有氧運(yùn)動(dòng)聯(lián)合膳食控制對(duì)2型糖尿病大鼠Resistin分泌的影響

劉 霞，劉 麗，金愛(ài)娜，金其貫

(1.揚(yáng)州大學(xué)體育學(xué)院，江蘇揚(yáng)州225009;2.張家港市晨陽(yáng)中學(xué)，江蘇張家港215637)

近年來(lái)研究表明，脂肪組織不僅是儲(chǔ)存和釋放脂肪的場(chǎng)所，而且是重要的內(nèi)分泌器官，能夠分泌多種激素和脂肪細(xì)胞因子，如瘦素(leptin)、抵抗素(Resistin)、脂聯(lián)素(adiponectin)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)和腫瘤壞死因子-a(TNF-a)等，在調(diào)節(jié)機(jī)體糖、脂代謝中發(fā)揮重要作用，與肥胖、胰島素抵抗(IR)、2 型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)、動(dòng)脈粥樣硬化癥等密切相關(guān)［1］。然而，有氧運(yùn)動(dòng)和膳食控制對(duì)T2DM機(jī)體Resistin分泌的影響目前還不完全清楚，本研究旨在探討有氧運(yùn)動(dòng)聯(lián)合膳食控制對(duì)T2DM大鼠血清Resistin含量的影響，并分析其與血脂代謝的關(guān)系，從而進(jìn)一步探討Resistin在T2DM發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的作用。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象與分組

選用清潔級(jí)雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠(購(gòu)于中科院上海實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究中心)62只，6周齡，體重160～200g，分籠飼養(yǎng)，每籠4只，飼養(yǎng)溫度(25±2)℃，光照時(shí)間12h左右，每天更換一次墊料，保持籠內(nèi)干燥。

隨機(jī)抽取8只大鼠作為正常對(duì)照組(Control，C組)，喂以標(biāo)準(zhǔn)普通飼料。其余54只喂以高脂髙糖飼料。7周后，禁食10h，按30mg/kg體重的劑量腹腔注射1%STZ溶液(將STZ溶于0.1mol/L，pH為4.4檸檬酸－檸檬酸鈉緩沖液中配成1%的溶液，使用前臨時(shí)配制)。注射7天后，空腹尾靜脈采血，用快速血糖儀測(cè)定大鼠空腹血糖(FPG)，以FPG≥7.8 mmol/L作為T2DM大鼠的入選依據(jù)，共有39只大鼠建模成功。然后將T2DM大鼠隨機(jī)分成DM對(duì)照組(DM Control group，DM，n=9)、DM+運(yùn)動(dòng)鍛煉組(DM+Exercise training group，DME，n=10)、DM+ 膳食控制組(DM+Diet control group，DMD，n=10)、DM+運(yùn)動(dòng)鍛煉 +膳食控制組(DM+Exercise training+Diet control，DMED，n=10)4 組。

1.2 實(shí)驗(yàn)方案

C組:國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)齒類飼料飼養(yǎng)，不進(jìn)行游泳運(yùn)動(dòng)鍛煉;DM組:喂以高脂高糖飼料，不進(jìn)行運(yùn)動(dòng)鍛煉;DME組:T2DM大鼠在喂以高脂高糖飼料的同時(shí)，在每天下午進(jìn)行60min無(wú)負(fù)重游泳訓(xùn)練，每周運(yùn)動(dòng)6天。第1周進(jìn)行適應(yīng)性游泳訓(xùn)練，第一天運(yùn)動(dòng)時(shí)間為15min，以后每天遞增10～20min，經(jīng)1周增加至每天60min，以后每周維持此運(yùn)動(dòng)量，持續(xù)運(yùn)動(dòng)12周;DMD組:T2DM大鼠喂以標(biāo)準(zhǔn)飼料，不進(jìn)行運(yùn)動(dòng)鍛煉;DMED組:T2DM大鼠在喂以標(biāo)準(zhǔn)飼料的同時(shí)，再按照上述運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行運(yùn)動(dòng)鍛煉。運(yùn)動(dòng)時(shí)注意大鼠狀態(tài)，以防止溺水死亡，并及時(shí)撈出老鼠糞便，以保持游泳池清潔。游泳池為100cm×70cm×60cm長(zhǎng)方體，水深50cm，水溫(32±1)℃。訓(xùn)練安排在每天下午進(jìn)行。高脂高糖飼料含基礎(chǔ)飼料65.5%、豬油10%、膽固醇2.5%、豬膽鹽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次定時(shí)喂食，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中由于操作不當(dāng)，DMED組和DMD組分別有2只和3只大鼠溺水死亡。

