改善Ⅱ型糖尿病大鼠糖代謝運(yùn)動(dòng)模型的建立

上官若男，朱斌，尚畫(huà)雨，蘇全生*

(1. 北京體育大學(xué)運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)學(xué)院，北京 100084； 2. 成都大學(xué)體育學(xué)院，成都 610106； 3. 成都體育學(xué)院，成都 610041)

研究報(bào)告

改善Ⅱ型糖尿病大鼠糖代謝運(yùn)動(dòng)模型的建立

上官若男1,2，朱斌2，尚畫(huà)雨3，蘇全生3*

(1. 北京體育大學(xué)運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)學(xué)院，北京 100084； 2. 成都大學(xué)體育學(xué)院，成都 610106； 3. 成都體育學(xué)院，成都 610041)

目的 建立運(yùn)動(dòng)改善Ⅱ型糖尿病大鼠糖代謝模型，為Ⅱ型糖尿病運(yùn)動(dòng)處方的建立提供理論參考。方法 SPF級(jí)雄性8周齡Wistar大鼠45只，隨機(jī)抽取32只在高糖高脂飼料喂養(yǎng)7周的基礎(chǔ)上腹腔注射小劑量鏈脲佐菌素(STZ)緩沖液，建立Ⅱ型糖尿病大鼠模型。將正常大鼠和造模成功的大鼠分為4組：空白對(duì)照組(C組)、單純運(yùn)動(dòng)組(CE組)、糖尿病對(duì)照組(DM組)、糖尿病運(yùn)動(dòng)組(DME組)。運(yùn)動(dòng)組采用改進(jìn)的Ploug訓(xùn)練方案，60 min/d，每周訓(xùn)練6 d，共訓(xùn)練8周。分別在高脂飼料喂養(yǎng)7周后尾靜脈取血測(cè)定空腹血糖和血清胰島素，造模后基線時(shí)間和運(yùn)動(dòng)8周末尾靜脈取血測(cè)定空腹血糖(FBG)，運(yùn)動(dòng)8周末眶后取血測(cè)定血清胰島素(FINS)，并計(jì)算胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)。結(jié)果 ①7周高糖高脂喂養(yǎng)后，與正常組相比，高脂組FBG、FINS和HOMA-IR含量顯著升高。②8周運(yùn)動(dòng)干預(yù)后，DM組和DME組FINS水平顯著低于C組和CE組，F(xiàn)BG和HOMA-IR顯著高于C組和CE組；DME組FINS水平顯著高于DM組，F(xiàn)BG和HOMA-IR顯著低于DM組。DM組和DME組體重顯著低于C組和CE組；DME組與DM組、CE組與C組組間體重差異無(wú)顯著性。結(jié)論 ①7周高糖高脂喂養(yǎng)聯(lián)合一次性腹腔注射STZ(30 mg/kg)成功建立Ⅱ型糖尿病大鼠模型；② 60 min/d共8周的游泳運(yùn)動(dòng)模式能夠改善Ⅱ型糖尿病大鼠糖代謝，是研究運(yùn)動(dòng)鍛煉預(yù)防和改善糖尿病機(jī)理的理想動(dòng)物模型。

