運動對糖尿病大鼠ＬＰＬ和ＨＬ影響的研究

王盠濤 景志強 張　鈞

摘要：研究運動對鏈脲佐菌素所致糖尿病大鼠LPL和HL的影響。分別將糖尿病大鼠和正常SD大鼠分為運動組和非運動組（每組10只），運動組進行10周的游泳訓練。結(jié)果表明：1） 糖尿病大鼠較正常大鼠血糖、TG、和LDL明顯升高，血清胰島素、ISI和血漿中LPL活性降低（玃＜0.05）；2） 糖尿病大鼠運動組較其非運動組血糖、TG、TC和LDL明顯降低，血清胰島素、血漿中LPL活性和HDL含量明顯升高（玃＜0.05）。提示，糖尿病機體LPL活性下降，血漿中富含TG的脂蛋白消除障礙，長期中等強度運動可以提高LPL的活性，進而降低TG水平，升高HDL，改善糖尿病機體的糖脂代謝，預防其慢性并發(fā)癥的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：糖尿??；運動；脂蛋白脂酶；肝脂酶

中圖分類號：G804.55文獻標識碼：A文章編號：1007-3612(2008)01-0047-03

Effect of Exercise on LPL and HL Activities in STZ睮nduced Diabetic Rats

WANG Yong瞭ao1, JING Zhi瞦iang1, ZHANG Jun2

(1. Department of Physical Education, China Pharmaceutical University, Nanjing 210009, Jiangsu China; 2. Institution of Human Kinesiology, Yangzhou University, Yangzhou 225009, Jiangsu China)

Abstract:The effect of exercise on Lipoprotein Lipase（LPL）and Hepatic Lipase（HL）activities in Streptozotocin（STZ） which induced diabetic rats were investigated. Forty SD rats, including exercise STZ diabetic group, non瞖xercise STZ diabetic group, exercise normal group, and non瞖xercise normal group, were used in the study. Exercise groups were trained with swimming for ten weeks. Results are shown: 1） the blood glucose, triglyceride（TG）, and low瞕ensity lipoprotein（LDL）increased, while blood insulin, insulin sensitivity index（ISI）, and LPL activity decreased in diabetic group（玃＜0.05）;2） after ten weeks of swimming exercise, LPL activity, blood insulin, ISI, and HDL in exercise diabetic rats was higher than that in non瞖xercise diabetic rats, while the blood glucose、TG、TC and LDL in exercisediabetic rats were lower than that in non瞖xercise diabetic rats（玃＜0.05）. It is suggested that long瞭erm moderate intensity exercise could improve lipid profile and prevent accident of chronic syndrome in diabetes by increasing LPL activity.

Key words: diabetes mellitus;exercise;LPL;HLお

脂蛋白脂酶（Lipoprotein lipase LPL）和肝脂酶（Hepatic Lipase HL）是體內(nèi)的兩種脂酶，LPL可以水解乳糜微粒（CM）和極低密度脂蛋白（VLDL）中的甘油三脂（TG）；HL催化高密度脂蛋白（HDL）和中間密度脂蛋白（IDL）中TG的水解，促進IDL向LDL的轉(zhuǎn)化。LPL的合成和分泌需依賴胰島素的作用存在，糖尿病時由于胰島素缺乏或胰島素抵抗，使得LPL活性降低，導致富含TG的脂蛋白CM和VLDL消除障礙，血漿中TG含量增加^[1,2]。最終出現(xiàn)血脂異常，通過脂毒性作用加重胰島素抵抗，加速糖尿病及其慢性并發(fā)癥的發(fā)生發(fā)展。

研究^[3,4]證明運動可以改善胰島素抵抗，進而改善糖尿病患者的糖脂代謝。本研究的目的是觀察運動對糖尿病大鼠LPL和HL活性的影響，探討運動改善糖尿病血脂、血糖代謝的生理機制，為運動改善糖尿病病情及預防其慢性并發(fā)癥的發(fā)生提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1．1實驗動物選用雄性SD大鼠（中科院上海實驗動物研究中心提供）40只，體重180～220 g，隨機分為四組（每組10只）：一組為正常對照非運動組（C組）；一組為正常對照運動組（CS組）；其余兩組制成糖尿病模型，一組為模型對照組（D組）；一組為模型運動組（DS組）。飼養(yǎng)室為清潔級動物飼養(yǎng)室，室溫（25±3）℃，濕度（55±15）％，自然光照。分籠飼養(yǎng)，每籠5只，飼養(yǎng)籠選用塑料制品，并配不銹鋼罩，玻璃吸水瓶和不銹鋼吸水管。自由飲水進食。