1.3 取材

動(dòng)物在末次運(yùn)動(dòng)鍛煉結(jié)束后，禁食12h，第二天依次按50mg/kg的劑量腹腔注射2%的戊巴比妥鈉進(jìn)行麻醉，然后從腹主動(dòng)脈取血5ml，注入無(wú)菌玻璃試管中，在1h內(nèi)，4℃，4 000r/min離心10min后，分離血清，在2h內(nèi)測(cè)定空腹血糖(FPG)、甘油三酯(TG)和總膽固醇(TC)，其余保存于－40℃冰箱中，以備測(cè)胰島素(FINS)、游離脂肪酸(FFA)和Resistin等指標(biāo)。

1.4 指標(biāo)的測(cè)定

FPG采用葡萄糖氧化酶法測(cè)定，TC、TG采用酶比色法測(cè)定，儀器為日立全自動(dòng)生化分析儀;FINS采用放射免疫法測(cè)定，試劑盒購(gòu)于中國(guó)解放軍免疫研究所，測(cè)定儀器為中國(guó)科大中佳公司自動(dòng)放免儀;血清Resistin采用酶聯(lián)免疫法測(cè)定，試劑盒為美國(guó)ADL酶免診斷試劑盒，測(cè)定儀器為美國(guó)產(chǎn)的ELX800型酶標(biāo)儀。FFA采用比色法測(cè)定，試劑盒購(gòu)于南京建成生物工程研究所，測(cè)定儀器為722型紫外分光光度計(jì)。

1.5 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

使用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件處理數(shù)據(jù)，結(jié)果用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示，統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用雙因素方差分析和獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，P＜0.05表示為顯著性差異，P＜0.01表示為極顯著性差異。

2 結(jié)果

2.1 各組大鼠FPG、FINS和血清Resistin含量的變化

由表1可見(jiàn)，T2DM大鼠建立后第13周，與C組相比，DM組大鼠FPG和血清Resistin含量顯著升高，F(xiàn)INS含量顯著降低;通過(guò)雙因素方差分析可知，有氧運(yùn)動(dòng)可以降低T2DM大鼠FPG和血清Resistin含量，雖可使FINS升高，但無(wú)顯著性差異;而膳食控制對(duì)降低T2DM大鼠FPG和血清Resistin含量沒(méi)有顯著性影響，但可使FINS顯著升高;有氧運(yùn)動(dòng)聯(lián)合膳食控制對(duì)降低T2DM大鼠FPG和血清Resistin含量以及升高FINS無(wú)顯著的交互作用。

2.2 各組大鼠血清TG、TC和FFA含量的變化

由表2可見(jiàn)，T2DM建立后第13周，與C組相比，DM組血清TC、TG和FFA含量均顯著升高;通過(guò)雙因素方差分析可知，有氧運(yùn)動(dòng)能顯著降低T2DM大鼠TC和FFA含量，但不能顯著降低TG含量。膳食控制均能顯著降低T2DM大鼠血清TG、TC和FFA含量。有氧運(yùn)動(dòng)聯(lián)合膳食控制對(duì)降低T2DM大鼠血清TC含量具有明顯的交互作用，可使血清TC含量進(jìn)一步降低;雖然使T2DM大鼠血清TG和FFA含量進(jìn)一步降低，但沒(méi)有顯著的交互作用。

