抗阻運(yùn)動改善2型糖尿病肌萎縮的機(jī)制研究*

王 繼 楊中亞 張 龍

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抗阻運(yùn)動改善2型糖尿病肌萎縮的機(jī)制研究*

王 繼 楊中亞 張 龍

（六盤水師范學(xué)院 體育學(xué)院，貴州 六盤水 553000）

闡述抗阻運(yùn)動的作用機(jī)制、2型糖尿病肌萎縮的發(fā)病機(jī)制、抗阻運(yùn)動干預(yù)機(jī)制及注意事項，為抗阻運(yùn)動改善2型糖尿病肌萎縮提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

2型糖尿??；肌萎縮；抗阻運(yùn)動

在2型糖尿病的發(fā)病進(jìn)程中，由于長期的高血糖和慢性炎癥，常導(dǎo)致不同程度的心腦血管、視網(wǎng)膜、腎以及外周骨骼肌神經(jīng)病變等并發(fā)癥，常見的骨骼肌病變表現(xiàn)為骨骼肌萎縮和骨骼肌修復(fù)能力下降[1]。骨骼肌是機(jī)體攝取和利用葡萄糖的重要外周組織，其質(zhì)量和功能的降低將進(jìn)一步加劇2型糖尿病糖脂代謝障礙。

運(yùn)動干預(yù)主要通過提高骨骼肌質(zhì)量和糖脂代謝功能、增加外周胰島素敏感性、加速機(jī)體能量代謝來控制和治療糖尿病。其中抗阻運(yùn)動是提高骨骼肌質(zhì)量和發(fā)展肌肉力量的重要訓(xùn)練方式，是在各種肌萎縮疾病下促進(jìn)肌肉肥大、減緩骨骼肌萎縮的有效方法[2]。本文綜述抗阻運(yùn)動對2型糖尿病肌萎縮的影響及機(jī)制，闡述抗阻運(yùn)動應(yīng)用于2型糖尿病肌萎縮干預(yù)時的注意事項，為抗阻運(yùn)動改善2型糖尿病肌萎縮進(jìn)而改善2型糖尿病代謝障礙提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

1 抗阻運(yùn)動導(dǎo)致肌肉肥大的機(jī)制

規(guī)律的抗阻運(yùn)動有利于增強(qiáng)肌肉質(zhì)量、提升肌肉力量，是目前對肌萎縮疾病進(jìn)行運(yùn)動干預(yù)中最常用的方式?？棺柽\(yùn)動可以激活細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶1/2(ERK1/2)和mTOR通路，增加哺乳動物雷帕霉素靶蛋白1（mTORC1）的活性，mTORC1磷酸化的上調(diào)將繼續(xù)激活蛋白質(zhì)合成關(guān)鍵蛋白質(zhì)核糖體S6激酶1和eIF4E結(jié)合蛋白1的活性，促進(jìn)蛋白質(zhì)合成，這是抗阻運(yùn)動誘導(dǎo)肌肉肥大效應(yīng)的原因之一[3]。

此外，Léger等人[4]的研究發(fā)現(xiàn)，8周的阻力訓(xùn)練能降低健康人的肌肉FoxO1表達(dá)，同時增加Akt和mTOR的磷酸化。Mascher等人[5]的研究還發(fā)現(xiàn)，單次中等強(qiáng)度抗阻運(yùn)動后48小時，肌肉中肌萎縮蛋白Atrogin-1 mRNA表達(dá)降低，但當(dāng)進(jìn)行劇烈的大強(qiáng)度運(yùn)動后，MuRF1mRNA表達(dá)水平的升高。提示運(yùn)動強(qiáng)度是影響運(yùn)動后泛素-蛋白酶體系統(tǒng)激活的重要因素，持續(xù)大強(qiáng)度運(yùn)動可能暫時上調(diào)泛素-蛋白酶體活性。

綜上，規(guī)律的抗阻運(yùn)動主要通過誘導(dǎo)mTOR及其下游蛋白合成信號通路、抑制泛素-蛋白酶體來促進(jìn)肌肉肥大和蛋白質(zhì)合成。

