有氧运动联合膳食控制对2型糖尿病大鼠Resistin分泌的影响

刘 霞，刘 丽，金爱娜，金其贯

(1.扬州大学体育学院，江苏扬州225009;2.张家港市晨阳中学，江苏张家港215637)

近年来研究表明，脂肪组织不仅是储存和释放脂肪的场所，而且是重要的内分泌器官，能够分泌多种激素和脂肪细胞因子，如瘦素(leptin)、抵抗素(Resistin)、脂联素(adiponectin)、白细胞介素-6(IL-6)和肿瘤坏死因子-a(TNF-a)等，在调节机体糖、脂代谢中发挥重要作用，与肥胖、胰岛素抵抗(IR)、2 型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)、动脉粥样硬化症等密切相关［1］。然而，有氧运动和膳食控制对T2DM机体Resistin分泌的影响目前还不完全清楚，本研究旨在探讨有氧运动联合膳食控制对T2DM大鼠血清Resistin含量的影响，并分析其与血脂代谢的关系，从而进一步探讨Resistin在T2DM发生发展过程中的作用。

1 材料与方法

1.1 实验对象与分组

选用清洁级雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠(购于中科院上海实验动物研究中心)62只，6周龄，体重160～200g，分笼饲养，每笼4只，饲养温度(25±2)℃，光照时间12h左右，每天更换一次垫料，保持笼内干燥。

随机抽取8只大鼠作为正常对照组(Control，C组)，喂以标准普通饲料。其余54只喂以高脂髙糖饲料。7周后，禁食10h，按30mg/kg体重的剂量腹腔注射1%STZ溶液(将STZ溶于0.1mol/L，pH为4.4柠檬酸－柠檬酸钠缓冲液中配成1%的溶液，使用前临时配制)。注射7天后，空腹尾静脉采血，用快速血糖仪测定大鼠空腹血糖(FPG)，以FPG≥7.8 mmol/L作为T2DM大鼠的入选依据，共有39只大鼠建模成功。然后将T2DM大鼠随机分成DM对照组(DM Control group，DM，n=9)、DM+运动锻炼组(DM+Exercise training group，DME，n=10)、DM+ 膳食控制组(DM+Diet control group，DMD，n=10)、DM+运动锻炼 +膳食控制组(DM+Exercise training+Diet control，DMED，n=10)4 组。

1.2 实验方案

C组:国家标准齿类饲料饲养，不进行游泳运动锻炼;DM组:喂以高脂高糖饲料，不进行运动锻炼;DME组:T2DM大鼠在喂以高脂高糖饲料的同时，在每天下午进行60min无负重游泳训练，每周运动6天。第1周进行适应性游泳训练，第一天运动时间为15min，以后每天递增10～20min，经1周增加至每天60min，以后每周维持此运动量，持续运动12周;DMD组:T2DM大鼠喂以标准饲料，不进行运动锻炼;DMED组:T2DM大鼠在喂以标准饲料的同时，再按照上述运动方案进行运动锻炼。运动时注意大鼠状态，以防止溺水死亡，并及时捞出老鼠粪便，以保持游泳池清洁。游泳池为100cm×70cm×60cm长方体，水深50cm，水温(32±1)℃。训练安排在每天下午进行。高脂高糖饲料含基础饲料65.5%、猪油10%、胆固醇2.5%、猪胆盐1%和蔗糖20%，由南京安立默生物科技公司加工制作。每天分2次定时喂食，实验过程中由于操作不当，DMED组和DMD组分别有2只和3只大鼠溺水死亡。

1.3 取材

动物在末次运动锻炼结束后，禁食12h，第二天依次按50mg/kg的剂量腹腔注射2%的戊巴比妥钠进行麻醉，然后从腹主动脉取血5ml，注入无菌玻璃试管中，在1h内，4℃，4 000r/min离心10min后，分离血清，在2h内测定空腹血糖(FPG)、甘油三酯(TG)和总胆固醇(TC)，其余保存于－40℃冰箱中，以备测胰岛素(FINS)、游离脂肪酸(FFA)和Resistin等指标。

1.4 指标的测定

FPG采用葡萄糖氧化酶法测定，TC、TG采用酶比色法测定，仪器为日立全自动生化分析仪;FINS采用放射免疫法测定，试剂盒购于中国解放军免疫研究所，测定仪器为中国科大中佳公司自动放免仪;血清Resistin采用酶联免疫法测定，试剂盒为美国ADL酶免诊断试剂盒，测定仪器为美国产的ELX800型酶标仪。FFA采用比色法测定，试剂盒购于南京建成生物工程研究所，测定仪器为722型紫外分光光度计。

