抗阻运动减缓糖尿病肌肉衰减综合征发生的进展

李　魏，刘晓亭



抗阻运动减缓糖尿病肌肉衰减综合征发生的进展

李魏，刘晓亭

近年来，随着老龄化社会的加快发展，老年性疾病的发病率居高不下，给老年人的生活带来了严重的影响，同时，也给其家庭和社会带来沉重的经济和社会负担。肌肉衰减综合征(sarcopenia)作为一种增龄性疾病，逐渐引起了人们的重视。肌肉衰减综合征亦称骨骼肌减少症或增龄性骨骼肌减少，是以骨骼肌质量、力量以及功能的降低为主要特征的退行性综合征。肌肉衰减综合征一词源于希腊语，1997年，由美国学者Rosenberg[1]首先提出，用以描述骨骼肌老化的进程。其发生主要与增龄性肌纤维丧失、骨骼肌线粒体功能紊乱、神经肌肉功能衰退、激素水平变化、慢性炎症、热量和蛋白质营养素的缺乏、基因与种族等因素相关，并与胰岛素抵抗、糖尿病发生互为因果[2-3]，是多种因素综合作用的结果。有研究发现，糖尿病在多方面影响着肌肉衰减综合征的发生，但对肌肉衰减综合征和糖尿病的研究大多是独立进行的。现从两者在多个环节的相互作用进行综述，并试图通过干预糖尿病来延缓或减少肌肉衰减综合征的发生。

1糖尿病与肌肉衰减综合征的研究进展

1.1肌肉衰减综合征的定义及表现

2010年，老年肌肉衰减综合征欧洲工作组(European Working Group on Sarcopenia in Older People,EWGSOP)的报告[4]将肌肉衰减综合征定义为：老年人骨骼肌质量和骨骼肌力量及功能下降的一种病征。其主要表现为骨骼肌肌肉质量、体积及力量的下降，肌纤维萎缩，骨骼肌收缩功能下降等。骨骼肌细胞中糖脂代谢的异常与肌细胞的凋亡会导致肌肉的萎缩，使骨骼肌的质量及力量降低，而当骨骼肌中蛋白质的合成代谢率低于分解代谢率时，会使肌肉中的蛋白质合成减少，消耗增加[5]，从而导致肌肉的降解与丢失，促使肌肉衰减综合征的发生。同时，肌纤维质量的丢失、氧化损伤与线粒体功能紊乱等也会导致骨骼肌的肌肉疲劳、肌肉耐力的下降，进而引发肌肉衰减综合征[6]。

1.2糖尿病对骨骼肌的影响及其机制

胰岛素有促进蛋白质合成，阻止蛋白质分解，抑制蛋白质生成葡萄糖的作用，因而研究胰岛素抵抗在肌肉萎缩中的作用至关重要。而胰岛素抵抗是糖尿病的主要发病机制之一，同时伴随着糖尿病发生、发展的全过程。大量研究表明，长期的高血糖毒性作用使肌纤维结构、类型发生改变[7-9]。从肌肉组织的超微结构来看，糖尿病状态下，肌细胞萎缩，肌细胞出现溶解性损伤,肌原纤维及肌膜溶解，肌膜下及肌细胞间水肿,线粒体减少及其结构受到损害，肌细胞间的毛细血管内皮细胞可见损伤，血管基底膜增厚明显，肌细胞中可见雪旺细胞中粗面内质网扩张，细胞外板下出现大面积溶解区，神经纤维出现膜损伤，形成髓磷体[7]。有研究证实，DM大鼠存在着肌纤维束变窄，肌纤维间隙变大，间质增生，肌纤维局部空泡样改变，有肌肉萎缩现象[8]。同时另一研究证实，2型糖尿病小鼠存在肌肉重量减轻，肌纤维横截面积减小，肌肉蛋白质降解速率升高，蛋白质降解增加的表现，出现肌肉萎缩。同时，小鼠腓肠肌中肌动蛋白降解片段14-kDa肌动蛋白片段的密度增加，泛素-蛋白酶体蛋白质水解途径被激活[9]。从上述研究来看，糖尿病在多方面影响着骨骼肌的形态、结构及类型，进而影响着肌肉衰减综合征的发生及发展。其主要机制有以下几方面：