2 抗阻運(yùn)動對2型糖尿病肌萎縮的影響

2型糖尿病發(fā)展進(jìn)程中，肥胖及其誘導(dǎo)的長期高炎癥反應(yīng)將導(dǎo)致肌衛(wèi)星細(xì)胞增殖分化能力降低、細(xì)胞凋亡增加、收縮蛋白合成和降解失衡，在一系列細(xì)胞和分子層面代謝調(diào)節(jié)紊亂的影響下，最終發(fā)展成為骨骼肌萎縮[1]。其中蛋白質(zhì)分解和合成系統(tǒng)的失衡尤其受到研究者們的關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)，肥胖老年2型糖尿病患者骨骼肌中Akt活性降低，mTOR及其下游蛋白合成信號通路抑制；與此同時，萎縮信號轉(zhuǎn)錄因子FoxO1的激活，還導(dǎo)致泛素-蛋白酶體蛋白水解系統(tǒng)Atrogin-1和MuRF 1的上調(diào)，這是骨骼肌萎縮的最重要信號調(diào)節(jié)通路[6]。

2.1 抗阻運(yùn)動對2型糖尿病肌萎縮蛋白質(zhì)合成的影響

研究發(fā)現(xiàn)，與正常大鼠相比，肥胖Zucker大鼠出現(xiàn)明顯的骨骼肌萎縮現(xiàn)象，而運(yùn)動導(dǎo)致的收縮蛋白合成效應(yīng)也明顯低于正常大鼠[7]?？棺柽\(yùn)動是治療2型糖尿病合成性障礙的有效方法，因?yàn)榭棺柽\(yùn)動產(chǎn)生的機(jī)械和應(yīng)力刺激對mTOR信號通路的激活獨(dú)立于胰島素或胰島素樣生長因子1[8]。因此，盡管在2型糖尿病后期胰島素缺乏、合成代謝受阻的情況下，抗阻運(yùn)動仍然能促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成?？棺栌?xùn)練可顯著提高2型糖尿病患者股外側(cè)肌I型和II型肌纖維平均橫截面積增加，這與Akt/mTOR信號通路的激活增加蛋白質(zhì)的合成直接相關(guān)，最終改善糖尿病導(dǎo)致的骨骼肌萎縮[9]。

2.2 抗阻運(yùn)動對2型糖尿病肌萎縮蛋白質(zhì)分解的影響

長期的慢性炎癥是導(dǎo)致2糖尿病骨骼肌萎縮和胰島素抵抗的重要原因，抗阻運(yùn)動可以通過降低全身和局部炎癥來上調(diào)PI3K-Akt通路，在促進(jìn)蛋白質(zhì)合成的同時也下調(diào)泛素-蛋白酶體的降解反應(yīng)，最終減輕骨骼肌萎縮程度[10]。Mohanty等人[11]的研究發(fā)現(xiàn)，通過12個月的抗阻運(yùn)動干預(yù)，老年2型糖尿病患者大腿肌纖維橫截面積和骨骼肌體積均顯著增加，循環(huán)系統(tǒng)中炎性因子和C反應(yīng)蛋白的降低發(fā)揮了重要作用。

3 抗阻運(yùn)動干預(yù)2型糖尿病肌萎縮對策

3.1 遵循循序漸進(jìn)原則

2型糖尿病常導(dǎo)致機(jī)體運(yùn)動能力降低，在運(yùn)動前進(jìn)行相應(yīng)的醫(yī)學(xué)評估和運(yùn)動機(jī)能評估，了解患者的基本身體狀態(tài)和運(yùn)動能力。抗阻運(yùn)動應(yīng)從發(fā)展肌肉耐力的小等強(qiáng)度運(yùn)動（12RM-20RM）開始，逐步向發(fā)展肌肉力量和質(zhì)量的中等強(qiáng)度運(yùn)動（8RM-12RM）增進(jìn)?？棺柽\(yùn)動時可適當(dāng)延長組間間歇時間，運(yùn)動初期需要在醫(yī)師或社會體育指導(dǎo)員的指導(dǎo)下進(jìn)行。

