时间生物学在运动对社区老年人2型糖尿病患者肾损伤影响中的运用

徐潇逸

(南京市体育科学研究所 江苏南京 210000)

该文深入研究时间生物学在运动对社区老年人2型糖尿病肾损伤影响中的运用，以期为2 型糖尿病老年人运动时间安排提供有益参考。

1 时间生物学、择时运动内在关系及对2型糖尿病作用机制

1.1 时间生物学基本理论

时间生物学是研究生命活动节律的边缘学科，是研究生物对外界环境适应性的学科，微观上表现为mRNA或蛋白分子水平。

时间生物学最新研究发现，SCN 与中枢神经区域存在丰富的纤维联系，包括与视网膜的纤维和膝状体腹侧部纤维等［1］，通过与纤维联系，SCN获得环境授时因子信息，从而形成自激性振荡，产生生物机能输出信息，以此调节人体生物活动节律，如血压、体温、激素水平和睡眠周期等［2］。

1.2 时间生物学与择时有氧运动的关系

生物节律是生物与外部环境交互，具有时间变化规律的生命现象，生物节律通过影响人体心肺功能、血压、体温、中枢神经等系统，形成周期性变化，在生物节律高潮时，各器官系统功能达到最佳状态，反之则处于低潮状态。当人体处于健身锻炼时，如在生物节律高潮期进行健身锻炼，则人体更容易注意力集中、身体机能亢奋，有利于达到最佳的健身效果，反之则容易感到疲劳，难以集中注意力，不仅健身锻炼效果较差，还容易出现运动损伤问题［3］。

随着时间生物学研究的不断深入，择时运动训练引起了人们的广泛关注，即根据人体内生物时间节律特点，制订和实施不同的训练计划，通过在特定时刻引起机能振荡高峰，促进机能峰相位与生物节律重叠，产生最佳的运动训练效果［4］。同时，通过择时运动调整，借助机能峰相位迁移调节生物节律迁移，有利于改善机体生物节律，调整机体节律基因表达，实现二者的相互调节与适应［5］。

1.3 择时有氧运动对2型糖尿病的影响

2型糖尿病患者多超重或肥胖，往往伴有胰岛素抵抗或高胰岛素血症等并发症。通过有氧运动可降低患者体重，减少患者胰岛素分泌，提高胰岛素与受体结合率水平，加速胰岛素与受体结合后代谢反应，增强胰岛素敏感性和机体胰岛素抵抗性，从而有效改善患者糖代谢。相关研究表明，对2 型糖尿病患者进行中等强度运动干预，其血糖值、胰岛素抵抗指数显著下降，胰岛素敏感性提高［6］。

国外研究表明，有氧运动能够提高糖尿病患者体质水平，协调循环、呼吸、运动等系统功能，改善因年龄和疾病原因造成的器官退化问题，提高糖尿病患者生存质量。美国生理学家卡波维奇提出了运动处方理论，认为应根据个体实际情况，制订适宜的运动治疗方案［7］。

2 资料与方法

2.1 一般资料

选取上海某社区医院接受治疗的2型糖尿病患者56 人，其中男性30 例，女性26 例，平均年龄为61.45±10.51 岁，平均病程为5.61±1.62 年。根据随机分类方法将患者分为研究组和对照组。纳入标准：按《中国2型糖尿病防治指南（2017 年版）》确诊为2 型糖尿病患者。经实验前宣教，患者交流沟通无障碍，患者自愿参加该项目，并签署知情同意书。同时，为便于对比研究生物节律变化规律，该实验选取10名健康老年人作为参照组，平均年龄为60.13±6.52岁，经充分沟通后自愿参加该试验并签订同意书。

2.2 试验方法

对照组按正常生活方式，不进行有氧运动。研究组根据有氧运动时间，分阶段开展研究，运动时间为10∶00、16∶00、20∶00，各时间段开展持续4 周，一周3 次，每次运动30min 的有氧健身操。每次运动后测量患者血糖、血浆胰岛素等指标，观察对比组间、组内指标差异，以此研究择时有氧运动对社区老年人2 型糖尿病患者肾损伤影响。

2.3 试验指标

（1）血糖指标。运动后12h 静脉取血，使用罗氏血糖仪测试血糖并读数。

（2）血浆胰岛素。采用ELISA法测试血浆胰岛素，经双抗体一步夹心法酶联免疫吸附试验，通过测定样品OD值计算血浆胰岛素浓度。

（3）血清中sTM、水通道蛋白（AQP-2）水平。取空腹外周静脉血，离心后获得血清，采用ELISA法测定血清中sTM、AQP-2水平

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2.4 数据处理

用SPSS 17.0 软件对试验指标进行统计分析，以采用LSD法对比分析组内、组间差异，试验数据均采用平均数±标准差（-X±S）表示，以P＜0.05 判断差异显著，P＜0.01判断差异非常显著。

2.5 试验结果

如表1所示，参照组10时血糖水平，显著低于20时血糖水平（P＜0.01），呈现显著的生物节律规律。对照组血糖水平始终保持在较高水平（≥11mmol/L），未表现出生物节律变化（P＞0.05），表明在2型糖尿病状态下患者机体生物节律表达异常甚至消失。研究组运动前后出现显著的变化（P＜0.05），血糖水平下降，表明有氧运动能够降低患者血糖水平，其中10时和20时运动后血糖水平低于16 时血糖水平（P＜0.05），表明不同时段运动对血糖水平存在一定的影响，且10时和20时择时运动效果更佳（P＜0.05、P＜0.01）。