游泳運(yùn)動(dòng)；Ⅱ型糖尿?。桓咛歉咧嬍?；運(yùn)動(dòng)大鼠模型；糖代謝

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活方式的改變，糖尿病(diabetes mellitus,DM)的死亡率明顯上升，已經(jīng)成為繼腫瘤和心血管疾病之外導(dǎo)致死亡的第三大原因[1]。由于Ⅱ型糖尿病(T2DM)病因復(fù)雜，且可導(dǎo)致全身多個(gè)器官和系統(tǒng)出現(xiàn)并發(fā)癥，所以對(duì)T2DM臨床的研究和治療帶來(lái)一定困難，建立合適的T2DM動(dòng)物模型顯得尤為重要。運(yùn)動(dòng)療法對(duì)治療Ⅱ型糖尿病的長(zhǎng)期益處目前已經(jīng)得到公認(rèn)[2]。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練在治療II糖尿病方面起著重要作用。運(yùn)動(dòng)鍛煉能夠控制血糖，但是其機(jī)制尚不完全清楚，因此建立一個(gè)運(yùn)動(dòng)改善糖尿病糖代謝紊亂動(dòng)物模型從而來(lái)研究其機(jī)制顯得尤為重要。游泳運(yùn)動(dòng)被廣泛用于作為研究有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)Ⅱ型糖尿病大鼠影響的模型[3]。Yosria E等[4]采用4周游泳訓(xùn)練(60 min/d,每周5 d)就能夠反轉(zhuǎn)Ⅱ型糖尿病大鼠血糖、HOMA-IR、血脂和胰島素等異常指標(biāo)。一次性游泳運(yùn)動(dòng)(每次90 min，重復(fù)2次，間歇45 min)也能增強(qiáng)高脂膳食誘導(dǎo)Ⅱ型糖尿病SD大鼠的胰島素敏感性，但是其對(duì)Ⅱ型糖尿病大鼠肝臟胰島素敏感性無(wú)影響，而只有8周時(shí)間的游泳訓(xùn)練才能改善Ⅱ型糖尿病大鼠肝臟葡萄糖代謝[5]。因此關(guān)于采用游泳方式改善Ⅱ型糖尿病大鼠血糖紊亂的運(yùn)動(dòng)方案較多，但是還不統(tǒng)一。長(zhǎng)時(shí)間有氧運(yùn)動(dòng)能夠長(zhǎng)時(shí)間控制和改善Ⅱ型糖尿病血糖紊亂[6]，但Ⅱ型糖尿病大鼠模型制備周期較長(zhǎng)，動(dòng)物風(fēng)險(xiǎn)因素較多。因此建立改善Ⅱ型糖尿病大鼠糖代謝紊亂運(yùn)動(dòng)模型尤為重要。本研究運(yùn)用高糖高脂飲食聯(lián)合鏈尿佐菌素構(gòu)建Ⅱ型糖尿病大鼠模型，試圖通過(guò)體重、血糖、胰島素和胰島素抵抗指數(shù)等指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)8周游泳訓(xùn)練對(duì)糖尿病大鼠的影響，旨在建立運(yùn)動(dòng)改善Ⅱ型糖尿病大鼠糖代謝模型，并指出模型制備期間可能存在的風(fēng)險(xiǎn)因素，為Ⅱ型糖尿病運(yùn)動(dòng)處方的建立提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

SPF級(jí)雄性8周齡Wistar大鼠45只，體重200～230 g,由四川大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供【SCXK(川)2013-026】，飼養(yǎng)于標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物房【SYXK(川)2013-185】。標(biāo)準(zhǔn)嚙齒目動(dòng)物籠飼養(yǎng)，每籠4只，自由攝食飲水，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)嚙齒類(lèi)動(dòng)物常規(guī)飼料由四川大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。每天清掃鼠籠和室內(nèi)消毒，保證通風(fēng)條件良好，室溫控制在22～25℃，相對(duì)濕度50%～70%，接受自然光照。為避免環(huán)境改變對(duì)大鼠的影響，所有大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)。

1.2 方法

1.2.1 高糖高脂飲食聯(lián)合鏈尿佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病大鼠模型制備

45只Wistar大鼠隨機(jī)抽取13只作為正常組(N組)以常規(guī)飼料喂養(yǎng)，剩余32只作為實(shí)驗(yàn)組(D組)以高糖高脂飼料(10%豬油，20%蔗糖，2.5%膽固醇，1%膽酸鈉，66.5%普通飼料)喂養(yǎng)7周后，空腹12 h，按30 mg/kg體重(將STZ溶于0.1 mol/L,pH為4.2的枸櫞酸緩沖液中，臨用前在冰浴條件下新鮮配制)的劑量一次性腹腔注射鏈脲佐菌素(streptozotocin,STZ)，72 h后尾靜脈采血，監(jiān)測(cè)非禁食血糖>16.7 mmol/L者為造模成功。正常大鼠注射等體積枸櫞酸緩沖液。去除高糖高脂喂養(yǎng)過(guò)程中死亡5只，共有20只大鼠建模成功，建模成功率為74%。將正常大鼠和Ⅱ型糖尿病造模成功的大鼠隨機(jī)分為四組，空白對(duì)照組(C組，n=7)、單純運(yùn)動(dòng)組(CE組，n=6)、糖尿病對(duì)照組(DM組,n=10)、糖尿病運(yùn)動(dòng)組(DME組,n=10)。