1.5 数理统计法

使用SPSS 13.0统计软件处理数据，结果用均数±标准差(±s)表示，统计学分析采用双因素方差分析和独立样本t检验，P＜0.05表示为显著性差异，P＜0.01表示为极显著性差异。

2 结果

2.1 各组大鼠FPG、FINS和血清Resistin含量的变化

由表1可见，T2DM大鼠建立后第13周，与C组相比，DM组大鼠FPG和血清Resistin含量显著升高，FINS含量显著降低;通过双因素方差分析可知，有氧运动可以降低T2DM大鼠FPG和血清Resistin含量，虽可使FINS升高，但无显著性差异;而膳食控制对降低T2DM大鼠FPG和血清Resistin含量没有显著性影响，但可使FINS显著升高;有氧运动联合膳食控制对降低T2DM大鼠FPG和血清Resistin含量以及升高FINS无显著的交互作用。

2.2 各组大鼠血清TG、TC和FFA含量的变化

由表2可见，T2DM建立后第13周，与C组相比，DM组血清TC、TG和FFA含量均显著升高;通过双因素方差分析可知，有氧运动能显著降低T2DM大鼠TC和FFA含量，但不能显著降低TG含量。膳食控制均能显著降低T2DM大鼠血清TG、TC和FFA含量。有氧运动联合膳食控制对降低T2DM大鼠血清TC含量具有明显的交互作用，可使血清TC含量进一步降低;虽然使T2DM大鼠血清TG和FFA含量进一步降低，但没有显著的交互作用。

表1 各组大鼠FPG、FINS和Resistin含量的变化

表2 各组大鼠血清TC、TG和FFA含量的变化

3 讨论

Resistin是一种脂肪细胞分泌的多肽类激素，具有减弱胰岛素刺激的肝细胞、肌细胞等摄取和利用葡萄糖，从而导致糖耐量受损，空腹血糖明显升高［2，3］。因此，它可能是联系肥胖和T2DM的重要信号分子，Resistin分泌增多与肥胖、代谢综合征有关［4］。早期研究显示，给予小鼠重组Resistin可增加IR，而给予Resistin的特异抗体后，IR可以得到明显的改善［5］。在高脂饮食时，Resistin基因缺失小鼠胰岛素敏感性得到改善［6］。陈明卫等发现T2DM患者血清Resistin水平明显增高，而且Resistin与体重指数(BMI)呈明显正相关，与腰臀比(WHR)无明显相关性，从而说明Resistin可能只与体脂增多有关，与体脂分布无关。多元线性回归分析发现，Resistin是糖尿病患者IR的独立影响因素［7］。王秋月等也研究发现Resistin与胰岛素敏感性指数(ISI)呈负相关，正常体重糖尿病组与正常体重对照组比较、肥胖糖尿病组与肥胖对照组比较，血清Resistin含量均有显著性差异，提示血清Resistin水平升高可加重IR，从而导致糖尿病的发生。而且血清Resistin含量与FINS呈负相关关系，说明Resistin可能是胰岛素的抑制剂［8］。有研究发现，与正常对照组相比，T2DM患者FINS无显著性差异，而血清 Resistin含量显著升高［9，10］。但是也有一些研究认为 Resistin与IR和 T2DM没有关系。多项研究发现，不仅体重、体脂、胰岛素敏感性或其他代谢指标与脂肪细胞中Resistin的基因表达无明显相关性［11－13］，而且无论是糖耐量正常者还是新诊断的T2DM患者血浆Resistin水平与性别、体质、血糖和血脂水平无相关性［14］，从而认为Resistin可能并未直接参与IR及T2DM的发生。为了进一步探讨Resistin的分泌与T2DM之间的关系，本研究在T2DM建模成功后13周，测定了FPG、FINS和血清Resistin含量。结果发现，与C组相比，DM组FINS显著降低，FPG显著升高，说明随着时间推移，DM大鼠胰岛β细胞功能由代偿状态转变为失代偿状态，从而导致胰岛素分泌功能的降低。与此同时，血清Resistin含量显著升高，从而说明Resistin的分泌增多与T2DM的发生有密切的关系。

然而，糖尿病机体Resistin分泌增多的机制目前还不完全清楚。有研究发现，Resistin在脂肪组织中的表达，严格受营养状况的调控。空腹48h后小鼠脂肪细胞Resistin mRNA明显下调，在给予高热量饮食后脂肪细胞Resistin mRNA则比空腹时增加25倍［15］。因此，在2型糖尿病的形成过程中，长期的高脂高糖饮食促进脂肪细胞Resistin表达和分泌增加，从而导致血液中Resistin含量增加。高抵抗素血症一方面可以上调肝脏糖异生限速酶磷酸烯醇丙酮酸羧激酶(PEPCK)和葡萄糖-6-磷酸酶(G6Pase)的表达和抑制AMPK的活性，导致肝糖异生增加［6］，另一方面可以降低脂肪组织和骨骼肌对葡萄糖的摄取和利用［1］，从而引起血糖的升高，诱发糖尿病的产生。