表1 择时运动对空腹血糖的影响（mg/dl）

根据表2 胰岛素水平数据分析，参照组10 点和20点胰岛素水平低于16时（P＜0.01），10时和20时胰岛素水平差异不显著（P＞0.05），表明胰岛素分泌节律与血糖水平变化规律不同。对照组和研究组胰岛素水平均显著高于参照组（P＜0.01），研究组10时和20时胰岛素水平均显著高于对照组（P＜0.01），但对照组和研究组组内各时段比较差异不显著（P＞0.05），表明2型糖尿病患者胰岛素水平无显著生物节律，但通过择时运动调节能够改善患者胰岛素水平对血糖的敏感性，改善空腹胰岛素水平节律，降低血浆血糖水平。根据组间比较结果，在10 时和20 时进行择时运动，对胰岛素水平调节效果良好。

表2 择时有氧运动对空腹胰岛素水平的影响（-X±S）

2.6 择时有氧运动对血浆中sTM、AQP-2水平的影响

由表3 可知，通过择时运动对血浆sTM 和AQP-2水平的影响分析，C组患者血浆sTM水平显著高于参照组（P＜0.01），且研究组血浆sTM 水平显著低于C 组（P＜0.01），与C 组相比，SM 组、SE 组与SN 组相比呈非常显著性差异（P＜0.01）。从组间比较来看，SE 组患者血浆sTM水平显著低于SM组和SN组（P＜0.05），表明择时有氧运动对患者肾脏血浆sTM表达存在显著影响。

表3 择时运动对血浆sTM和AQP-2水平的影响

根据肾脏AQP-2 表达水平数据分析结果，C 和研究组血浆中AQP-2 水平均高于参照组（P＜0.05）。与C组相比，研究组患者血浆AQP-2 水平显著低于对照组（P＜0.05），SN 组高于SM 组和SE 组（P＜0.05），SM 组和SE 组差异不明显（P＞0.05），表明择时有氧运动对2 型糖尿病患者肾脏血浆AQP-2表达调节作用明显，10时和20时运动效果优于16时。

3 分析与讨论

3.1 择时运动对血糖水平的调节作用

根据时间生物学研究，人体胰岛素水平和血糖浓度存在生物节律规律，表现为机体各时刻耐糖反应差异，早晨至中午时间段较高，午后逐渐下降，呈现出显著的昼夜变化规律。

在2 型老年糖尿病患者群体中，由于其生物节律紊乱，对血糖的调节作用不显著，但并不意味着生物节律消失，而是生物节律对血糖的调节作用基因表达弱化［8］。因此，可通过择时运动干预实现借助机能峰相位迁移调节生物节律迁移，达到运动处方的作用。根据该研究，10 时和20 时择时进行运动血糖控制，效果较为显著。结合血糖峰值变化规律和择时运动对患者胰岛素水平的影响，选择在10时或20时时进行择时运动，对血糖和胰岛素均有良好的控制作用。

3.2 择时运动对血浆sTM水平的影响

在该研究中，根据sTM水平表达，研究组和对照组血浆中sTM水平均高于参照组，表明2型糖尿病患者均存在不同程度的肾小球内皮细胞损伤问题，但经择时有氧运动后研究组sTM 水平低于对照组，表明择时有氧运动对2型糖尿病患者肾损伤具有一定的改善缓解作用。通过分析不同时段有氧运动干预效果，10时、20时开展有氧运动干预效果显著优于16时。

3.3 择时运动对血浆AQP-2水平的影响

根据相关研究，AQP-2 已被证实为对水具有高度选择性的细胞膜转运蛋白，是肾小球内皮细胞跨膜水运的重要通道，肾脏尿液浓缩功能主要通过肾脏集合管主细胞中的AQP-2实现，AQP-2表达主要受AVP调节。由于2 型糖尿病患者血浆晶体渗透压升高，导致下丘脑合成和分泌AVP 增加，并促进AQP-2 表达，引起肾小管AQP-2 对尿液中水分的重吸收，从而导致尿液减少，对水的渗透性增加，加剧肾脏负担和损伤。

该研究发现，通过择时有氧运动干预，研究组患者血浆AQP-2 显著低于对照组，且10 时和20 时组血浆AQP-2 水平低于10 时组，表明择时有氧运动对2 型糖尿病患者肾脏功能损伤具有一定缓解作用。

4 结语

择时运动符合生物节律规律和时间生物学理论，不同时间段开展有氧运动，效果存在一定的差异。在2型糖尿病老年群体中，择时运动通过对干预调节患者血糖水平、改善血浆sTM和AQP-2水平等，提高生物节律对机体的调节能力，改善患者尿液减少症状，缓解患者肾脏损伤问题。该研究结果表明，在血糖峰值时间段内择时开展有氧运动效果优于其他时间段，结合糖尿病患者餐后2h 血糖较高的规律，10 时、20 时开展有氧运动，干预效果最为明显。