每天定時(shí)喂食和換水，C和CE組大鼠每天早上固定時(shí)間喂食和換水，DM和DME組大鼠在后期因?yàn)槌霈F(xiàn)典型的“三多癥狀(多尿、多飲、多食)，每天分兩次喂食和換水。7周高糖高脂膳食期間所有18：00準(zhǔn)時(shí)稱(chēng)重，以了解大鼠的生長(zhǎng)情況同時(shí)剔除在生長(zhǎng)過(guò)程中罹患疾病的大鼠，造模成功后所有大鼠每周固定時(shí)間稱(chēng)重一次。同時(shí)每天觀察大鼠飲水量、尿量及精神狀況、皮毛潤(rùn)澤度、活動(dòng)度變化等，并在造模成功后第4周檢測(cè)空腹血糖情況。

1.2.2 游泳運(yùn)動(dòng)方案

無(wú)色透明玻璃游泳池(100 cm×70 cm×60 cm，水溫(30℃，水深50 cm)，CE組和DME組大鼠采用改進(jìn)Ploug訓(xùn)練方案[7]，無(wú)負(fù)重游泳。將D組大鼠STZ注射72 h后及N組大鼠枸櫞酸緩沖液注射72 h后的時(shí)間定義為基線時(shí)間，成模后先進(jìn)行2次適應(yīng)性的游泳訓(xùn)練，每次10 min。訓(xùn)練程序?yàn)槊恐苡?xùn)練6 d，第1周前3天訓(xùn)練時(shí)間分別為20 min、30 min和45 min，第4天起每天持續(xù)游泳60 min,共訓(xùn)練8周。運(yùn)動(dòng)時(shí)驅(qū)趕不游泳大鼠，及時(shí)撈出大鼠糞便，并防止溺水死亡。及時(shí)消毒保持游泳池清潔衛(wèi)生，訓(xùn)練時(shí)間安排在每周一至周六的17∶00進(jìn)行。

1.2.3 動(dòng)物取材

無(wú)訓(xùn)練組和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組大鼠在最后一次運(yùn)動(dòng)結(jié)束后，所有大鼠禁食但不禁水12 h，稱(chēng)重，尾靜脈取血(測(cè)試FBG)后即刻腹腔注射10%水合氯醛溶液(按3.5 mL/kg注射)麻醉大鼠，眶后取血，分離血清后置于-80℃冰箱中保存待測(cè)。以上手術(shù)操作均在成都體育學(xué)院國(guó)家體育總局運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室生理無(wú)菌實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

1.2.4 指標(biāo)測(cè)試

空腹血糖(FBG)采用氧化酶法測(cè)定，儀器為美國(guó)強(qiáng)生穩(wěn)豪倍易型血糖儀和強(qiáng)生穩(wěn)豪倍易型血糖試紙；體重(BW)用電子秤稱(chēng)?。谎逡葝u素(FINS)采用雙位點(diǎn)夾心酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)測(cè)定(試劑盒由美國(guó)R&D公司生產(chǎn))；胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)根據(jù)空腹血糖和空腹血清胰島素計(jì)算HOMA-IR，計(jì)算方法為：HOMA-IR=FBG×FINS/22.5。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有測(cè)試結(jié)果均采用“均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。組間數(shù)據(jù)比較采用SPSS 17.0軟件Univariate法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，組內(nèi)差異比較采用paired-samplesttest統(tǒng)計(jì)。P<0.05為差異有顯著性。

2 結(jié)果

運(yùn)動(dòng)干預(yù)期間，由于糖尿病慢性疾病狀態(tài)導(dǎo)致的感染、操作不當(dāng)導(dǎo)致死亡等原因，最終參與本實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)的有效樣本量為：C組、CE組、DM組、DME組分別為6只、5只、7只、6只，以下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均按有效樣本量統(tǒng)計(jì)。

2.1 一般情況觀察

DM組大鼠毛發(fā)干枯無(wú)光澤、雜亂、脫落，反應(yīng)遲鈍，懶惰喜睡，精神萎靡，生長(zhǎng)緩慢，時(shí)有攻擊行為和搶水現(xiàn)象，尿量增多，大便異味刺鼻，出現(xiàn)典型的“三多一少”癥狀，個(gè)別大鼠出現(xiàn)尾部潰爛現(xiàn)象；DME組大鼠較DM組大鼠上述癥狀均有減輕；N組(包括C組和CE組)大鼠毛發(fā)光滑潤(rùn)澤，活潑好動(dòng)，生長(zhǎng)發(fā)育正常，無(wú)“三多一少”癥狀。

