中强度运动对糖尿病大鼠脂代谢影响研

高明信

中强度运动对糖尿病大鼠脂代谢影响研

高明信

将两月龄Wister大鼠随机分为正常对照组（C）和糖尿病建模组（DM），给DM组大鼠分别按50mg/kg分两次尾静脉注射四氧嘧啶建立糖尿病模型。建模成功后，再将DM组的大鼠分为安静组（DQ）、低强度运动组（DSL）、中强度运动组（DSM）和高强度运动组（DSH）；DSL组、DSM组、DSH组分别按确定的强度进行6周的跑台运动训练。6周后发现，三个运动组大鼠FBG、TG、TC、DLD-C都低于DQ组，而HDL-C、血清Ins高于DQ组；在三个运动组之间，DSM组的FBG最低，体重、血清Ins最高；在对改善脂代谢上，DSL组TC最低，DSM组TG、DLD-C最低，DSH组HDL-C最高。这说明中强度跑台运动（27m/min）对糖尿病大鼠血糖的降低、血清胰岛素水平的提高及脂代谢的改善效果最为明显。

中强度运动；糖尿病大鼠；血脂；胰岛素

糖尿病（DM）是一种严重危害人民健康的慢性疾病，临床医学已把运动疗法作为DM防治的基本治疗方法之一，并提出了具体的运动方式，但还从未有对不同强度运动对DM的影响及其机制做过研究。本研究在建立糖尿病大鼠模型的基础上，通过施加不同强度的运动干预，测试出DM大鼠的血糖、血脂（TC、TG、DLD、HDL）和血清胰岛素（Ins），从脂代谢的角度分析不同强度运动对DM预防及控制效果的影响，以期进一步丰富和完善DM运动疗法的基础理论，为DM运动处方的科学制定提供理论参考和帮助。

1 研究对象及方法

1.1 研究对象及糖尿病模型的制备

选用两月龄健康雄性Wister大鼠70只，进行适应性喂养及训练。从70只大鼠中随机抽出8只作为正常

对照组（C），剩余的62只分别按50mg/kg分两次尾静脉注射四氧嘧啶，同时C组的8只大鼠尾静脉注射等量的生理盐水。72h后，空腹尾静脉取血，用血糖仪于每天的固定时间测血糖，每天一次，若连续3天空腹血糖值（FPG）≥11.1mmol/L，则判定为DM模型[1]。

1.2 动物分组及运动模型的建立

动物分组：从造模成功的36只大鼠中随机抽出32只再分为4组，即DM安静组（DQ）、DM低强度运动组（DSL）、DM中强度运动组（DSM）和DM高强度运动组（DSH），每组各8只。 运动训练方法：C组、DQ组大鼠不运动。DSL组按15m/min速度，DSM组按27m/min速度训练；DSH组第一周开始按24m/min速度训练，然后隔天递增3m/min，直到递增到33m/min为止。三个运动组均每次训练25min，每天训练一次，训练6周，每周5天[2,3]。

表1 实验动物训练方案一览表

1.3 血样采集及处理

实验结束时，2%戊巴比妥纳腹腔注射麻醉断头采血，制备血清，并测试FPG，采血前禁食12h。

1.4 血脂、血清胰岛素的评定

血脂的测定：采用日立7150型全自动生化分析仪测试。血清Ins的测定：用Ins试剂盒竞争性放射免疫法测定血清中Ins的含量。

2 结 果

2.1 建模前后各组大鼠饮水量、体重、血糖变化

由表2可以看出，造模前DM建模组大鼠日摄水量、体重、血糖和C组相比较均没有显著性差异（P＞0.05）；注射四氧嘧啶一周后，DM建模组大鼠日摄水量、血糖均高于C组（P＜0.01），DM组造模后的血糖水平高于造模前（P＜0.01）；同时多饮、多食、多尿症状出现，并逐渐消瘦。这说明注射四氧嘧啶后，DM建模组的大鼠出现了DM的典型症状，DM模型建立成功。