表1 各組大鼠FPG、FINS和Resistin含量的變化

表2 各組大鼠血清TC、TG和FFA含量的變化

3 討論

Resistin是一種脂肪細(xì)胞分泌的多肽類激素，具有減弱胰島素刺激的肝細(xì)胞、肌細(xì)胞等攝取和利用葡萄糖，從而導(dǎo)致糖耐量受損，空腹血糖明顯升高［2，3］。因此，它可能是聯(lián)系肥胖和T2DM的重要信號(hào)分子，Resistin分泌增多與肥胖、代謝綜合征有關(guān)［4］。早期研究顯示，給予小鼠重組Resistin可增加IR，而給予Resistin的特異抗體后，IR可以得到明顯的改善［5］。在高脂飲食時(shí)，Resistin基因缺失小鼠胰島素敏感性得到改善［6］。陳明衛(wèi)等發(fā)現(xiàn)T2DM患者血清Resistin水平明顯增高，而且Resistin與體重指數(shù)(BMI)呈明顯正相關(guān)，與腰臀比(WHR)無(wú)明顯相關(guān)性，從而說(shuō)明Resistin可能只與體脂增多有關(guān)，與體脂分布無(wú)關(guān)。多元線性回歸分析發(fā)現(xiàn)，Resistin是糖尿病患者IR的獨(dú)立影響因素［7］。王秋月等也研究發(fā)現(xiàn)Resistin與胰島素敏感性指數(shù)(ISI)呈負(fù)相關(guān)，正常體重糖尿病組與正常體重對(duì)照組比較、肥胖糖尿病組與肥胖對(duì)照組比較，血清Resistin含量均有顯著性差異，提示血清Resistin水平升高可加重IR，從而導(dǎo)致糖尿病的發(fā)生。而且血清Resistin含量與FINS呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明Resistin可能是胰島素的抑制劑［8］。有研究發(fā)現(xiàn)，與正常對(duì)照組相比，T2DM患者FINS無(wú)顯著性差異，而血清 Resistin含量顯著升高［9，10］。但是也有一些研究認(rèn)為 Resistin與IR和 T2DM沒(méi)有關(guān)系。多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，不僅體重、體脂、胰島素敏感性或其他代謝指標(biāo)與脂肪細(xì)胞中Resistin的基因表達(dá)無(wú)明顯相關(guān)性［11－13］，而且無(wú)論是糖耐量正常者還是新診斷的T2DM患者血漿Resistin水平與性別、體質(zhì)、血糖和血脂水平無(wú)相關(guān)性［14］，從而認(rèn)為Resistin可能并未直接參與IR及T2DM的發(fā)生。為了進(jìn)一步探討Resistin的分泌與T2DM之間的關(guān)系，本研究在T2DM建模成功后13周，測(cè)定了FPG、FINS和血清Resistin含量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與C組相比，DM組FINS顯著降低，F(xiàn)PG顯著升高，說(shuō)明隨著時(shí)間推移，DM大鼠胰島β細(xì)胞功能由代償狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槭Т鷥敔顟B(tài)，從而導(dǎo)致胰島素分泌功能的降低。與此同時(shí)，血清Resistin含量顯著升高，從而說(shuō)明Resistin的分泌增多與T2DM的發(fā)生有密切的關(guān)系。

然而，糖尿病機(jī)體Resistin分泌增多的機(jī)制目前還不完全清楚。有研究發(fā)現(xiàn)，Resistin在脂肪組織中的表達(dá)，嚴(yán)格受營(yíng)養(yǎng)狀況的調(diào)控。空腹48h后小鼠脂肪細(xì)胞Resistin mRNA明顯下調(diào)，在給予高熱量飲食后脂肪細(xì)胞Resistin mRNA則比空腹時(shí)增加25倍［15］。因此，在2型糖尿病的形成過(guò)程中，長(zhǎng)期的高脂高糖飲食促進(jìn)脂肪細(xì)胞Resistin表達(dá)和分泌增加，從而導(dǎo)致血液中Resistin含量增加。高抵抗素血癥一方面可以上調(diào)肝臟糖異生限速酶磷酸烯醇丙酮酸羧激酶(PEPCK)和葡萄糖-6-磷酸酶(G6Pase)的表達(dá)和抑制AMPK的活性，導(dǎo)致肝糖異生增加［6］，另一方面可以降低脂肪組織和骨骼肌對(duì)葡萄糖的攝取和利用［1］，從而引起血糖的升高，誘發(fā)糖尿病的產(chǎn)生。

眾所周知，T2DM伴有脂代謝紊亂，表現(xiàn)為TG和LDL-C升高、HDL-C水平降低。由于Resistin可使胰島素對(duì)脂肪組織脂解的抑制作用減弱導(dǎo)致FFA升高［16］，且可促進(jìn)前脂肪細(xì)胞增殖及脂肪細(xì)胞中TG分解，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞中脂滴減少伴細(xì)胞發(fā)育不良［17］。因此，2型糖尿病發(fā)生的脂代謝的紊亂與Resistin分泌增多有關(guān)。Sato等通過(guò)帶有Resistin基因的腺病毒轉(zhuǎn)染正常C57BL/6小鼠，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Resistin轉(zhuǎn)基因小鼠血液中TG含量顯著增加，其原因主要是肝臟釋放TG增多［18］。宋欽華等研究表明，與對(duì)照組相比，糖尿病組TG和血漿Resistin含量顯著升高(P＜0.05)，且血Resistin與TC呈正相關(guān)［19］。本研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，T2DM建模成功后第13周，DM組大鼠血清Resistin含量顯著升高的同時(shí)，血液中TC、TG和FFA含量也顯著升高(P＜0.01)，進(jìn)一步表明糖尿病大鼠脂代謝紊亂可能與Resistin分泌增多有關(guān)。