2.2 7周高脂飼料喂養(yǎng)和8周游泳訓(xùn)練前后各組大鼠體重(BW)、血糖(FBG)變化

不同飼料喂養(yǎng)7周后，實(shí)驗(yàn)組(D組)與正常組(N組)相比，體重差異無(wú)顯著性，血糖水平顯著升高(P<0.05)。隨機(jī)分組時(shí)，正常組組間及糖尿病組組間體重?zé)o差異。造模后基線時(shí)間，D組血糖非常顯著性高于N組(P<0.01)；運(yùn)動(dòng)干預(yù)8周后，空白對(duì)照組(C組)與單純運(yùn)動(dòng)組(CE組)體重繼續(xù)增加，且顯著高于糖尿病對(duì)照組(DM組)和糖尿病運(yùn)動(dòng)組(DME組)(P<0.05)，糖尿病運(yùn)動(dòng)組體重略高于糖尿病對(duì)照組，但差異無(wú)顯著性，DM組和DME組與C組和CE組相比，血糖均非常顯著性升高(P<0.01)，DME組與DM組相比血糖顯著降低(P<0.05)。見(jiàn)表1。

2.3 7周高脂飼料喂養(yǎng)和8周游泳訓(xùn)練前后各組大鼠空腹血清胰島素(FINS)、HOMA-IR指數(shù)變化

如表2所示，不同飼料喂養(yǎng)7周后，實(shí)驗(yàn)組(D組)與正常組(N組)相比，F(xiàn)INS水平顯著升高(P<0.05)，HOMA-IR指數(shù)非常顯著升高(P<0.01)。運(yùn)動(dòng)干預(yù)8周后，DM組與C組和CE組相比，F(xiàn)INS含量非常顯著降低(P<0.01)，HOMA-IR指數(shù)非常顯著升高(P<0.01)，DM組FINS水平顯著低于DME組(P<0.05)，HOMA-IR指數(shù)顯著高于DME組(P<0.05)。

表1 各組大鼠運(yùn)動(dòng)前后體重、血糖變化情況Tab.1 Changes of body weight and FBG of the rats in different groups

注：與空白對(duì)照組相比，★P<0.05，★★P<0.01；與單純運(yùn)動(dòng)組相比，▲P<0.05，▲▲P<0.01；與糖尿病對(duì)照組相比，●P<0.05,●●P<0.01。(下表同)

Note. Compared with the group C,★P<0.05,★★P<0.01;Compared eith the group CE,▲P<0.05,▲▲P<0.01;Compared with the group DM,●P<0.05,●●P<0.01.(The same in the following tables)

表2 各組大鼠運(yùn)動(dòng)前后空腹血清胰島素、胰島素抵抗指數(shù)變化情況Tab.2 Changes of FINS and HOMA-IRin the rats of different groups

3 討論

3.1 Ⅱ型糖尿病大鼠模型的建立

Ⅱ型糖尿病是一種常見(jiàn)的全身代謝障礙疾病，其主要的發(fā)病機(jī)制是胰島素抵抗(IR)和胰島β細(xì)胞功能受損[8]。有研究表明，胰島素抵抗現(xiàn)象在血糖增高之前就已存在[9]。臨床上常用FBG和FINS作為Ⅱ型糖尿病最直接的檢測(cè)指標(biāo)。鏈脲佐菌素(STZ)具有抗菌、抗腫瘤作用，它可以選擇性破壞一些動(dòng)物胰島β細(xì)胞導(dǎo)致胰島素分泌功能喪失和血糖水平失代償，從而導(dǎo)致糖尿病[9，10]。目前國(guó)內(nèi)學(xué)者多采用高糖高脂喂養(yǎng)聯(lián)合小劑量STZ注射建立Ⅱ型糖尿病大鼠動(dòng)物模型，此模型具有胰島素抵抗、高血糖的特點(diǎn)，近似于臨床Ⅱ型糖尿病的發(fā)病過(guò)程。本研究參照Reed等[11]的方法，先高脂高糖飼料喂養(yǎng)大鼠7周誘導(dǎo)胰島素抵抗，大鼠出現(xiàn)體重不同程度增加、血糖輕度增高和代償性的高胰島素血癥，然后一次性腹腔注射小劑量STZ來(lái)復(fù)制Ⅱ型糖尿病大鼠動(dòng)物模型。

