運(yùn)動對改善糖尿病血管并發(fā)癥的作用

余蓉蓉 張琳琳

摘要：糖尿病是一種以高血糖為主要特征的非傳染性慢性疾病，主要表現(xiàn)為持續(xù)性血糖升高、胰島素抵抗、血脂代謝紊亂。由糖尿病造成的血管并發(fā)癥是糖尿病患者致殘、致死的主要原因。運(yùn)動是糖尿病的有效預(yù)防與治療手段，對糖尿病血管并發(fā)癥有良好的控制和改善作用?？偨Y(jié)糖尿病血管并發(fā)癥原因及運(yùn)動對其改善機(jī)制，進(jìn)一步了解運(yùn)動對促進(jìn)糖尿病血管健康的重要作用與意義。

關(guān)鍵詞：運(yùn)動;糖尿病血管并發(fā)癥;內(nèi)皮細(xì)胞;炎癥反應(yīng);氧化應(yīng)激

隨著我國全面建成小康社會目標(biāo)的逐步完成，國家經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展、居民生活水平提高、人口平均壽命延長，但國民健康隱患也不斷增加。我國糖尿病患者數(shù)量逐年遞增，情況不容樂觀。糖尿病是由多種病因引起的代謝失調(diào)性疾病，主要是胰島素抵抗導(dǎo)致代謝功能紊亂。糖尿病血管病變是糖尿病對機(jī)體的嚴(yán)重?fù)p害，持續(xù)高血糖會導(dǎo)致血管系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)失衡，致使血管舒張和收縮功能異常、炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激等一系列病理反應(yīng)。運(yùn)動一直被認(rèn)為是糖尿病管理的基石，是預(yù)防和管理糖尿病的一個關(guān)鍵因素，作為預(yù)防和治療糖尿病的最基本的方法之一，能起到改善胰島素胰抵抗，提高胰島素敏感性的作用，能有效控制血糖、血脂和血壓水平、減低心血管疾病風(fēng)險和疾病死亡率，具有經(jīng)濟(jì)及簡便可行等特點，對糖尿病患者的身體健康、發(fā)病率和死亡率有積極的影響[1， 2]，越來越受到糖尿病患者和醫(yī)務(wù)工作者的支持和重視。

一、糖尿病血管并發(fā)癥機(jī)制

（一）血管內(nèi)皮細(xì)胞功能紊亂

血管內(nèi)皮細(xì)胞，是指位于心、血管及淋巴管內(nèi)表面的扁平單層上皮，是一種生理功能非?；钴S的單層細(xì)胞。血管損傷是糖尿病主要并發(fā)癥，血管內(nèi)皮功能異常是造成血管動脈粥樣硬化的早期標(biāo)志，可導(dǎo)致心血管并發(fā)癥。實驗和臨床研究都表明血管內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙是血管損傷的始動因素與胰島素抵抗有關(guān)[3]。健康血管內(nèi)皮細(xì)胞可分泌調(diào)節(jié)血管舒縮功能、生長抑制和生長促進(jìn)、抗炎和促炎及抗氧化和促氧化之間平衡的活性物質(zhì)，以此來維持正常的血管結(jié)構(gòu)和張力[4]。調(diào)節(jié)血管功能活動的活性物質(zhì)包括一氧化氮、前列環(huán)素、內(nèi)皮源性超極化因子、內(nèi)皮素1、血管緊張素等，其中舒血管活性物質(zhì)最重要的是一氧化氮[5]。血管內(nèi)皮細(xì)胞感受刺激后產(chǎn)生和釋放NO到血管平滑肌細(xì)胞中，激活鳥苷酸環(huán)化酶，細(xì)胞內(nèi)環(huán)磷酸鳥苷（cGMP）水平被升高，平滑肌細(xì)胞內(nèi)鈣濃度下降，最終可以使cGMP介導(dǎo)的血管舒張。高血糖時由線粒體產(chǎn)生過多的O2-可抑制eNOS的生物活性，從而導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞NO合成減少、活性減低，致使血管正常舒張功能受損，舒縮功能障礙。

