耐力运动对糖尿病大鼠血清血糖、胰岛素、胰岛素抵抗指数、糖化血清蛋白、红细胞糖化血红蛋白的影响

【摘要】 目的 探讨耐力运动对糖尿病（DM）大鼠血清血糖(Glu)、胰岛素、胰岛素抵抗指数、糖化血清蛋白(Gsp)和红细胞糖化血红蛋白(GHb)的影响。方法 12只DM大鼠随机分为2组：安静组，耐力运动组，每组6只，训练6 w；采用Bedford训练方案，耐力运动相当于60%最大摄氧量(VO2 max)；末次训练后24 h两组大鼠安静状态下处死，左心室抽取血液。采用比色法和酶联免疫吸附测试法分别测定DM大鼠Glu、胰岛素、Gsp和GHb的水平。结果 安静组Glu、GHb水平与耐力运动组相比没有显著性差异（P>0.05）；安静组胰岛素水平、Gsp水平、胰岛素抵抗指数极显著低于耐力运动组(均P<0.01)。结论 耐力运动方式和强度显著降低了胰岛素和胰岛素抵抗指数，极可能增加了胰岛素的敏感性；还非常显著降低了Gsp水平，可能对DM的防治具有一定的积极意义，建议适当保持耐力运动的习惯。

【关键词】 耐力运动；胰岛素；胰岛素抵抗指数；糖化血清蛋白；糖化血红蛋白

　　【Abstract】 Objective To investigate the effect of longterm endurance exercise on the level of serum bloodglucose， insulin， glycated serum protein and red blood cell glycolated hemoglobin in GK rats′ blood. Methods Twelve male GK rats were randomly and equally pided into control， endurance exercise groups. Bedford′s exercise program was adopted， exercise intensity of endurance exercise group was seemly equal to 60% VO2max. The rats were sampled after 6 w exercise training. 24 h after the last training， the rats were killed， blood was sampled quickly from the left ventricle for colorimetry and enzyme linked immunosorbent assay. Results The levels of bloodglucose and glycolated hemoglobin had no significant change in the two groups; but the levels of insulin and insulin resistance index and glycated serum protein were downregulated significantly in endurance exercise group (P<0.01). Conclusions The way adopted in this study can improve significantly the levels of insulin and glycated serum protein， and decrease significantly insulin resistance index， may benefit the initial phase or metaphase of diabetes mellitus. To properly keep exercise could be do some goods to cure diabetes mellitus.
　　
　　【Key words】 Endurance exercise； Insulin；Insulin resistance index；Glycated serum protein；Glycolated hemoglobin

　　大约90%～95%的糖尿病(DM)患者为非胰岛素依赖型2型糖尿病（NIDDM），病因为胰岛素抵抗并伴随相关胰岛素缺陷〔1〕。运动干预是一种投入少效果好的措施，科学研究证明运动和药物在DM治疗过程中通过不同的信号通路发挥作用〔2〕。全面系统地检索1966年至2008年3月相关数据库（包括Medline，Premedline，CINAHL，AMED，EMBASE，Sport Discus）发现，干预DM的主要运动模式是有氧耐力运动，约占同类研究的78%〔3〕。本文以自发性糖尿病模型大鼠(GK大鼠)为研究对象，观察耐力运动干预下，GK大鼠血糖(Glu)、胰岛素、胰岛素抵抗指数、糖化血清蛋白(Gsp)和红细胞糖化血红蛋白(GHb)的变化，以期为运动改善DM症状提供分子生物学依据。

　　1 材料与方法

　　1.1 实验动物及训练模型

　　1.1.1 实验动物 SPF级GK大鼠，2月龄，雄性，共12只，体重(250±5)g，由上海中科院斯莱克实验动物有限公司提供。用国家标准啮齿动物高脂饲料喂养，自由饮食，动物自由饮用无菌逆渗透（RO）纯水。环境温度20℃～23℃，相对湿度30%～50%，光暗周期12 h∶12 h。

　　1.1.2 分组 随机分为安静组及耐力运动组，每组6只。

　　1.1.3 训练模型 动物在暗周期（18：00～20：00）进行训练，采用乔山跑台改装后自制的动物跑台。耐力运动组：适应性训练1 w，随后进行6 w正式训练，每日训练1次，每w 6次，强度相当于60%最大摄氧量(VO2 max)。