我們的研究發(fā)現(xiàn)，采用高糖高脂膳食聯(lián)合一次性小劑量腹腔注射STZ所復(fù)制的Ⅱ型糖尿病大鼠模型，具有典型的Ⅱ型糖尿病癥狀，大鼠出現(xiàn)明顯的“三多一少”癥狀，尤其在糖尿病后期，大鼠出現(xiàn)明顯的多飲和多尿。實(shí)驗(yàn)后4周，大鼠換為單籠飼養(yǎng)，每天加水兩次，且清洗尿盤(pán)兩次，大鼠出現(xiàn)明顯的消瘦、精神萎靡，反應(yīng)遲鈍，攻擊性強(qiáng)、毛發(fā)無(wú)光澤。且在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)組大鼠均保持血糖高水平狀態(tài)，且無(wú)高血糖自發(fā)緩解現(xiàn)象發(fā)生。同時(shí)發(fā)現(xiàn)：不同飼料喂養(yǎng)7周后，實(shí)驗(yàn)組與正常組相比FBG顯著升高，但還未達(dá)到糖尿病水平，F(xiàn)INS含量實(shí)驗(yàn)組顯著高于正常組，實(shí)驗(yàn)組HOMA-IR指數(shù)非常顯著高于正常組。說(shuō)明長(zhǎng)期的高脂高糖飲食成功誘導(dǎo)了胰島素抵抗，引起了FBG的輕度升高，這與人類(lèi)Ⅱ型糖尿病前期的發(fā)病機(jī)理是相似的。STZ注射后基線時(shí)間，實(shí)驗(yàn)組血糖迅速升高達(dá)到糖尿病水平，且非常顯著性高于對(duì)照組，這是因?yàn)?STZ破壞了胰島β細(xì)胞，降低胰島β細(xì)胞分泌胰島素的能力。因此本研究建立的Ⅱ型糖尿病大鼠模型是成功的。

本實(shí)驗(yàn)采用的是7周高糖高脂飲食聯(lián)合一次性小劑量腹腔注射STZ(30 mg/kg)的方法來(lái)構(gòu)建糖尿病大鼠，大鼠血糖顯著升高，胰島素敏感性降低，符合Ⅱ型糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn)，成模率為74%。目前國(guó)內(nèi)有研究采用3～5周高脂飼料加一次鏈脲佐菌素后，繼續(xù)喂養(yǎng)2～4周高脂飼料方法來(lái)構(gòu)建Ⅱ型糖尿病大鼠模型。穆松牛等[12]采用3周高糖高脂飼料加一次鏈脲佐菌素 (25 mg/kg)，再加4周高脂飼料繼續(xù)喂養(yǎng)，可使SD大鼠血糖和血清胰島素水平顯著升高。洪麗莉等[13]采用4周的高脂高果糖飼料加一次鏈脲佐菌素(30 mg/kg)，再加2周高脂飼料繼續(xù)喂養(yǎng)，可使SD大鼠糖尿病造模成功，大鼠表現(xiàn)為血糖、胰島素升高和胰島素敏感性降低，造模成功率為86.7%，與本研究采用的鏈脲佐菌素注射劑量相同，但是造模成功率相差較大。分析原因，可能與本研究采用的是Wistar大鼠有關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn)，Wistar大鼠成模率和死亡率均高于SD大鼠[14-16]?；诒狙芯拷Y(jié)果，我們認(rèn)為采用7周高脂飼料喂養(yǎng)聯(lián)合一次性小劑量腹腔注射STZ(30 mg/kg)也能成功造模。

3.2 運(yùn)動(dòng)改善II糖尿病大鼠糖代謝模型的建立

運(yùn)動(dòng)療法是改善Ⅱ型糖尿病安全、簡(jiǎn)便的治療方法，且運(yùn)動(dòng)療法對(duì)治療Ⅱ型糖尿病的長(zhǎng)期益處目前已經(jīng)得到公認(rèn)[2]。眾多研究表明[9,17，18]，低、中強(qiáng)度的有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)改善Ⅱ型糖尿病所引起的高血糖、胰島素抵抗以及并發(fā)癥有較好的作用。大量研究表明，有氧運(yùn)動(dòng)可以改善糖尿病患者的糖脂代謝[19，20]，可以增加胰島素敏感性[21，22]，減輕胰島素抵抗[23]。但是運(yùn)動(dòng)鍛煉預(yù)防和改善Ⅱ型糖尿病的機(jī)制尚不完全清楚，所以建立恰當(dāng)可行的運(yùn)動(dòng)改善Ⅱ型糖尿病動(dòng)物模型來(lái)研究運(yùn)動(dòng)影響糖尿病機(jī)制顯得尤為重要。

