， 郝選明△， 王松濤， 李 翰

(1華南師范大學，廣東 廣州 510631； 2國家體育總局體育科學研究所，北京 100061)

有氧運動對Ⅱ型糖尿病大鼠結腸肌間神經(jīng)叢及結腸功能障礙的影響*

覃 飛1， 郝選明1△， 王松濤1， 李 翰2

(1華南師范大學，廣東 廣州 510631；2國家體育總局體育科學研究所，北京 100061)

目的觀察有氧運動結合不同飲食方式對2型糖尿病大鼠結腸功能的影響，并從腸神經(jīng)的角度探討其神經(jīng)生物學機制，進而為糖尿病胃腸功能紊亂的運動療法提供理論和實驗依據(jù)。方法雄性SD大鼠45只，除正常對照組外其余大鼠經(jīng)高脂飼養(yǎng)和鏈脲佐菌素注射建立2型糖尿病大鼠模型，再隨機分為普通飼料安靜組、普通飼料運動組、高脂飼料安靜組和高脂飼料運動組。運動組進行8周無負重游泳訓練(60 min/d，5 d/week)。采集血清測口服葡萄糖耐量，結腸組織進行腸張力測試、HE染色以及蛋白基因產物9.5(PGP9.5)、P物質(SP)和血管活性腸肽(VIP)免疫組化檢測。結果(1)糖尿病大鼠結腸肌間神經(jīng)叢萎縮，神經(jīng)元數(shù)目明顯減少，有氧運動在一定程度上抑制上述病理改變；(2)有氧運動結合合理飲食可明顯升高糖尿病大鼠結腸SP含量，而高脂膳食結合運動干預未見SP含量明顯改善；(3)不同膳食方式結合運動，均能顯著提高糖尿病大鼠結腸VIP含量；(4)運動干預后糖尿病大鼠結腸平滑肌萎縮減輕，肌纖維增粗，腸張力顯著升高。結論糖尿病可導致結腸平滑肌萎縮，腸張力下降；有氧運動可通過重塑結腸肌間神經(jīng)叢而發(fā)揮對糖尿病機體結腸結構和功能的適度改善作用。

糖尿??； 肌間神經(jīng)叢； 有氧運動； 高脂飲食； 胃腸道功能紊亂

糖尿病胃腸功能紊亂是糖尿病常見的慢性并發(fā)癥之一，流行病學調查顯示糖尿病患者出現(xiàn)胃腸道癥狀者高達75%，表現(xiàn)為腸動力不足，消化和吸收機能障礙，習慣性便秘或腹瀉等，并可產生特征性的病征——胃輕癱和巨結腸等。其發(fā)病機制可能與自主神經(jīng)失衡、腸神經(jīng)病變和平滑肌變性等因素有關[1]。

腸神經(jīng)是腸壁內相對獨立于外源性自主神經(jīng)支配的內源性神經(jīng)系統(tǒng)，具有完整而復雜的神經(jīng)網(wǎng)絡結構，因此又稱為“腸腦”。腸神經(jīng)不僅在胃腸道平滑肌的運動和腺體分泌等方面發(fā)揮重要的調節(jié)作用，而且是機體神經(jīng)-內分泌-免疫調控網(wǎng)絡的重要組成部分[2]。大量運動干預的研究已證實，長期有氧運動對糖尿病患者具有良好的整體調節(jié)作用[3]。但是，運動對于糖尿病胃腸功能和腸神經(jīng)影響的相關研究還鮮見報道。運動是否有助于改善和預防糖尿病患者胃腸功能紊亂？運動對糖尿病胃腸功能的影響與腸神經(jīng)系統(tǒng)的關系如何？針對這些問題，目前我們還不能提供清晰的解答?；诖?，本研究通過建立2型糖尿病大鼠模型，觀察有氧運動結合不同飲食方式對結腸平滑肌功能的影響，并分析結腸肌間神經(jīng)叢形態(tài)學和胃腸肽含量的變化，旨在以腸神經(jīng)為切入點較為深入地探討有氧運動調整糖尿病胃腸功能紊亂的神經(jīng)生物學機制，并在實踐上為糖尿病運動處方提供理論基礎和實驗依據(jù)。