　　1.2 取材 6 w训练结束后24 h，两组大鼠采用颈椎脱臼法处死后，在1 min内用注射器从心脏左心室抽取血液，迅速离心，分离血清和红细胞，用于各项指标测试。

　　1.3 主要试剂和仪器 采用南京建成生物工程研究所生产的胰岛素酶联免疫吸附法（ELISA）测定试剂盒(美国ADL)、Glu测试盒、Gsp测试盒、GHb测试盒、高速离心机及TECANInfinite 200酶标仪。

　　1.4 检测

　　1.4.1 Glu的检测 采用葡萄糖氧化酶法。取2 μl样品加入200 μl工作液中，充分混匀，置于37℃水浴15 min。显色后，颜色至少可稳定2 h。在波长505 nm处，以空白调零，读取校准管和样本管的吸光度值，计算样品浓度。

　　1.4.2 胰岛素的检测 采用酶联免疫吸附测试（定量）法。取50 μl样品加入包被了抗胰岛素抗体的微孔中，加入25 μl的酶标记溶液，(36±2)℃孵育反应60 min，洗板机清洗5次，每次静置10～20 s，加入底物溶液呈色剂A、B各25 μl，轻微摇动微孔反应条，(36±2)℃下避光孵育反应15 min，加终止液终止反应。在酶标仪上测定每个孔450 nm波长下吸光度（OD）值，计算样品浓度。

　　1.4.3 Gsp的检测 采用果糖胺法。取10 μl样品加入200 μl显色剂氯化硝基四氮唑蓝（NBT）液中，混匀，37℃水浴15 min。再混匀，在530 nm、1 cm光径，空白管调零，比色，读取吸光度（OD）值，计算样品浓度。

　　1.4.4 GHb的检测 取肝素抗凝全血3 ml置于离心管中，以800 r/min离心10 min，弃上清留沉淀红细胞，然后用生理盐水洗涤3次。取压积红细胞200 μl加冷蒸馏水300 μl，充分混匀1 min制得溶血液，先取溶血液10 μl加氰化高铁血红蛋白测试液2.5 ml，混匀，室温放置10 min，用酶标仪在540 nm处，1 cm光径水调零测各管吸光度，计算溶血液中血红蛋白浓度。再取溶血液100 μl加入玻璃试管中，缓慢滴入酸化液50 μl酸化，用带小孔薄膜封口后置水浴锅中加热水解1 h，再加入蛋白沉淀剂50 μl，混匀，3 000 r/min离心10 min，取上清60 μl加入显色剂15 μl，40℃水浴保温30 min，冷却后，蒸馏水调零、443 nm、1 cm光径，测各管的吸光度，计算样品浓度。

　　1.5 统计学分析 采用SPSS15.0软件对结果进行统计学处理，各组结果以x±s，组间比较采用独立样本T检验分析。

　　2 结果
　　
　　耐力运动后安静组与耐力运动组相比Gly、GHb虽有降低趋势，但无统计学意义。胰岛素含量：耐力运动后安静组与耐力运动组相比胰岛素、胰岛素抵抗指数、Gsp水平均有极显著性差异（P<0.01）。见表1。