對(duì)大鼠運(yùn)動(dòng)方式的選擇，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為游泳更具優(yōu)勢(shì)，原因主要為：大鼠天生會(huì)游泳，遭受體力外的刺激較少，無(wú)跑臺(tái)的電刺激等傷害，且跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)易造成大鼠尾部和足部的損傷[24]。在本研究中也發(fā)現(xiàn)，隨著糖尿病病程的發(fā)展，大鼠后期出現(xiàn)尾部感染等損傷，如若采用跑臺(tái)訓(xùn)練，會(huì)進(jìn)一步加劇損傷，對(duì)運(yùn)動(dòng)模型的建立可能產(chǎn)生不利影響。因此本研究采用的運(yùn)動(dòng)方案是8周的無(wú)負(fù)重游泳，每天60 min。有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)8周后，糖尿病對(duì)照組和糖尿病運(yùn)動(dòng)組與空白對(duì)照組和單純運(yùn)動(dòng)組相比，F(xiàn)BG均非常顯著高于正常組，糖尿病對(duì)照組FBG顯著高于糖尿病運(yùn)動(dòng)組，由此說(shuō)明，8周游泳運(yùn)動(dòng)可以有效地改善糖尿病大鼠高血糖癥狀，但是此運(yùn)動(dòng)方案的治療還不足以完全逆轉(zhuǎn)糖尿病所引起的高血糖狀態(tài)。對(duì)于血清胰島素來(lái)說(shuō)，Ⅱ型糖尿病大鼠造模成功8周后，其FINS含量非常顯著低于空白對(duì)照組和單純運(yùn)動(dòng)組，HOMA-IR指數(shù)非常顯著高于空白對(duì)照組和單純運(yùn)動(dòng)組，究其原因，可能與STZ破壞了胰島β細(xì)胞的分泌能力以及Ⅱ型糖尿病胰島素抵抗加劇有關(guān)。8周運(yùn)動(dòng)干預(yù)后，糖尿病運(yùn)動(dòng)組FINS含量顯著高于糖尿病對(duì)照組，HOMA-IR指數(shù)顯著低于糖尿病對(duì)照組，說(shuō)明此運(yùn)動(dòng)模式明顯改善糖尿病大鼠糖代謝紊亂現(xiàn)象，但仍未達(dá)到正常水平。本研究所采用運(yùn)動(dòng)為無(wú)負(fù)重游泳運(yùn)動(dòng)，屬于低中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)，低中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)能夠顯著改善糖尿病大鼠的葡萄糖代謝[25]。但值得注意的是，運(yùn)動(dòng)改善Ⅱ型糖尿病大鼠糖代謝模型造模周期較長(zhǎng)，在造模過(guò)程中，大鼠因?yàn)槌跗趯?duì)高脂飼料不適應(yīng)，以及后期糖尿病感染等原因，易導(dǎo)致大鼠死亡，故在造模初期建議增加樣本量。

綜上所述，60 min/d無(wú)負(fù)重游泳訓(xùn)練,共8周的運(yùn)動(dòng)方式能夠顯著降低Ⅱ型糖尿病大鼠血糖水平，增加Ⅱ型糖尿病大鼠后期胰島素分泌量，同時(shí)降低胰島素抵抗程度。

4 結(jié)論

通過(guò)7周高糖高脂喂養(yǎng)聯(lián)合一次性腹腔注射STZ(30 mg/kg)成功建立Ⅱ型糖尿病大鼠模型。 60 min/d共8周的游泳運(yùn)動(dòng)模式能夠改善Ⅱ型糖尿病大鼠糖代謝，它是研究運(yùn)動(dòng)鍛煉預(yù)防和改善糖尿病機(jī)理的理想動(dòng)物模型。

[1] Albright A. What is public health practice telling us about diabetes?[J]. J Am Diet Assoc,2008,108(4 Suppl 1):S12-S18.