材 料 和 方 法

1材料

1.1動物 SPF級雄性SD大鼠45只，8周齡，體重(220±20)g，許可證號為SCXK(粵)2011-0020，購自中山大學實驗動物中心。

1.2主要試劑 鏈脲佐菌素(streptozotocin，STZ)(Sigma)；蛋白基因產物9.5(protein gene product 9.5，PGP9.5)、P物質(substance P，SP)和血管活性腸肽(vasoactive intestinal peptide，VIP)抗體(北京博奧森生物技術有限公司)；SP Rabbit HRP Kit (DAB)(北京康為世紀生物科技有限公司)；氯化乙酰膽堿(上海源葉生物科技有限公司)。

1.3主要儀器 JPS-5型血糖儀(北京怡成)；16導生物信息采集系統(tǒng)(Power lab)；多導離體器官水平浴槽及配套器材(成都泰盟)；石蠟包埋機、脫水機、染色機和石蠟切片機(Leica)；顯微鏡(Olympus)。

2方法

2.1模型構建與分組 大鼠適應性喂養(yǎng)1周，隨機分為正常對照組(normal control， NC，8只，普通飼料)和模型組(37只，高脂飼料)。喂養(yǎng)5周后，模型組大鼠禁食12 h后腹腔注射STZ(30 mg/kg)，正常對照組注射同劑量溶劑(檸檬酸-檸檬酸三鈉緩沖液)。3 d和7 d后分別尾部靜脈取血測血糖，以空腹血糖濃度≥6.7 mmol/L，隨機血糖濃度≥16.7 mmol/L為造模成功標準。剔除不達標大鼠5只，將糖尿病模型組大鼠隨機分為：普通飼料安靜組(diabetes control， DC)、普通飼料運動組(exercise, E)、高脂飼料安靜組(high-fat diet，HFD)、高脂飼料運動組(exercise combined with high-fat diet，E+HFD),每組8只。

2.2運動方案 采用無負重游泳訓練[3][水深60 cm；水溫：(32±2)℃；活動面積：200 cm2]。適應性訓練1周，初始訓練時間為10 min，隨后每天遞增10 min，最終增加至60 min/d，5 d/week，共8周。

2.3口服葡萄糖耐量試驗(oral glucose tolerance test，OGTT) 各組大鼠禁食12 h，尾部靜脈取血檢測空腹血糖，隨后分別在灌服葡萄糖(2 g/kg)后30 min、60 min和120 min檢測血糖水平[4]。

2.4結腸張力實驗 大鼠處死后，迅速取出約2 cm長的近端結腸(自盲腸與結腸交界處2 cm以下)，4 ℃臺氏液中清洗。剪取1.5 cm的腸段，無彈性細線結扎，置于37 ℃的恒溫灌流浴槽內(持續(xù)通入95% O2和5% CO2混合氣體)。腸段一端固定在平滑肌槽反應室的下端，另一端與張力傳感器相連，張力傳感器給予1 g負荷，多導生理記錄儀采集腸段平滑肌機械收縮活動信號。待腸段自發(fā)收縮活動平穩(wěn)后，記錄結腸平滑肌自發(fā)收縮和1×10-7mol/L乙酰膽堿處理后的收縮曲線。MedLab分析軟件處理數(shù)據(jù)。

2.5結腸形態(tài)光學顯微鏡觀察 于回盲部向遠心端1 cm處切取結腸組織后，冰生理鹽水沖洗腸腔，10%中性甲醛溶液進行固定48 h后，常規(guī)乙醇梯度脫水，石蠟包埋連續(xù)切片, 片厚5 μm，HE染色, 中性樹脂封片, 鏡下觀察結腸縱形肌和環(huán)形肌厚度、平滑肌肌纖維、肌間神經(jīng)叢形態(tài)結構及有無出血、炎癥等現(xiàn)象。