1.2.1糖尿病代谢因素

正常状态下，在受到胰岛素和肌肉收缩刺激作用下，葡萄糖转运蛋白4(glucose transpoter 4,GLUT4)向细胞膜转位，并与细胞膜融合成葡萄糖转运的载体，引起糖的跨膜转运[10]。在糖尿病状态下，肌细胞的细胞质膜和细胞内膜受到严重损伤，故骨骼肌中胰岛素反应性GLUT4含量及活性降低[8,11-12]，导致葡萄糖的摄取和利用降低。同时，由于肌肉组织中出现大量脂质的异常沉积，肌细胞内三酰甘油含量增加，导致肌肉组织对葡萄糖利用减少，肌糖原生成及储存减少，最终发生胰岛素抵抗，进而恶化或加重糖尿病。

线粒体是细胞的氧化中心，糖尿病状态下，肌组织的线粒体减少及其结构受到损害，因此导致不能提供足够的三磷腺苷(adenosine triphosphate，ATP)及Ca+，无法使肌球蛋白的头片与肌动蛋白-肌钙蛋白-原肌球蛋白复合体启动肌肉的收缩过程[13]，造成肌肉疲劳，肌耐力下降。同时，线粒体损伤后，还可导致糖尿病病人骨骼肌细胞内酶系统活性的降低，使骨骼肌细胞出现病理改变，发生肌肉组织的变性、崩解[14]。糖尿病状态下骨骼肌的解偶联蛋白3(uncoupling protein 3,UPC3)表达下调,使线粒体产生自由基增加,线粒体受损,细胞凋亡途径激活,导致骨骼肌的损害[15]。

研究证实，糖尿病情况下存在明显的氧化应激，糖尿病初期，大鼠的骨骼肌组织中氧化应激脂质过氧化产物(MDA)含量显著升高，超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH-Px,GPX)活力明显上升[16-17]。这可能是因为高血糖会导致内皮细胞线粒体生成超氧阴离子增多[18]，而超氧阴离子增多会进一步引起糖基化终末产物(advanced glycationend products,AGEs)的形成，AGE形成的过程中会产生大量的自由基，可以使蛋白质氧化。另一方面，糖尿病过程中，晚期糖基化终末产物受体(receptor for advanced glycation end products,RAGE)的表达量会明显增加[19],AGE和RAGE结合后可产生大量活性氧(reactive oxygen species,ROS),引起细胞内的氧化应激，而氧化应激会造成细胞的损伤。

同时，有研究证实糖尿病状态下，由于胰岛素绝对或相对不足，激活了泛素-蛋白酶体蛋白质降解途径，导致肌肉组织中蛋白质降解加快，使蛋白质代谢呈负平衡状态[12,20-21]，进而导致肌肉逐渐萎缩。

1.2.2糖尿病微血管损伤

糖尿病微血管严重病变也可导致肌肉萎缩。糖尿病病人肌细胞间的毛细血管内皮细胞损伤，血管基底膜增厚[10,22]，使组织与血液之间物质交换距离增加，阻碍代谢物质交换和氧弥散，从而加重了肌肉组织的缺氧和损伤。

1.2.3糖尿病神经损伤

高血糖状态下,醛糖还原酶活性增加,激活了多元醇通路,导致山梨醇和果糖生成增加[23]。山梨醇和果糖的聚积，引起雪旺细胞及神经纤维的肿胀，影响了神经传导速度。同时高血糖状态下引起氧化应激增强，加重了神经组织的损伤。而血管病变能够导致神经缺血，引起神经损伤[10]，后期神经损害加重，逐渐导致肌力、肌张力减弱，肌肉萎缩，腱反射减弱或消失。