[2] Perseghin G, Lattuada G, De Cobelli F, et al. Habitual physical activity is associated with intrahepatic fat content in humans[J]. Diabetes Care,2007,30(3):683-688.

[3] Dos-Santos JW, Mello M. Responses of blood lactate concentration in aerobic and anaerobic training protocols at different swimming exercise intensities in rats[J]. J Exercise Physiol Online,2011, 14(3): 34-42.

[4] Aly YE, Abdou AS, Rashad MM, et al. Effect of exercise on serum vitamin D and tissue vitamin D receptors in experimentally induced type 2 diabetes mellitus[J]. J Adv Res,2016,7(5):671-679.

[5] Yi X, Cao S, Chang B, et al. Effects of acute exercise and chronic exercise on the liver leptin-AMPK-ACC signaling pathway in rats with type 2 diabetes[J]. J Diabetes Res,2013,2013:946432.

[6] Pedersen BK, Saltin B. Exercise as medicine - evidence for prescribing exercise as therapy in 26 different chronic diseases[J]. Scand J Med Sci Sports,2015,25(Suppl 3):1-72.

[7] Ploug T, Stallknecht BM, Pedersen O, et al. Effect of endurance training on glucose transport capacity and glucose transporter expression in rat skeletal muscle[J]. Am J Physiol,1990,259(6 Pt 1):E778-E786.

[8] 李秋玲. 耐力運(yùn)動(dòng)對(duì)非胰島素依賴(lài)性糖尿病大鼠糖代謝的影響[J]. 西安體育學(xué)院學(xué)報(bào),2009, 26(6):725-727.

[9] 招少楓，江鐘立，王磊. 飲食和運(yùn)動(dòng)干預(yù)對(duì)2型糖尿病大鼠心肌Bcl-2和Bax表達(dá)的影響[J]. 中國(guó)康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志,2006, 21(5):393-397.

[10] Wu K, Huan Y. Streptozotocin-induced diabetic models in mice and rats[J]. Curr Protoc Pharmacol,2008,Mar(Chapter 5): Unit 5-47.

[11] Reed M, Meszaros K, Entes L, et al. A new rat model of type 2 diabetes: the fat-fed, streptozotocin-treated rat[J]. Metabolism,2000,49(11):1390-1394.

[12] 穆松牛，高云，萬(wàn)福生，等. 鏈尿佐菌素加高糖高脂飲食復(fù)制大鼠2型糖尿病模型[J]. 中國(guó)比較醫(yī)學(xué)雜志,2008, 18(2):19-22.

[13] 洪麗莉，許冠蓀，申國(guó)明，等. SD大鼠2型糖尿病模型的建立[J]. 中國(guó)比較醫(yī)學(xué)雜志,2005, 15(06):379-381.

[14] 郭學(xué)軍，鄒移海，吳凌，等. 鏈脲佐菌素誘導(dǎo)SD和Wistar大鼠糖尿病模型的影響因素[J]. 中國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)報(bào),2008, 16(4):301-304.

[15] Marques C, Meireles M, Norberto S, et al. High-fat diet-induced obesity rat model: a comparison between Wistar and Sprague-Dawley Rat[J]. Adipocyte,2016,5(1):11-21.

[16] Kaizu K, Ling Q Y, Uriu K, et al. The characteristics of renal hemodynamics in diabetic spontaneously hypertensive rats in comparison with diabetic Wistar-Kyoto rats[J]. J Diabetes Complic,1995,9(4):224-226.

[17] 王仁綱，徐國(guó)琴，翁錫全，等. 不同強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)糖尿病大鼠心肌PAI-1及血清NO、NOS的影響[J]. 中國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志,2011, 30(7):630-633.

[18] Yokoyama H, Emoto M, Fujiwara S, et al. Short-term aerobic exercise improves arterial stiffness in type 2 diabetes[J]. Diabetes Res Clin Pract,2004,65(2):85-93.

[19] Dela F, Prats C, Helge J. Exercise interventions to prevent and manage type 2 diabetes: physiological mechanisms[J]. Med Sport Sci,2014,60:36-37.

[20] Yang Z, Scott C, Mao C, et al. Resistance exercise versus aerobic exercise for type 2 diabetes: a systematic review and meta-analysis[J]. Sports Med,2014,44(4):487-499.