2.6結腸神經(jīng)PGP9.5、VIP和SP免疫組化染色檢測 采用SP法進行免疫組化染色，DAB顯色，常規(guī)脫水、透明、封固。在100和400倍的光鏡視野下，分別對相鄰切片的PGP9.5、VIP和SP染色陽性細胞進行統(tǒng)計。顯微鏡下胞漿有棕色顆粒者為陽性細胞，運用Image-Pro Plus軟件進行陽性面積定量分析，得出積分吸光度(IA)，每張切片中采集5個視野。

3統(tǒng)計學處理

數(shù)據(jù)用均數(shù)±標準差(mean±SD)表示，用SPSS Statistics 17.0統(tǒng)計軟件處理；組間比較采用單因素方差分析(One-way ANOVA)，方差一致時采用LSD進行兩兩多重比較，方差不一致時，采用Tamhane’s T2進行兩兩多重比較,以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

結 果

1口服葡萄糖耐量試驗

如圖1所示，與正常對照組(NC)相比，糖尿病對照組(DC)和糖尿病高脂膳食組(HFD)的空腹血糖和OGTT各時點血糖值均顯著升高(P<0.01)。糖尿病運動各組與糖尿病對照組(DC)和糖尿病高脂膳食組(HFD)相比，OGTT各時點的血糖值均顯著降低(P<0.05或P<0.01)。

Figure 1. Changes of plasma glucose in oral glucose tolerance test in different groups. Mean±SD.n=8.**P<0.01vsNC;☆☆P<0.01vsHFD;#P<0.05,##P<0.01vsDC.

圖1各組大鼠口服糖耐量試驗的血糖變化

2結腸張力測試

如表1所示，正常對照組(NC)乙酰膽堿刺激下腸張力與靜息腸張力相比顯著升高(P<0.05)。糖尿病各組與正常對照組(NC)相比，各狀態(tài)下腸張力及腸張力變化率均顯著下降(P<0.01)。糖尿病高脂膳食組(HFD)與糖尿病對照組(DC)相比，各狀態(tài)下腸張力顯著下降(P<0.05)。糖尿病運動組(E)與其它糖尿病各組相比，各狀態(tài)下腸張力顯著升高(P<0.05)。

表1結腸張力試驗結果

Table 1. The tension of smooth muscle in colon (Mean±SD.n=8)

GroupBasictension(g)Tensionwithacetylcholine(g)Changerateoftension(%)NC1.04±0.251.37±0.23*32.32±4.31DC0.52±0.17##0.62±0.17##19.51±7.54##E0.75±0.27#&△0.92±0.22##&△23.24±6.56#HFD0.33±0.19##&&0.38±0.21##&15.18±4.10##E+HFD0.39±0.21##0.43±0.19##15.76±5.17##

*P<0.05vsbasic tension;#P<0.05，##P<0.01vsNC;&P<0.05,&&P<0.01vsDC;△P<0.05vsE+HFD.

3結腸平滑肌組織結構觀察(圖2)

3.1正常對照組(NC) 平滑肌排列緊密，肌纖維呈梭形平行排列，細胞核呈橢圓形位于中央，肌間存在少量結締組織纖維。

3.2糖尿病對照組(DC) 環(huán)形肌變薄，肌纖維變細，部分萎縮。胞漿呈現(xiàn)空泡樣變性，部分胞核固縮，肌層膠原纖維增生。

3.3糖尿病運動組(E) 縱、環(huán)肌均變厚，肌纖維增粗，同時出現(xiàn)膠原纖維，細胞核固縮現(xiàn)象減少，肌纖維萎縮得到一定程度改善。

3.4糖尿病高脂膳食組(HFD) 環(huán)形肌及縱形肌變薄, 以縱形肌厚度變薄為著，肌纖維萎縮程度加劇，胞漿空泡樣變性, 甚至塌陷，大量胞核固縮，肌層膠原纖維增生。

3.5糖尿病高脂膳食運動組(E+HFD) 縱形肌變厚，環(huán)形肌厚度、肌纖維萎縮程度、肌纖維組織結構與糖尿病高脂膳食組 (HFD)相比無明顯變化，平滑肌纖維化改變加重。

Figure 2. The histomorphology of smooth muscle in colon (HE staining).