2抗阻运动减缓糖尿病肌肉衰减综合征机制的研究进展

糖尿病在多方面影响着肌肉衰减综合征的发生，因此有效的干预糖尿病的发生及发展对减缓肌肉衰减综合征发生具有重要意义。运动对控制2型糖尿病具有重要作用，是防治2型糖尿病的重要手段。这是因为运动可以增加骨骼肌细胞中GLUT4的含量[24-26]，从而增加骨骼肌对葡萄糖的摄取和利用，增加肌肉毛细血管数量及其血流量，起到降糖、改善机体胰岛素敏感性的作用。近年来研究发现，除了有氧运动外，抗阻运动也是治疗糖尿病的有效方法。有研究证实，进行抗阻运动实验后，糖尿病病人空腹血糖、餐后2 h血糖、胆固醇、糖化血红蛋白(HbAlc)及三酰甘油水平降低[27-29]，说明抗阻运动可有效地降低糖尿病病人的血糖水平，改善血糖、血脂。同时抗阻运动能够加速脂肪分解，纠正脂代谢，防止肌肉质量下降，从而提高对胰岛素的敏感性，减轻胰岛素抵抗，加速糖代谢，更好地发挥胰岛素降糖的作用。

糖尿病病人日常可以用哑铃、盛满沙子或水的矿泉水瓶和弹力绷带等进行抗阻运动，运动应针对大肌群，同时应包括多关节和混合运动。当然运动方式要选择病人平时喜好并能坚持的方式，确保运动的持续性。但值得注意的是，在进行抗阻运动前，排除运动禁忌证病人，然后评估病人的肌肉耐力和力量，然后进行中等强度的训练，并及时调整个体化方案。每周至少保证3 d进行抗阻运动，对于同一肌群的抗阻运动不应在连续的2 d内进行，同时最好能在专业的运动医师或教练的指导下进行，以保证动作的规范化及负荷的合理化，避免运动中受伤[30]，合理有效地利用抗阻运动治疗糖尿病。

综上所述，糖尿病在多方面影响着肌肉衰减综合征的发生，而抗阻运动可以有效地治疗糖尿病，减少糖尿病病人的肌肉萎缩，进而延缓肌肉衰减综合征的发生及发展。因此，我们应重视糖尿病病人的抗阻训练，在提高老年人生存质量的同时，减轻家庭经济负担及社会负担。

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(本文编辑王丽寇丽红)

Probe into resistance exercise to slow occurrence of sarcopenia in patients with diabetes

Li Wei，Liu Xiaoting

Liaoning University of Chinese Medicine，Liaoning 110847 China

摘要：随着老龄化社会的发展，肌肉衰减综合征作为一种增龄性疾病，给老年人的生活带来了严重的影响。肌肉衰减综合征的发病机制复杂多样，其中，糖尿病作为肌肉衰减综合征的发生机制之一，对肌肉衰减综合征的发生及发展具有重要影响。现从糖尿病引发肌肉衰减综合征的机制入手，探讨抗阻运动对糖尿病康复效果的影响，从而延缓肌肉衰减综合征的发生与发展。

关键词：肌肉衰减综合征;糖尿病;抗阻运动；代谢因素；微血管损伤；神经损伤

AbstractWith the speeding development of aging society，sarcopenia syndrome as a disease with increasing age brought the serious influence on the life of the aged.The mechanisms of sarcopenia syndrome were complex and diverse，among them，diabetes as one of the mechanisms of sarcopenia syndrome had important influence on the occurrence and development of sarcopenia syndreme.We will start from the mechanism of diabetes caused sarcopenia syndrome to probe into the influence of resistance exercise on rehabilitation effect of diabetes mellitus，in order to delay the occurrence and development of sarcopenia syndrome.

Key wordssarcopenia syndrome;diabetes mellitus;resistance exercise;metabolic factors;microvascular injury;nerve injury

(收稿日期：2016-02-24)

中图分类号：R473.5

文献标识码：A

doi:10.3969/j.issn.2095-8668.2016.01.02

文章编号：2095-8668(2016)01-007-04

作者简介李魏，硕士研究生在读，单位：110847，辽宁中医药大学；刘晓亭单位：110847，辽宁中医药大学。

基金项目为辽宁省科学事业公益研究基金项目，课题号：20140010260。