有關(guān)有氧運(yùn)動(dòng)和膳食控制對(duì)糖尿病機(jī)體Resistin的分泌的影響目前研究報(bào)道不多。Azuma等研究發(fā)現(xiàn)，肥胖者血清Resistin含量顯著高于非肥胖者(P＜0.01)，并與BMI顯著正相關(guān)(r=0.35，P＜0.01)。經(jīng)過(guò)18個(gè)月運(yùn)動(dòng)加節(jié)食減肥后，體重減輕較多者血清Resistin含量下降，而體重減輕＜1kg或增加者血清Resistin含量上升，并且與BMI、體脂以及血糖等指標(biāo)呈顯著正相關(guān)(P＜0.01)［20］。Kadoglou等讓肥胖的T2DM患者進(jìn)行16周的有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，運(yùn)動(dòng)組胰島素敏感性明顯改善，血漿Resistin及IL-6、IL-18、C反應(yīng)蛋白含量顯著下降［21］。最近有人研究發(fā)現(xiàn)，只有大強(qiáng)度的有氧運(yùn)動(dòng)或有氧運(yùn)動(dòng)結(jié)合抗阻運(yùn)動(dòng)可以顯著降低T2DM患者血Resistin、leptin和IL-6含量，而低強(qiáng)度的身體活動(dòng)對(duì)降低血Resistin含量則無(wú)顯著影響［22］。為了進(jìn)一步探討有氧運(yùn)動(dòng)、膳食控制對(duì)T2DM大鼠Resistin分泌的影響，本研究對(duì)T2DM大鼠進(jìn)行了為期13周的有氧運(yùn)動(dòng)或/和膳食控制。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有氧運(yùn)動(dòng)可以降低T2DM大鼠FPG和血清Resistin含量，雖可使FINS升高，但無(wú)顯著性差異;與此同時(shí)，有氧運(yùn)動(dòng)顯著地降低T2DM大鼠血清TC和FFA含量，但不能使TG含量顯著降低。而膳食控制雖然可使T2DM大鼠FINS顯著升高，TG、TC和FFA含量顯著降低，但不能顯著降低FPG和血清Resistin含量。與此同時(shí)，有氧運(yùn)動(dòng)聯(lián)合膳食控制對(duì)降低T2DM大鼠的TC含量具有明顯的交互作用，可使血清TC含量進(jìn)一步降低，但對(duì)降低FPG、TG、FFA和血清Resistin含量以及升高FINS無(wú)顯著的交互作用。有氧運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致TG含量的上升，可能是由于運(yùn)動(dòng)時(shí)需要?jiǎng)訂T更多脂肪組織中的TG來(lái)分解供能，從而加速脂肪組織中的TG釋放入血的緣故。因此，長(zhǎng)期的有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)T2DM大鼠胰島β細(xì)胞具有一定的保護(hù)作用，提高胰島β細(xì)胞分泌胰島素能力，并使Resistin分泌減少，從而增加T2DM大鼠胰島素的敏感性，顯著改善血糖和血脂代謝。而膳食控制可能通過(guò)控制外源性的高糖高脂的攝入，改善血脂紊亂，減輕胰島β細(xì)胞的脂毒性，從而增強(qiáng)其分泌胰島素的能力;但膳食控制可能對(duì)提高胰島素的敏感性影響不大，因而并不能真正達(dá)到胰島素降血糖的效應(yīng)。因此，在糖尿病的治療中，隨著糖尿病的進(jìn)程單純地依靠膳食控制并不能有效地降低T2DM大鼠血糖水平。然而有氧運(yùn)動(dòng)聯(lián)合膳食控制對(duì)T2DM大鼠Resistin和糖脂代謝的交互作用還有待于進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

1)T2DM大鼠Resistin分泌顯著增多，與糖脂代謝紊亂有關(guān)。

2)有氧運(yùn)動(dòng)能顯著降低T2DM大鼠Resistin的分泌，增加胰島β細(xì)胞分泌胰島素的能力，對(duì)改善糖脂代謝具有非常重要的作用。而單純的膳食控制對(duì)降低T2DM大鼠Resistin的分泌影響不顯著，且有氧運(yùn)動(dòng)聯(lián)合膳食控制對(duì)降低T2DM大鼠Resistin的分泌也無(wú)顯著的交互作用。

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