圖2結腸平滑肌組織形態(tài)學觀察

4大鼠結腸肌間神經(jīng)叢PGP9.5免疫表達

如圖3所示，PGP9.5陽性表達主要分布在結腸肌間神經(jīng)叢神經(jīng)元胞漿內。正常對照組(NC)大鼠可見PGP9.5陽性表達深且分布均勻。糖尿病對照組(DC)PGP9.5陽性表達染色下降，神經(jīng)元細胞減少，且存在變性、壞死和空泡樣改變。糖尿病運動組(E)PGP9.5陽性表達加深，但仍存在少量神經(jīng)叢空泡樣改變。糖尿病高脂膳食組 (HFD) 呈現(xiàn)PGP9.5低陽性表達，神經(jīng)元細胞變性、壞死和空泡樣改變程度加重。糖尿病高脂膳食運動組(E+HFD)與糖尿病高脂膳食組 (HFD)相比雖有部分神經(jīng)元細胞PGP9.5陽性表達上升，但神經(jīng)元細胞變性、壞死和空泡樣改變程度并無明顯改善。

如圖4所示，糖尿病各組與正常對照組(NC)相比，大鼠結腸肌間神經(jīng)叢PGP9.5陽性表達均極顯著降低(P<0.01)。糖尿病高脂膳食組 (HFD)和糖尿病高脂膳食運動組(E+HFD)與糖尿病對照組(DC)相比，PGP9.5陽性表達均極顯著下降(P<0.01)。而糖尿病運動組與其它糖尿病各組相比，肌間神經(jīng)叢PGP9.5陽性表達均極顯著升高(P<0.01)。

Figure 3. The expression of PGP9.5 in colon (immunohistochemical staining,×400).A:NC; B:DC; C:E; D:HFD; E: E+HFD.

圖3各組大鼠結腸PGP9.5的陽性表達

Figure 4. The expression of PGP9.5 in colon.Mean±SD.n=8.**P<0.01vsNC;#P<0.05,##P<0.01vsDC△△P<0.01vsE.

圖4各組大鼠結腸PGP9.5的陽性表達量

5結腸組織胃腸肽VIP、SP含量檢測

如圖5、6所示，糖尿病各組與正常對照組(NC)相比，結腸SP和VIP陽性表達顯著降低(P<0.01)。糖尿病運動組(E)與其它糖尿病組相比，SP和VIP陽性表達均顯著升高(P<0.01或P<0.05)。糖尿病高脂膳食運動組(E+HFD)與糖尿病對照組(DC)、糖尿病高脂膳食組(HFD)比較，結腸肌間神經(jīng)叢SP表達無顯著變化。而糖尿病高脂膳食組(HFD) 肌間神經(jīng)叢VIP陽性表達顯著低于糖尿病對照組(DC)和糖尿病高脂膳食運動組(E+HFD)(P<0.05)。

Figure 5. The expression of SP in colon. Mean±SD.n=8.*P<0.05,**P<0.01vsNC;△P<0.05,△△P<0.01vsE.

圖5各組大鼠結腸SP的陽性表達量

Figure 6. The expression of VIP in colon. Mean±SD.n=8.**P<0.01vsNC;#P<0.05vsDC;△△P<0.01vsE;&P<0.05vsE+HFD.

圖6各組大鼠結腸VIP的陽性表達量

討 論

1有氧運動對2型糖尿病大鼠血糖水平的影響

既往研究證明：長期處于胰島素抵抗的高糖狀態(tài)將導致機體穩(wěn)態(tài)失衡、代謝紊亂繼而引起組織病變和功能受損等代謝綜合征[5]。本研究發(fā)現(xiàn)，運動可使正常飲食和高脂飲食的糖尿病大鼠的空腹血糖和OGTT血糖明顯改善，說明中等強度的有氧運動可改善糖尿病大鼠的糖代謝功能。這可能是由于運動可以使胰島素信號轉導途徑中關鍵蛋白的表達和活性增高，在一定程度上增強了胰島素的信號傳遞，使糖尿病下降的胰島素敏感性回升所致[6]。