（二）炎癥反應(yīng)

機(jī)體對有害損傷因子所發(fā)生的免疫防御反應(yīng)即為炎癥，其標(biāo)志性產(chǎn)物包括C反應(yīng)蛋白、TNF-α和IL-6等。血管內(nèi)皮細(xì)胞可分泌多種有效活性因子，在維持血管舒張與收縮、預(yù)防炎癥與血小板粘附、減少脂質(zhì)在血管壁異常堆聚具有積極作用。炎癥因子濃度水平過高，被認(rèn)為是糖尿病血管并發(fā)癥的形成和發(fā)展的關(guān)鍵影響因素之一。炎癥反應(yīng)被認(rèn)為是導(dǎo)致糖尿病和促進(jìn)糖尿病血管并發(fā)癥進(jìn)展的主要原因之一[6]。C-反應(yīng)蛋白（CRP）是由肝臟產(chǎn)生的一種炎癥因子，與糖尿病血管并發(fā)癥高度相關(guān)，糖尿病血管并發(fā)癥形成前具有高水平CRP存在于機(jī)體內(nèi)，且隨糖尿病血管并發(fā)癥的形成和加劇炎癥水平不斷升高。

（三）氧化應(yīng)激

正常狀態(tài)時，機(jī)體產(chǎn)生的活性氧能夠被體內(nèi)抗氧化酶迅速清除，以保持機(jī)體抗氧化防御系統(tǒng)處于動態(tài)平衡狀態(tài)。在糖尿病患者體內(nèi)，超氧化物會大量增加，當(dāng)超氧化物的產(chǎn)生速率超過其清除速率時，造成氧化與抗氧化系統(tǒng)平衡失調(diào)，體內(nèi)氧化應(yīng)激產(chǎn)生。糖尿病血管并發(fā)癥的發(fā)生過程中氧化應(yīng)激損傷是重要環(huán)節(jié)。高血糖導(dǎo)致患者體內(nèi)線粒體電子傳遞鏈異常，過氧化物過量產(chǎn)生從而引起氧化應(yīng)激，導(dǎo)致多元醇途徑被激活、晚期糖基化終末產(chǎn)物水平增加、蛋白激酶C途徑激活最終都將導(dǎo)致血管損傷。AOPP是反映體內(nèi)氧化應(yīng)激的標(biāo)志物，糖尿病患者體內(nèi)血漿中AOPP水平較高。AOPP能促進(jìn)氧化應(yīng)激，氧化應(yīng)激又加速AOPP的生成，因此造成惡性循環(huán)[7]。也有研究顯示：糖尿病病人的血液中AOPP、AGEs和MDA水平高于正常人，而抗氧化物GSH-Px水平則較正常低，體內(nèi)存在明顯的氧化應(yīng)激反應(yīng)[8]。

二、運(yùn)動改善糖尿病血管并發(fā)癥機(jī)制

（一）運(yùn)動改善血管內(nèi)皮細(xì)胞功能

血管內(nèi)皮細(xì)胞能夠分泌多種高效血管活性物質(zhì)，其中舒血管物質(zhì)NO在內(nèi)皮細(xì)胞中由內(nèi)皮型一氧化氮合酶（eNOS）參與合成產(chǎn)生。eNOS可以促進(jìn)NO合成和釋放，維持血管正常舒縮功能。運(yùn)動時內(nèi)皮感受的剪切應(yīng)力增加，進(jìn)而增強(qiáng)eNOS和細(xì)胞外超氧化物歧化酶等酶的活性，并將活性氧平衡向有益NO生成的方向轉(zhuǎn)移[9]。有研究指出，運(yùn)動使血管產(chǎn)生一種充血狀態(tài)，增加血液流動和剪切應(yīng)力，從而增加NO的產(chǎn)生和生物活性[10]。運(yùn)動能夠有效刺激NO合成，在運(yùn)動過程中內(nèi)皮型一氧化氮合酶被磷酸化并激活，能促進(jìn)體內(nèi)NO合成，維持內(nèi)皮細(xì)胞通透性。通過增強(qiáng)內(nèi)皮細(xì)胞eNOS活動，增強(qiáng)血管內(nèi)皮細(xì)胞對NO的合成與分泌，改善內(nèi)皮功能，進(jìn)而強(qiáng)化血管的舒張收縮功能。