3.2 科學(xué)的運(yùn)動訓(xùn)練監(jiān)控

2型糖尿病患者不宜進(jìn)行大強(qiáng)的抗阻訓(xùn)練。大眾健身中應(yīng)以心率和主觀體力感覺評分表（RPE）作為運(yùn)動負(fù)荷監(jiān)控手段，運(yùn)動中心率保持在50%~70%最大心率為宜，運(yùn)動時主觀體力感覺有點(diǎn)吃力，等級在12-14為宜。以訓(xùn)練后次日清晨的安靜心率監(jiān)控訓(xùn)練周期的負(fù)荷，整個訓(xùn)練周期中的靜息心率不應(yīng)有大幅度波動（上下大于5次）；在整個訓(xùn)練周期中應(yīng)保證運(yùn)動后即刻有輕到中度的疲勞感，經(jīng)過一夜休息后，次日疲勞感消除，不影響正常身體活動。安靜心率浮動過大或持續(xù)感覺疲勞，均提示運(yùn)動導(dǎo)致的疲勞積累未得到有效恢復(fù)，應(yīng)降低訓(xùn)練強(qiáng)度或延長休息時間。

3.3 規(guī)律的運(yùn)動鍛煉

成年 2 型糖尿病患者每周至少需要運(yùn)動150分鐘，每日運(yùn)動時間控制在30-60分鐘為宜[12]。根據(jù)患者的實(shí)際情況，選擇持續(xù)運(yùn)動30分鐘以上或單日積累運(yùn)動達(dá)30分鐘以上均有運(yùn)動收益。較小強(qiáng)度運(yùn)動時（運(yùn)動中心率接近50%最大心率），可選擇每日運(yùn)動；較大強(qiáng)度運(yùn)動時（運(yùn)動中心率接近70%最大心率），可根據(jù)次日疲勞恢復(fù)情況決定是否運(yùn)動。

3.4 多種運(yùn)動方式相互結(jié)合

抗阻運(yùn)動是改善2型糖尿病肌萎縮最主要的運(yùn)動形式，但抗阻運(yùn)動結(jié)合有氧運(yùn)動能更好地改善胰島素敏感性，獲得更多的運(yùn)動收益。實(shí)際操作中應(yīng)注意運(yùn)動形式的多樣性，根據(jù)患者的興趣愛好，加入太極拳、有氧健身操和各種球類運(yùn)動，讓患者更好地享受運(yùn)動樂趣。同時加強(qiáng)運(yùn)動促進(jìn)健康教育、提高日常體力活動水平，對促進(jìn)2型糖尿病康復(fù)均具有重要意義。

3.5 加強(qiáng)醫(yī)務(wù)監(jiān)督

在抗阻運(yùn)動方案制定和實(shí)施過程中，要定期進(jìn)行醫(yī)學(xué)和運(yùn)動機(jī)能評估，不斷反饋和調(diào)整運(yùn)動訓(xùn)練計劃。做好基礎(chǔ)血糖和運(yùn)動前后的血糖監(jiān)測，對于血糖控制不佳的患者，要謹(jǐn)防運(yùn)動后低血糖的發(fā)生，必要時應(yīng)調(diào)整飲食和藥物治療方案。對于血糖控制差（空腹血糖>16.7mmol/L、血糖波動大等）并伴有嚴(yán)重急慢性并發(fā)癥的患者，進(jìn)行抗阻運(yùn)動有加劇并發(fā)癥的風(fēng)險，應(yīng)禁用運(yùn)動治療，期間以藥物和飲食治療為主，待病情控制穩(wěn)定后再逐漸恢復(fù)運(yùn)動[12]。

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Study on the Mechanism of Anti-Resistance Exercise to Improve Muscular Atrophy of Type 2 Diabetes Mellitus

WANG Ji, etal.

(Liupanshui Normal University, Liupanshui 553000, Guizhou, China)

貴州省教育廳青年科技人才成長項目（黔教合KY字[2018]368），六盤水師范學(xué)院重點(diǎn)培育學(xué)科，六盤水師范學(xué)院科技創(chuàng)新團(tuán)隊項目（LPSSYKJTD201502）。

王繼(1993—)，助教，研究方向：運(yùn)動生理學(xué)。