2有氧運動對Ⅱ型糖尿病大鼠結腸肌間神經(jīng)叢的影響

腸神經(jīng)系統(tǒng)(enteric nervous system，ENS) 是胃腸道內一套獨特的壁內局部神經(jīng)系統(tǒng)，在腸壁內形成黏膜下叢(Meissner plexus)和肌間叢(Auerbach plexus)，控制胃腸道的運動、分泌、血流和物質轉運等功能，并把胃腸與中樞神經(jīng)系統(tǒng)及自主神經(jīng)系統(tǒng)聯(lián)系起來。肌間神經(jīng)叢位于大部分消化道縱形肌和環(huán)形肌之間，其神經(jīng)元釋放的遞質主要調控平滑肌固有電活動和機械舒縮[2]。

PGP9.5是由212個氨基酸組成的胞漿蛋白，特異性地存在于神經(jīng)節(jié)及彌散分布的神經(jīng)內分泌細胞中，可作為神經(jīng)元和神經(jīng)纖維的特異性標志物[7]。本研究結果表明糖尿病對照組(DC)PGP9.5陽性表達減弱，神經(jīng)元細胞數(shù)目減少，存在變性、壞死和空泡樣改變。已有研究證實代謝紊亂與微血管損害在糖尿病神經(jīng)病變中起著重要作用，其中多元醇、晚期蛋白糖基化終末產物、蛋白激酶C、氨基已糖等途徑是經(jīng)典的發(fā)病途徑，它們均與高糖狀態(tài)下產生的氧化應激有關[8]。研究表明糖尿病機體的還原型輔酶II(NADPH)大量消耗加重了氧化應激引起的神經(jīng)組織損傷。高血糖時活性氧簇(reactive oxygen species，ROS)產生過多，抑制了GAPDH的活性，導致6-磷酸葡萄糖的累積，引起神經(jīng)組織對肌酸攝取減少，神經(jīng)能量供應降低，致使細胞的結構和功能受損[9]。本研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病運動組(E)與糖尿病對照組(DC)相比 PGP9.5 陽性表達明顯增強(P<0.01)，神經(jīng)叢空泡樣改變得以改善，分析其機制可能是有氧運動在降低血糖的同時，提高了糖尿病機體的抗氧化能力。研究已證實適量有氧運動可啟動機體抗氧化系統(tǒng)，通過升高機體超氧化物歧化酶Mn(Mn-SOD)、超氧化物歧化酶Cu/Zn(Cu/Zn-SOD)和過氧化氫酶(CAT)，提高谷胱甘肽(GSH)和NADPH氧化酶的表達水平而適度提高機體的抗氧化能力[10]。因此，本研究中糖尿病運動組大鼠結腸神經(jīng)叢呈現(xiàn)的良好改善，提示有氧運動可提高機體的抗氧化能力、增強抗氧化酶活性，進而通過多條途徑發(fā)揮對腸神經(jīng)組織的保護作用。

3有氧運動對Ⅱ型糖尿病大鼠結腸神經(jīng)肽P物質和血管活性腸肽的影響

胃腸道平滑肌的功能受肌間神經(jīng)叢釋放的神經(jīng)遞質調節(jié)，其中興奮性神經(jīng)遞質有SP、乙酰膽堿、5-羥色胺等；抑制性神經(jīng)遞質有VIP、一氧化氮等[2]。這些神經(jīng)遞質以協(xié)調對抗的關系發(fā)揮著對胃腸道功能的調節(jié)作用。