（二）運(yùn)動改善炎癥反應(yīng)

運(yùn)動可以減少全身炎癥，降低C反應(yīng)蛋白、IL-6、TNF-α等炎癥因子表達(dá)水平，同時增加IL-4、IL-10、脂聯(lián)素等抗炎因子水平，抑制炎癥反應(yīng)。正常情況下，機(jī)體內(nèi)TNF-α等炎癥因子的濃度較低，一定程度上可以起到保護(hù)機(jī)體的作用。高濃度的TNF-α是重要的促炎癥遞質(zhì)，參與炎癥反應(yīng)的多種病理過程，嚴(yán)重時能造成機(jī)體器官甚至系統(tǒng)多處受損[11]。高血糖狀態(tài)下，機(jī)體內(nèi)炎癥因子表達(dá)量上升，且超過正常水平。運(yùn)動時，肌肉通過收縮釋放IL-6從而抑制內(nèi)毒素介導(dǎo)的TNF-α的產(chǎn)生，直接抑制血管粥樣硬化的發(fā)展。運(yùn)動能明顯增加體內(nèi)白細(xì)胞數(shù)量和骨骼肌中IL-10、Arginase-1、CD163和IL-6等抗炎因子分泌水平并將其釋放入血，從而降低體內(nèi)炎癥反應(yīng)[11， 12]。

（三）運(yùn)動改善氧化應(yīng)激

運(yùn)動時氧化應(yīng)激水平上升，機(jī)體不同組織抗氧化系統(tǒng)功能上調(diào)。運(yùn)動所產(chǎn)生的低中量活性氧對機(jī)體有益，是機(jī)體對低劑量毒物暴露后做出的有利的生物學(xué)反應(yīng)，能增強(qiáng)抗氧化及氧化損傷修復(fù)酶活性，提高機(jī)體抗氧化應(yīng)激能力，減輕機(jī)體氧化損傷[13]。10周的鍛煉計劃提升了機(jī)體超氧化物歧化酶及谷胱甘肽過氧化物酶的活性水平，耐力性運(yùn)動能提高大鼠心肌及骨骼肌中抗氧化酶和抗氧化劑的活性水平，高強(qiáng)度和中強(qiáng)度運(yùn)動可以提高心室心肌超氧化物歧化酶活性[14]。SOD和MDA是反應(yīng)氧化應(yīng)激的敏感指標(biāo)，運(yùn)動能夠提高血管SOD表達(dá)水平，同時降低MDA表達(dá)水平。表明運(yùn)動能提高機(jī)體抗氧化能力，減輕因高血糖引起的過量氧化應(yīng)激。

三、總結(jié)與展望

全球糖尿病患者數(shù)量與日俱增，機(jī)體處于高血糖狀態(tài)下，易導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙，從而易導(dǎo)致大血管和微血管病變，最終形成糖尿病合并心血管疾病。運(yùn)動作為糖尿病預(yù)防和治療方案中的重要部分，不僅具有改善糖尿病患者病癥，且有能預(yù)防患者血管并發(fā)癥的良好作用，其主要通過改善血管內(nèi)皮功能、炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激水平，達(dá)到降低血管并發(fā)癥的發(fā)生率，改善糖尿病血管病變，降低糖尿病患者死亡率的防治療效果。運(yùn)動對糖尿病的有益作用已經(jīng)被醫(yī)學(xué)界普遍認(rèn)可，所以提倡和建議，糖尿病患者經(jīng)常參與運(yùn)動，能有益病情發(fā)展，改善血管內(nèi)皮功能和減少心血管疾病風(fēng)險。

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作者簡介：余蓉蓉（1992-），女，漢族，湖北孝感人，碩士研究生在讀，作者單位：福建師范大學(xué)，研究方向：運(yùn)動生理學(xué)。