1．2糖尿病模型的制備方法大鼠禁食12 h后按文獻^[5,6]方法 ，一次性腹腔注射鏈脲佐菌素（Sigma公司產(chǎn)品，臨用前用檸檬酸緩沖液配成濃度為1%的溶液）65 mg/kg，空白對照組僅腹腔注射等量的檸檬酸緩沖液，72 h后尾靜脈取血用葡萄糖氧化酶法測定血糖，若持續(xù)三天血糖值≥16.7 mmol/L，尿糖為+++ ～ ++++者，確定為糖尿病大鼠。

1．3運動方式：建模成功后，正常對照運動組和模型運動組進行60 min的無負重游泳運動^[7]，每周五天，第一天運動時間為10 min，以后每天遞增10 min，直到增加到60 min，以后維持此運動時間，持續(xù)運動10周。游泳水溫(30±1)℃，水深60 cm，每只大鼠有200 cm²的活動面積以保證大鼠持續(xù)運動。

1.4動物處理為了避免急性運動的影響，于最后一次游泳結(jié)束，禁食24 h后，稱重，依次用2％戊巴比妥鈉50 mg/kg腹腔注射麻醉，腹主動脈抽血。抽取2 mL注入含有10 mg/mL肝素100 uL的抗凝管中，供LPL和HL的測定，抽取3 mL注入試管中供測定血清胰島素、血糖和血脂。

1．5指標的測定方法┆1) 血糖和血脂的測定采用日立7150型全自動生化分析儀測定；

2) 血清胰島素采用放免法測定（試劑盒為北京北方生物技術(shù)研究所產(chǎn)）計算胰島素敏感性指數(shù)(ISI)，ISI=1/FBG×FINS；

3) 血漿中LPL和PL采用比色法測定（試劑盒為南京建成生物研究所產(chǎn)）；

4) 血清游離脂肪酸采用比色法測定（試劑盒為南京建成生物研究所產(chǎn)）。

1．6數(shù)據(jù)處理實驗結(jié)果用均數(shù)加減標準差表示，用統(tǒng)計學SPSS 11.5分析軟件做單因素方差分析和多元相關(guān)分析，均數(shù)的兩兩比較用SNK－q檢驗（玃＝0.05）。

2 結(jié)果

2．1運動對各組大鼠體重、血清胰島素、血糖和血脂的影響由表1可知，糖尿病大鼠與正常大鼠相比，周體重增加量、血清胰島素含量和ISI減少，血糖、TG和LDL水平顯著增加（玃<0.05），HDL有降低趨勢，TC有升高趨勢（P＞0.05）；10周游泳運動訓練后，DS與D組相比血清胰島素、ISI和HDL增加，血糖、TG、TC和LDL水平顯著降低（P<0.05），但DS組血糖和LDL仍然明顯高于C和CS組，血清胰島素含量明顯低于C和CS組（玃<0.05）；CS與C組相比，周體重增加量降低，HDL水平升高（玃<0.05），其他指標未見差異（表1）。

2．2運動各組大鼠血漿LPL和HL活性的影響由表2可知，糖尿病大鼠與正常大鼠相比LPL活性明顯降低（玃<0.05）；10周的游泳訓練后，DS組LPL活性明顯高于D組，但仍然低于C和CS組（玃<0.05）；CS組與C組相比LPL活性有增高趨勢（玃＞0.05）；各組HL活性無顯著性差異（表2）。

2.3相關(guān)分析正常大鼠：LPL與ISI相關(guān)（玶＝0.79，P＝0.02），與TG相關(guān)（玶＝－0.63，P＝0.03）。

糖尿病大鼠：LPL與ISI相關(guān)（玶＝0.87，P＝0.001），與血糖相關(guān)（玶＝－0.85，P＝0.001），與TG相關(guān)（玶＝－0.58，P＝0.04），與LDL相關(guān)（＝－0.61，玃＝0.03）。

3 分析與討論

お

經(jīng)流行病血資料^[8]證實血脂異常是糖尿病慢性并發(fā)癥（心腦腎血管疾病）的主要危險因素，糖尿病的血脂異常不僅包括脂蛋白數(shù)量和質(zhì)量的異常又包括脂蛋白代謝的紊亂，其典型脂譜表現(xiàn)為：TG、TC和LDL升高；HDL降低；餐后脂血癥和過多的脂蛋白殘粒堆積。糖尿病機體LPL和HL活性異?？赡苁窃斐缮鲜鲅惓５闹饕蛑?。

LPL的合成和分泌需依賴胰島素的作用存在，糖尿病時由于胰島素缺乏或胰島素抵抗，使得LPL活性降低，導致富含TG的脂蛋白CM和VLDL消除障礙，血漿中TG含量增加；血漿中HDL含量與LPL活性密切相關(guān)，當LPL活性增強時，CM和VLDL的降解產(chǎn)物增加，為合成HDL提供了原料，HDL升高；反之，當LPL活性降低時，HDL下降。HDL的減少使得TC的逆向轉(zhuǎn)運減小，再加上糖尿病時脂蛋白的非酶糖化作用和氧化應(yīng)激增強，使LDL本身的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，受體不易識別LDL粒子，造成LDL受體通路清除受阻，導致LDL和TC 升高^[1,2]。此外，糖尿病機體HL活性升高，使得HDL降解增加，促進LDL的生成。