表2 建模前后各组大鼠日摄水量（ml/kg）、体重（g）、血糖（mmol/L）对比

2.2 运动对各组大鼠体重、血糖的影响

从表3可以看出，经低、中、高三种不同强度六周的运动干预后，DM组与C组相比，体重增加量和Ins都低于C组（P＜0.01），而血糖高于C组（P＜0.01））。三个DM运动组的体重增加量和Ins都高于DQ组（P＜0.01），而血糖都低于DQ组（P＜0.01）。在三个DM运动组之间，DSM组的体重增加量和Ins高于DSL组（P＜0.01）和DSH组（P＞0.05）；而对于血糖，DSM组最低，DSH组次之。

2.3 运动对各组大鼠血脂的影响

从表4可以看出，DM各组的TC、TG、LDL-C都高于C组（P＜0.01），而HDL-C则低于C组（P＜0.01）。对于DM各组的血脂比较：（1）TC：三个运动组都低于DQ组（P＜0.01）；在各运动组之间，DSL组最低，DSM组次之（P＞0.05）。（2）TG：三个运动组都低于DQ组（P＜0.01）；各运动组之间比较，DSM组最低，DSL组次之（P＞0.05）。（3）LDL-C：三个运动组都低于DQ组（P＜0.01）；各运动组之间，DSM组最低，DSH组次之（P＞0.05）。（4）HDL-C：三个运动组高于DQ组（P＞0.05）；在各运动组之间，DSH组最高（P＞0.05）。

表3 运动后各组大鼠体重增加量（g）、血糖（mmol/L）值对比

表4 运动后各组大鼠血脂（单位：mmol/L）含量对比

3 讨 论

在对糖尿病的研究中，最关键的是建立动物模型，本研究采用的是四氧嘧啶诱导的DM动物模型。四氧嘧啶经尾静脉小剂量注射，可造成胰岛B细胞损伤，致使其分泌Ins减少，出现DM的临床症状。从表2可看出，造模后大鼠的血糖水平和日摄水量均高于C组和造模前（P＜0.01），多饮多食多尿症状也随之出现；从表3也可以看出，DM动物模型建立6周后，DM组的体重增加量都低于正常对照组（P＜0.01），DM―消瘦”的症状也显而易见。这说明用四氧嘧啶尾静脉注射所建立的DM模型是成功的。

进食、排尿、饮水和体重变化是DM个体病情的总体反应和代谢变化的外在反映。从本研究的结果来看，中强度运动和高强度运动对DM大鼠体重的增加都高于低强度运动（P＜0.01）；而中强度与高强度相比，中强度运动高于高强度运动（P＞0.05）。也就是说中强度运动对改善DM大鼠DM症状的效果最好，高强度次之。DM是以血糖升高为主要特点的代谢性疾病，运动可通过增加Ins分泌，增强肝脏和骨骼肌细胞膜的Ins受体结合力，以改善DM大鼠的糖代谢和脂代谢而降低血糖，改善血脂[4]。本研究结果也表明，经过6周运动干预后，三个运动组（DSL、DSM、DSH）大鼠的血糖水平都低于DQ组（P＜0.01），其机制可能是血清Ins水平提高和脂代谢改善的结果。

从本实验的研究结果看，经过6周的运动干预后，中强度运动降血糖的效果最好，高强度次之。说明中强度运动（相当于75% VO2max左右）对于DM患者来说是降低或控制血糖的最佳选择，其可能机制为：

（1）中强度运动对提高DM大鼠血清Ins水平效果最好。从本研究结果看，DSM组的血清Ins水平分别高于DSL组和DSH组。有人提出Ins对血糖水平的调节有两种作用途径：其一是直接增加葡萄糖GLUT4转运和组织利用，并促进糖原和脂肪的合成，这一作用称之为Ins的合成作用；另一作用是通过Ins的抗脂解作用促进糖的利用。实验证明，发挥前一作用所需Ins的浓度比发挥后一作用所需浓度要大10倍。这就说明，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赖Ins的浓度，Ins浓度的降低，会使葡萄糖的膜GLUT4转运不会顺利进行。我们知道，血糖浓度能维持相对恒定是由于机体内存在一整套高效率的调节机制，精细地控制着血糖的来源与去路，使之达到动态平衡；而胰岛素在血糖的调节中起着至关重要的作用。胰岛素对血糖的调节机制，首先是使肌肉和脂肪组织细胞膜对葡萄糖的通透性增加，利于血糖进入这些组织进行代谢。胰岛素还能诱导葡萄糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶的合成，加速细胞内葡萄糖的分解利用。胰岛素通过一系列的酶促反应使糖原合成增加，糖的氧化利用、葡萄糖转变为脂肪的反应增加，血糖去路增快，使糖原分解和糖异生减少或受抑制，使血糖来源减少，最终使血糖浓度降低[5]。