[21] Nassis G, Papantakou K, Skenderi K, et al. Aerobic exercise training improves insulin sensitivity without changes in body weight, body fat, adiponectin, and inflammatory markers in overweight and obese girls[J]. Metabolism,2005,54(11):1472-1479.

[22] Ryan A, Ge S, Blumenthal J, et al. Aerobic exercise and weight loss reduce vascular markers of inflammation and improve insulin sensitivity in obese women[J]. J Am Geriatr Soc,2014,62(4):607-614.

[23] Motahari-tabari N, Ahmad Shirvani M, Shirzad-E-Ahoodashty M, et al. The effect of 8 weeks aerobic exercise on insulin resistance in type 2 diabetes: a randomized clinical trial[J]. Glob J Health Sci,2014,7(1):115-121.

[24] 朱全, 浦鈞宗. 大鼠游泳訓(xùn)練在運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用方法[J]. 中國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志,1996, 15(2):125-129.

[25] de Oliveira C, Luciano E, Marcondes M, et al. Effects of swimming training at the intensity equivalent to aerobic/anaerobic metabolic transition in alloxan diabetic rats[J]. J Diabetes Complicat,2007,21(4):258-264.

Establishment of an improved exercise-induced rat model of glycometabolism of type II diabetes

SHANGGUAN Ruo-nan1,2, ZHU Bin2, SHANG Hua-yu3, SU Quan-sheng3*

(1. Sport Science College of Beijing Sport University,Beijing 100084,China； 2. Sport College of Chengdu University,Chengdu 610106； 3. Chengdu Sport University,Chengdu 610041)

Objective To establish an improved model of exercise-induced glycometabolism in type II diabetic rats, and to provide a theoretical reference for the establishment of exercise prescription for type II diabetes. Methods Forty-five 8-week old SPF male Wistar rats were used in this study. Of which 32 were fed with high-fat diet for 7 weeks, and intraperitoneal injection of 30 mg/kg STZ was given to establish the rat model of type II diabetes.The normal rats and successful model rats were divided into four groups:The normal control group (C group),normal exercise group (CE group),diabetic group (DM group) and diabetic exercise group (DME group).The exercise group was assigned by the Ploug training protocol, 6 days/week, 60 min/day, for a total of 8 weeks.After the high fat diet fed for 7 weeks, blood sample was taken from the tail vein,FBG and serum insulin were detected after baseline and 8 weeks exercise, and blood sample was collected from the tail vein to determine the FBG. Serum insulin (FINS) was detected by orbital blood sampling at the end of 8 weeks of exercise, and HOMA-IR was calculated. Results 1.After 7 weeks of high fat diet,compared with the groups C and CE, the levels of FBG, FINS and HOMA-IR were significantly higher in the DM and DME groups.2. After 8 weeks of exercise intervention, compared with the groups C and CE,FINS was significantly lower in the groups DM and DME, but the FBG and HOMA-IR were higher. Compared with the DM group, the level of FINS was significantly higher in the DME group, and the levels of FBG and HOMA-IR were significantly lower.The body weights of DM and DME groups were significantly lower than those of the groups Cand CE,the body weight had no significant difference between the DME and DM groups, and similar result was between the groups CE and C. Conclusions 1.The rat model of type II diabetes is successfully established with high fat diet for 7 weeks plus STZ injection(30 mg/mL). 2.Aerobic exercise 60 min/day for a total of 8 weeks can improve the glycometabolism in type 2 diabetic rats,to be an ideal animal model for study of the mechanism of prevention and amelioration of type II diabetes.

Swimming exercise; Type II diabetes; High fat diet; Exercise rat model; Glycometabolism

SU Quan-sheng. E-mail:sqs111@126.com

四川省教育廳人文社會(huì)科學(xué)重點(diǎn)研究基地—四川休閑體育產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究中心課題資助(編號(hào)：XXTYCY2015C03)；成都大學(xué)校青年自然科學(xué)基金資助(編號(hào)：2017XJZ16)。

上官若男(1987-)，女，在讀博士，專(zhuān)業(yè)：運(yùn)動(dòng)生理學(xué)。Email:sgruonan@126.com

蘇全生(1958-)，男，博士，教授，研究方向：運(yùn)動(dòng)與慢性疾病防治。Email:sqs111@126.com

Q95-33

A

1005-4847(2017)03-0275-06

10.3969/j.issn.1005-4847.2017.03.008

2016-09-29