本實驗結(jié)果表明，鏈脲佐菌素所致的糖尿病大鼠血清胰島素濃度和ISI明顯降低，血糖明顯升高，出現(xiàn)明顯糖尿病的糖代謝紊亂的表現(xiàn)：血漿中LPL活性明顯低于C組，TG和LDL含量明顯高于C組（玃<0.05），HDL有降低趨勢，TC有升高趨勢（玃＞0.05）；相關(guān)分析顯示：正常大鼠和糖尿病大鼠LPL活性都與ISI呈正相關(guān)，與TG呈負相關(guān)，而且糖尿病大鼠LPL活性還與LDL呈負相關(guān)，與以往的研究相似。

經(jīng)過10周的游泳訓練，DS組胰島素、ISI、血糖和血脂較D組有明顯改善，且血漿中LPL和HDL含量高于D組；說明運動可以提高糖尿病大鼠的胰島素敏感性，降低血糖，以及提高LPL的活性，使得血漿中富含TG的脂蛋白分解，降低血漿中TG、TC和LDL的含量，升高HDL，改善糖尿病機體的糖脂代謝。CS組與C組相比，周體重增加量降低，HDL升高，其他指標未見顯著性變化，可見糖尿病與正常機體對運動的代謝應(yīng)答是不同的。

研究發(fā)現(xiàn)，LPL的表達具有組織特異性，該特異性表達與機體的脂質(zhì)代謝及肥胖與否密切相關(guān)。另外，許多對LPL有影響的因素也都表現(xiàn)出組織特異性，有研究報道^[9～11]，運動和肌肉收縮可以刺激骨骼肌中LPL表達和活性的增加，其原因可能是運動和兒茶酚胺可以提高骨骼肌細胞內(nèi)環(huán)磷酸腺苷（cAMP）水平，cAMP是細胞內(nèi)LPL表達的信號分子，故推測運動提高骨骼肌中LPL的表達與肌肉收縮時產(chǎn)生cAMP有關(guān)；Kraemer^[12]報道胰島素可以刺激白色脂肪組織中LPL表達和活性的增加，對骨骼肌LPL影響不明現(xiàn)。由此可見，對于糖尿病機體，運動不僅可以提高其骨骼肌中LPL表達和活性，也可以用過提高胰島素含量來刺激脂肪組織LPL表達，及增加其活性，二者的共同結(jié)果使得血漿中LPL的含量和活性增加。

此外，運動誘導LPL的變化還與遺傳因素有關(guān)，有研究^[13]報道，LPL的基因S447X多態(tài)性與運動有關(guān)，運動可以明顯提高黑人女性X447攜帶者的LPL活性，而對白人女性攜帶者和男性的LPL影響不大。是否還有其他的LPL基因多態(tài)性與運動誘導其活性變化有關(guān)，還需要進一步研究。

本研究結(jié)果顯示D組與C組大鼠血漿HL活性沒有差異，模型運動組和對照運動組分別與其非運動組相比，HL活性有降低趨勢，但沒有顯著性差異。有研究^[14]報道，糖尿病機體HL活性升高。關(guān)于運動對HL活性的影響存在不一致性，有研究^[15]認為運動可以降低HL活性，但Duncan^[16]研究認為運動可以提高HL活性。

最近研究^[17－22]報道HL活性與其基因多態(tài)性有關(guān)，HL基因G-250A, C-514T和C-480T 的多態(tài)性與HL活性及心血管疾病和糖尿病的危險性密切相關(guān)，250G＞A 、480C＞T 和514C＞T基因型HL活性明顯增加，患心血管疾病和糖尿病的危險性增加。據(jù)研究^[19]含有HL基因514CC純合體型的人群，體內(nèi)HL活性較其他型要高，LPL的活性較其他型要低，血漿中HDL含量也低；含有514TT純合體型的人恰好與此相反的。

此外，運動誘導LPL和HL活性的變化與HL的基因多態(tài)性也有關(guān)，運動提高胰島素的敏感性在514CC純合體的人群中更明顯；運動降低HL活性在514TT純合體的人群中更明顯；而運動提高514CC純合體人群LPL活性，升高HDL以及降低了心血管疾病的危險性要比514TT純合體人群高25％^[19－22]。由此可見，遺傳因素對LPL和HL活性及運動誘導LPL和HL活性變化的影響很大，它們之間的關(guān)系還需要進一步研究。

4 結(jié)論

お

進行長期中等強度運動可以提高糖尿病機體胰島素敏感性和LPL的活性，從而改善糖尿病機體血糖和血脂的代謝，及預防其慢性并發(fā)癥的發(fā)生，但運動誘導LPL和HL活性的變化機制及其與基因多態(tài)性的關(guān)系還需要進一步研究。

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お

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