（2）中强度运动对改善DM大鼠脂代谢的效果最好。糖尿病是由于胰岛素生物活性或其效应绝对或相对不足，脂肪组织摄取葡萄糖及从血浆中移除甘油三酯减少，脂肪合成减少，脂酶（脂蛋白脂酶）活性异常，脂蛋白代谢障碍，最终导致物质代谢紊乱。

经流行病学资料[6]证实，血脂代谢异常是糖尿病慢性并发症（心脑肾血管疾病）的主要危险因素，而且脂质代谢紊乱又可加重胰岛素抵抗，导致病情的进一步恶化。糖尿病的血脂代谢异常不仅包括脂蛋白数量和质量的异常。还包括脂蛋白代谢的紊乱，其典型脂谱表现为：TG、TC、LDL和FFA升高，HDL降低。我们知道脂蛋白脂酶（LPL）是脂代谢的一个非常关键的酶，而LPL的合成和分泌需依赖胰岛素的存在，糖尿病时由于胰岛素缺乏或胰岛素抵抗，使LPL活性降低，导致富含TG的脂蛋白乳糜微粒（CM）和极低密度脂蛋白（VLDL）消除障碍，血浆中TG含量增加；血浆中HDL含量与LPL的活性密切相关，当LPL活性增强时，CM和VLDL的降解产物增加，为合成HDL提供了原料，HDL升高，反之亦然。

大量的研究已表明，运动可改善脂质代谢紊乱。本实验的研究结果也证实了这一点，DM各运动组TG、TC、LDL-C都低于DM安静组，而HDL则明显高于DM安静组。在三种不同强度的运动组之间，中强度运动组改善脂代谢紊乱的效果最好，TG、TC、LDL都要低于高强度、低强度运动组，而HDL则高于高强度和低强度运动组。至于其机制，可能是中强度运动对提高LPL活性效果最好；也可能与运动量的大小有关，有学者通过运动对TG的研究发现[7]，TG随运动量不同呈不同程度的降低，运动量越大，TG降低的越明显。而本实验也验证了这一观点，在本实验中中强度运动组的运动量最大，故对改善脂代谢紊乱的效果最好。

（3）中强度的有氧运动对提高体内细胞，尤其是骨骼肌细胞对胰岛素的敏感性比低强度运动和高强度运动效果更好，能更有效的增加GLUT4从细胞内池向肌质膜及横管（T管）的转位，从而使骨骼肌细胞更多的摄取葡萄糖，以达到改善糖代谢的作用[5]。

4 结 论

（1）中强度运动对DM大鼠血糖的控制效果最好，高强度次之；

（2）中强度运动对提高DM大鼠血清Ins水平的效果最为明显，要优于低强度和高强度运动。

（3）中强度运动对改善DM大鼠脂代谢的效果最好，但与低强度、高强度运动相比，不存在统计学意义。

[1] 梁志锋，林 军. 维生素C对四氧嘧啶诱导制作大鼠糖尿病动物模型的影响[J]. 中国现代实用医学杂志，2006，5（5）：1～4.

[2] 赵杰修，田 野，曹建民，等. 跑台运动和营养补充对大鼠骨骼肌能量代谢酶的影响[J]. 体育科学，2007，27（1）：68～71.

[3] 胡柏平，倪 静. 运动应激性溃疡动物模型的建立及其行为学评价[J].体育科学，2007，27（11）：55～60.

[4] 赵守香，董 鹏. 糖尿病与运动[J].中国慢性疾病预防与控制，2004，12（1）：46～48.

[5] 潘长玉. 糖尿病学[M]. 北京：人民卫生出版社，2007（第5版）.

[6] 李昌祈. 糖尿病最新防治进展[M]. 北京：中国医药科技出版社. 1994，6.

[7] Alberti KG,Zimmet PZ.Definition, diagnosis and classification of diabetes mellitus and its complications[J]. Diabet Med, 1998, 15（7）:539～553.

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

郑州大学西亚斯国际学院体育学院，河南 新郑，451150。P.E. College of SIAS International University, Henan Xinzheng, 451150, China.