SP是興奮性運動神經(jīng)元遞質，能抑制胃腸道黏膜分泌，刺激腸道運動。本研究顯示糖尿病各組與正常對照組相比,SP陽性表達均呈現(xiàn)極顯著降低(P<0.01)，同時伴有腸道運動功能減弱(表1)，提示SP含量下降可能是導致糖尿病大鼠結腸傳輸功能減弱的原因之一。糖尿病高脂膳食運動組(E+HFD)與糖尿病對照組(DC)、糖尿病高脂膳食組(HFD)比較，肌間神經(jīng)叢SP表達無明顯改變。說明糖尿病機體在高脂飲食狀態(tài)下施加運動療法，SP含量未出現(xiàn)明顯改善。糖尿病運動組與其它糖尿病各組比較，SP陽性表達均顯著升高(P<0.01或P<0.05)，但仍然顯著低于正常對照組(P<0.05)。說明長期有氧運動結合合理飲食，對結腸SP含量雖有一定程度的改善，但與正常機體仍有差距。因此，糖尿病腸動力障礙病人在結合運動訓練的同時，建議輔以藥物等其它治療手段，以改善或恢復腸道的動力機能。

VIP是抑制性腸運動神經(jīng)元遞質，能促進腸道平滑肌舒張，抑制收縮。本研究中，糖尿病各組大鼠結腸VIP含量與正常大鼠相比均顯著降低(P<0.01)，有氧運動結合合理飲食干預后結腸VIP陽性表達雖明顯提高，但與正常組仍有顯著差距。值得注意的是，在高脂飲食狀態(tài)下，糖尿病大鼠通過運動后VIP含量升高非常顯著，但SP變化不明顯，說明糖尿病高脂膳食運動組(E+HFD)大鼠的結腸SP和VIP分泌量失衡，相對增多的VIP將導致結腸過度松弛和腸動力下降。提示，在高脂飲食狀態(tài)下，進行運動可能會進一步促使結腸SP/VIP的失衡，進而影響腸道的功能。

4高脂飲食對Ⅱ型糖尿病大鼠ENS的影響

合理飲食控制是Ⅱ型糖尿病治療的關鍵，近年流行病和臨床研究表明：糖尿病患者的脂肪攝入量有增多趨勢，高脂會加重脂質代謝紊亂導致血管病變，進而引發(fā)視網(wǎng)膜病變[11]、糖尿病腎病[12]、心血管疾病[13]等多種并發(fā)癥。Ohtsubo等[14]揭示了高脂肪飲食與糖尿病分子信號通路改變之間的關系，高脂通過激活胰腺β細胞內信號通路而引起其它器官和組織的代謝缺陷，這些受影響的器官和組織包括肝臟、肌肉和脂肪，它們共同導致了糖尿病及其并發(fā)癥的發(fā)生和發(fā)展。

本實驗構建Ⅱ型糖尿病大鼠模型后對2組大鼠繼續(xù)進行高脂喂養(yǎng)，結果表明：對不改變高脂飲食習慣的糖尿病大鼠輔以運動干預，結腸ENS無法達到預期改善，且更容易出現(xiàn)結腸平滑肌纖維化和腸動力紊亂等并發(fā)癥。

5有氧運動對Ⅱ型糖尿病大鼠結腸平滑肌結構及肌間神經(jīng)叢功能的影響

腸神經(jīng)系統(tǒng)病變可以影響胃腸道的功能，尤其是肌間神經(jīng)叢及其釋放遞質的變化與腸平滑肌動力紊亂存在緊密聯(lián)系。本研究各項指標顯示，各組糖尿病大鼠的結腸肌間神經(jīng)叢均出現(xiàn)不同程度的PGP9.5陽性表達下降，神經(jīng)元細胞變性、壞死和空泡樣改變(P<0.05或P<0.01)，且SP和VIP陽性表達極顯著降低(P<0.01)。腸神經(jīng)系統(tǒng)不僅可作為“腸腦”調節(jié)胃腸道平滑肌的動力，同時也是胃腸道平滑肌的“營養(yǎng)能源庫”，為其提供養(yǎng)分[2]。因此，本研究中糖尿病大鼠腸神經(jīng)出現(xiàn)的病理改變可能是其腸動力下降、環(huán)形肌變薄、肌纖維變細萎縮和肌層膠原纖維增生的主要原因之一。