　　表1 大鼠血液Glu、胰岛素、Gsp、GHb浓度比较（略）

　　与安静组比较：1）P<0.01

　　3 讨论
　　
　　GK大鼠是一种自发性的DM模型，在远交系Wistar大鼠中筛选高Glu个体而成，4月龄GK大鼠的Glu水平可达到12～14 mmol/L，在疾病的发生发展、病理学变化等许多方面都与人类DM有着相同或相似的特征，胰岛素抵抗和胰导β细胞功能受损贯穿于DM全过程，因此被广泛应用于NIDDM研究〔4〕。本实验研究发现，4月龄时对照组GK大鼠Glu平均值水平已达19.892 8 mmol/L，耐力运动组Glu水平虽有少许下降，但其平均值水平仍然达到17.788 9 mmol/L，比正常Wister大鼠的Glu高出几乎2倍，说明本实验对象可以看做是理想的DM实验模型，最适宜进行2型糖尿病（T2DM）发病初期至中期的研究。
　　
　　Glu和胰岛素是最常用的DM监测指标，运动可减轻DM患者胰岛素抵抗，促进全身组织比静息时更多地利用Glu，从总体上降低血糖。赵惠兰等〔5〕发现采取中等强度运动后NIDDM患者Glu、胰岛素降低明显。长期运动可增加胰岛素受体敏感性，血浆胰岛素水平降低，葡萄糖消除率增加，胰岛素与其受体结合增加，改善胰岛素抵抗〔6〕。运动后，肝脏和肌肉又使葡萄糖转化为糖原储存，使Glu持续下降〔7〕。李汉东〔8〕等研究发现DM患者1年有氧运动后Glu含量没有显著性变化，但胰岛素含量明显低于对照组。Zeqiri等〔9〕观察了50名T2DM患者进行了10 d的体育锻炼后Glu水平降低。Stochmal等〔10〕对31名带有胰岛素抵抗的心肌梗死病人研究发现，规律的体育锻炼降低了胰岛素水平。本实验研究发现6 w中等强度耐力训练后GK大鼠血清Glu水平安静组与耐力运动组相比虽有降低趋势，但统计学上没有显著性差异。而耐力运动后血清胰岛素水平耐力运动组与安静组相比有极显著性差异。说明本实验中所采用的耐力运动方式对GK大鼠血清Glu水平和胰岛素水平表达的影响程度是不同的，很显然这种运动方式对胰岛素水平的影响更为显著。通过计算发现耐力运动组胰岛素抵抗指数显著降低，与安静组相比具有极显著性差异，说明耐力训练极大地降低了GK大鼠的胰岛素抵抗能力，这也许是胰岛素敏感水平极大提高所致。
　　
　　Glu、Gsp与GHb联合检测为临床提供了一个近期、纵向、全程的Glu水平信息。测定Glu反映的是某一点（测定当时）的Glu水平，是DM微观控制指标；而Gsp反映的是过去2～3 w内Glu的平均水平，GHb反映的是过去1～2个月中Glu的平均水平，是DM宏观控制指标。3项指标反映Glu控制水平的时间有所不同。GHb和Gsp蛋白还可作为轻症、2型、隐性DM的早期诊断指标。Boule等〔11〕通过14项临床试验Meta分析发现，50%～60% VO2max的踏车练习使T2DM病人的HbAlc水平下降0.66%。吴文栩等〔12〕对40名DM患者研究发现12 w的耐力运动使糖尿病视网膜病变病人的GHb水平显著降低。朱宏泉等〔13〕探讨了Gsp和Glu联合检测对急性脑梗死高Glu原因判定的价值，应用对比分析的方法研究发现Gsp在DM各个病程在统计学上有显著意义，是判定急性脑梗死高Glu原因的一个可信指标，对指导患者高Glu治疗和判断病情预后有一定价值。本实验发现6 w耐力运动后，耐力运动组Gsp显著低于对照组；耐力运动组GHb与对照组比较虽有降低趋势，但统计学上没有显著性差异。说明本实验采用的运动方式和运动持续时间对Gsp的影响显著高于GHb。两种物质反映的是DM病程不同阶段的指标，养成长期耐力运动的习惯可能对两者都会有一定的改善作用。

参考文献

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　　10 Stochmal A，JasiakTyrkalska B，Stochmal E，et al.The influence of physical training on metabolic indices in men with myocardial infarction and impaired glucose tolerance〔J〕.Przeql Lek，2007;64(6):4105.

　　11 Boule NG，Haddad E，Kenny GP，et al.Effects of exercise on glycemic control and body mass in type 2 diabetes mellitus：a metaanalysis of controlled clinical trials〔J〕.JAMA， 2001；286:121827.

　　12 吴文栩，潘景业，周 雷，等.运动对糖尿病视网膜病变病人的糖化血红蛋白和空腹血糖的影响〔J〕.护理研究，2006；20（10）：25823.

　　13 朱宏泉，王钇力，黄旭华.糖化血清蛋白和血糖联合检测对判定脑梗死高血糖原因的研究〔J〕.赣南医学院学报，2006；26（2）：2123.