众所周知，T2DM伴有脂代谢紊乱，表现为TG和LDL-C升高、HDL-C水平降低。由于Resistin可使胰岛素对脂肪组织脂解的抑制作用减弱导致FFA升高［16］，且可促进前脂肪细胞增殖及脂肪细胞中TG分解，进而导致细胞中脂滴减少伴细胞发育不良［17］。因此，2型糖尿病发生的脂代谢的紊乱与Resistin分泌增多有关。Sato等通过带有Resistin基因的腺病毒转染正常C57BL/6小鼠，结果发现Resistin转基因小鼠血液中TG含量显著增加，其原因主要是肝脏释放TG增多［18］。宋钦华等研究表明，与对照组相比，糖尿病组TG和血浆Resistin含量显著升高(P＜0.05)，且血Resistin与TC呈正相关［19］。本研究进一步发现，T2DM建模成功后第13周，DM组大鼠血清Resistin含量显著升高的同时，血液中TC、TG和FFA含量也显著升高(P＜0.01)，进一步表明糖尿病大鼠脂代谢紊乱可能与Resistin分泌增多有关。

有关有氧运动和膳食控制对糖尿病机体Resistin的分泌的影响目前研究报道不多。Azuma等研究发现，肥胖者血清Resistin含量显著高于非肥胖者(P＜0.01)，并与BMI显著正相关(r=0.35，P＜0.01)。经过18个月运动加节食减肥后，体重减轻较多者血清Resistin含量下降，而体重减轻＜1kg或增加者血清Resistin含量上升，并且与BMI、体脂以及血糖等指标呈显著正相关(P＜0.01)［20］。Kadoglou等让肥胖的T2DM患者进行16周的有氧运动训练，结果发现，与对照组相比，运动组胰岛素敏感性明显改善，血浆Resistin及IL-6、IL-18、C反应蛋白含量显著下降［21］。最近有人研究发现，只有大强度的有氧运动或有氧运动结合抗阻运动可以显著降低T2DM患者血Resistin、leptin和IL-6含量，而低强度的身体活动对降低血Resistin含量则无显著影响［22］。为了进一步探讨有氧运动、膳食控制对T2DM大鼠Resistin分泌的影响，本研究对T2DM大鼠进行了为期13周的有氧运动或/和膳食控制。结果发现，有氧运动可以降低T2DM大鼠FPG和血清Resistin含量，虽可使FINS升高，但无显著性差异;与此同时，有氧运动显著地降低T2DM大鼠血清TC和FFA含量，但不能使TG含量显著降低。而膳食控制虽然可使T2DM大鼠FINS显著升高，TG、TC和FFA含量显著降低，但不能显著降低FPG和血清Resistin含量。与此同时，有氧运动联合膳食控制对降低T2DM大鼠的TC含量具有明显的交互作用，可使血清TC含量进一步降低，但对降低FPG、TG、FFA和血清Resistin含量以及升高FINS无显著的交互作用。有氧运动导致TG含量的上升，可能是由于运动时需要动员更多脂肪组织中的TG来分解供能，从而加速脂肪组织中的TG释放入血的缘故。因此，长期的有氧运动对T2DM大鼠胰岛β细胞具有一定的保护作用，提高胰岛β细胞分泌胰岛素能力，并使Resistin分泌减少，从而增加T2DM大鼠胰岛素的敏感性，显著改善血糖和血脂代谢。而膳食控制可能通过控制外源性的高糖高脂的摄入，改善血脂紊乱，减轻胰岛β细胞的脂毒性，从而增强其分泌胰岛素的能力;但膳食控制可能对提高胰岛素的敏感性影响不大，因而并不能真正达到胰岛素降血糖的效应。因此，在糖尿病的治疗中，随着糖尿病的进程单纯地依靠膳食控制并不能有效地降低T2DM大鼠血糖水平。然而有氧运动联合膳食控制对T2DM大鼠Resistin和糖脂代谢的交互作用还有待于进一步研究。

4 结论

1)T2DM大鼠Resistin分泌显著增多，与糖脂代谢紊乱有关。

2)有氧运动能显著降低T2DM大鼠Resistin的分泌，增加胰岛β细胞分泌胰岛素的能力，对改善糖脂代谢具有非常重要的作用。而单纯的膳食控制对降低T2DM大鼠Resistin的分泌影响不显著，且有氧运动联合膳食控制对降低T2DM大鼠Resistin的分泌也无显著的交互作用。

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