與糖尿病對照組(DC)相比較，糖尿病運動組(E)的腸張力顯著升高，肌層變厚，肌纖維增粗，細胞核固縮現(xiàn)象減少，肌纖維萎縮得到一定程度改善，同時肌層膠原纖維增生增多。說明伴隨肌間神經(jīng)元結構、數(shù)目、神經(jīng)肽(SP、VIP)含量的明顯改善，結腸平滑肌處于修復狀態(tài)。但值得注意的是，結腸平滑肌組織在修復過程中伴隨膠原纖維的生成，肌層膠原纖維的過度增生是否會對腸道平滑肌運動功能產生負面影響，則需要實驗研究進一步去觀察。此外，糖尿病高脂膳食運動組(E+HFD)與糖尿病高脂膳食組(HFD)比較，雖縱形肌變厚，但環(huán)形肌厚度、肌纖維萎縮程度、肌纖維組織結構、腸張力無明顯變化，同時平滑肌纖維化嚴重。上述發(fā)現(xiàn)提示：在不改變高脂飲食的情況下，運動對腸道平滑肌和腸神經(jīng)系統(tǒng)結構和功能的良好作用將受到抑制。

綜上所述，本研究提示，合理飲食結合有氧運動可在一定程度上通過促進糖尿病機體的“腸神經(jīng)系統(tǒng)”重塑，使SP和VIP等腸神經(jīng)肽的合成與分泌發(fā)生良好改變，進而改善腸道平滑肌萎縮現(xiàn)象和提高腸動力功能，這些作用對于防治糖尿病胃腸功能紊亂具有重要的意義。但上述變化伴隨腸壁膠原纖維生成增多現(xiàn)象，在糖尿病患者長期運動干預的過程中需要繼續(xù)觀察和評價腸平滑肌纖維化對腸道功能及其整體健康水平的影響。

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Effectofaerobicexerciseonmyentericplexusandcolonicdysfunctionintype2diabeticrats

QIN Fei1, HAO Xuan-ming1, WANG Song-tao1, LI Han2

(1SouthChinaNormalUniversity,Guangzhou510631,China;2ChinaInstituteofSportScience,Beijing100061,China.E-mail:hxm@scnu.edu.cn)

AIM: To observe the effect of aerobic exercise and dietary patterns on the colonic function of type 2 diabetic rats and the enteric nervous mechanism.METHODSThe rat model of type 2 diabetes was induced by high-fat diet (HFD) and streptozotocin (30 mg/kg, ip) injection, and the rats were divided into diabetes control (DC) group, HFD group, exercise (E) group and exercise combined with high fat diet (E+HFD) group. Some other healthy rats were arranged into normal control (NC) group. The rats in E group and E+HFD group

8-week swimming training (5 d/week, 60 min/d). The colon samples were collected at the end of the 8th week for observation of the pathological changes by HE staining and for detection of colonic tension and expression of protein gene product 9.5(PGP9.5), substance P(SP) and vasoactive intestinal peptide (VIP).RESULTSDiabetes induced significant myenteric plexus damages and marked reduction of neurons, while exercise protected the enteric nervous system from injuries. The expression of SP significantly increased in the rats with long-term aerobic exercise combined with a reasonable diet. However, high-fat diet combined with exercise did not obviously up-regulate SP. The positive expression of VIP in the colon significantly increased in both E group and E+HFD group. Aerobic exercise attenuated the atrophy and increased the tension in colonic smooth muscles.CONCLUSIONDiabetes induces muscular atrophy and tension attenuation in colonic smooth muscle, which can be reversed in some extent by aerobic exercise through the remolding of enteric nervous system.

Diabetes mellitus; Myenteric plexus; Aerobic exercise; High-fat diet; Gastrointestinal disorder

R875

A

10.3969/j.issn.1000- 4718.2013.06.018

1000- 4718(2013)06- 1059- 06

2012- 12- 06

2013- 04- 01

華南師范大學研究生科研創(chuàng)新基金資助項目(No.2012kyjj116)

△通訊作者 Tel: 020-39310230; E-mail： hxm@scnu.edu.cn