陳愛芬

(山東省新泰市職工中等專業(yè)學(xué)校 山東新泰 271200)

合理運動是糖尿病及其并發(fā)癥的有效治療手段之一。本文旨在通過探討運動療法改善胰島素抵抗﹑糖耐量異常及高血脂高血壓的理論依據(jù)，為運動療法個體化的完善、指導(dǎo)科學(xué)的健身及合理的運動處方提供理論依據(jù)。

1 胰島素抵抗綜合征的界定

臨床研究發(fā)現(xiàn)肥胖、高血壓、高脂血癥、糖耐量減低(IGT)、2型糖尿病、冠心病等相關(guān)內(nèi)分泌疾病常同時存在，相互影響。起初由于不很清楚它們之間的關(guān)系，便把這些與代謝異常有關(guān)的疾病統(tǒng)為“X綜合征”。近年來研究發(fā)現(xiàn)“X綜合征”共同的發(fā)病基礎(chǔ)是胰島素抵抗(IR)，并認(rèn)為它是上述多種疾病最關(guān)鍵的啟動環(huán)節(jié)，故近年文獻又多采用“胰島素抵抗綜合征”(Insulin resistance syndrome，IRS)的稱謂。1998年世界衛(wèi)生組織(WHO)統(tǒng)一其定義并將胰島素抵抗綜合征更名為代謝綜合征(metabolicsyndrome，MS)。

2 胰島素抵抗的發(fā)病原因

研究發(fā)現(xiàn)遺傳、老齡化、現(xiàn)代生活方式、肥胖是胰島素抵抗的危險因素，也是導(dǎo)致代謝綜合征發(fā)病率增加的重要因素。隨著分子生物學(xué)研究的發(fā)展，目前對于胰島素抵抗的發(fā)病機制多從以下幾個方面進行探討:①胰島素抵抗由于胰島素受體前水平、受體水平和受體后水平的障礙所致。②激素和細(xì)胞因子也在IR的發(fā)病中起重要作用，游離脂肪酸(FFA)、瘦素(LP)、腫瘤壞死因子，生皮質(zhì)長素、胰升糖素、兒茶酚胺，甲狀腺激素均通過不同途徑引起胰島素生物效應(yīng)降低。③在分子遺傳方面的研究也發(fā)現(xiàn)，胰島素及胰島素受體基因突變所致胰島素失活或活性降低或胰島素信號傳導(dǎo)障礙而使胰島素作用喪失或減弱。④環(huán)境因素中以生活方式西化、體力活動減少及肥胖最為重要。

3 運動對于胰島素受體不同水平的影響機制

3.1 受體前期水平 胰島素抵抗患者中主要存在的癥狀為外周組織利用轉(zhuǎn)化葡萄糖障礙，尤其是骨骼肌攝取和利用葡萄糖的障礙。也可以說是骨骼肌細(xì)胞對于由胰島素介導(dǎo)的葡萄糖利用能力減弱。肌肉是胰島素代謝和增加糖利用的重要組織，而骨骼肌則是餐后葡萄糖轉(zhuǎn)運的主要部位。運動過程中骨骼肌的活動通過激素與各種不同因子的協(xié)同作用使肌肉組織中攝取葡萄糖的能力得到提高，從而改善胰島素抵抗。其中的機制可能由于不同種類的肌纖維組織對與胰島素敏感程度不同所致。由于慢肌纖維血管密度較高和胰島素結(jié)合緊密，利用葡萄糖能力強，快肌纖維則相反。研究發(fā)現(xiàn)存在胰島素抵抗的患者骨骼肌中快肌纖維數(shù)量相對較多，通過適度運動可提高體內(nèi)慢肌纖維的含量，進而還可以提高胰島素的利用率[1]。適度運動可以提高組織的血流量，改善代謝率，肌群參與運動可以改善肌肉組織中的代謝狀況，更有利于改善胰島素抵抗并使血糖得到較好控制。

3.2 受體中期水平 胰島素受體廣泛存在于各組織的細(xì)胞膜上，包括骨骼肌、肝臟、心肌等組織。有研究報道，運動可以使糖尿病大鼠骨骼肌細(xì)胞膜胰島素與受體結(jié)合能力增加，而且這種增加是由于胰島素受體數(shù)量的增加引起的。可以使靶組織對胰島素敏感性提高，改善胰島素抵抗[2]。大量的研究表明，運動可以使胰島素受體數(shù)目增加，高脂飲食可以減少胰島素受體的數(shù)量，而通過運動增加游離脂肪酸的利用使受體數(shù)量上升可以間接的改善胰島素抵抗[3]。對于胰島素和受體結(jié)合的相互作用機制研究也發(fā)現(xiàn)，增強胰島素受體酪氨酸磷酸化并提高糖原合成酶活性，增加了骨骼肌對葡萄糖的利用率，促進了細(xì)胞內(nèi)糖代謝[4]。這些研究說明運動可以通過改善胰島素和其受體結(jié)合的中間機制進而改善胰島素抵抗情況[5]。

3.3 受體后期水平 胰島素和胰島素受體結(jié)合后，細(xì)胞內(nèi)發(fā)生一系列復(fù)雜的生化改變。胰島素的生物效應(yīng)依賴于許多代謝的關(guān)鍵酶，有胰島素受體底物(IRS)以及葡萄糖運載體(GLUTs)的正常功能等。目前研究認(rèn)為運動和胰島素是刺激骨骼肌內(nèi)GLUT－4轉(zhuǎn)位和糖攝取的兩個最重要的因素，但是研究均提示兩者是通過不同的信號途徑發(fā)揮作用的[6]。Duone等通過實驗研究認(rèn)為細(xì)胞內(nèi)可能存在著對運動和胰島素敏感的兩種類型的GLUT－4囊泡，不同的刺激導(dǎo)致不同的囊泡轉(zhuǎn)位，進而發(fā)揮作用。另外研究發(fā)現(xiàn)骨骼肌細(xì)胞受到胰島素刺激時，即胰島素與細(xì)胞外膜上的胰島素受體結(jié)合，通過一系列信號傳遞也可以促使細(xì)胞內(nèi)膜上的GLUT－4轉(zhuǎn)位至細(xì)胞外膜上發(fā)揮作用。運動刺激可以協(xié)同胰島素增加骨骼肌細(xì)胞攝取葡萄糖的能力。運動訓(xùn)練可以提高胰島素抵抗?fàn)顟B(tài)下脂肪細(xì)胞GLUT－4的含量，使脂肪細(xì)胞攝取和利用葡萄糖的能力增加，從而提高了機體外周組織對胰島素的敏感性。另外運動也可以加速激活胰島素信號傳導(dǎo)途徑中關(guān)鍵效應(yīng)器磷脂酰肌醇－3激酶(PI－3K)活性，增強胰島素受體酪氨酸磷酸化并提高糖原合成酶活性，促進細(xì)胞內(nèi)糖代謝，減輕胰島素抵抗[7]。有研究表明2型糖尿病患者和出現(xiàn)胰島素抵抗的大鼠的骨骼肌細(xì)胞中PI－3K的活性均下降。而運動后提高了骨骼肌PI－3K的磷酸化水平，導(dǎo)致細(xì)胞中葡萄糖運輸?shù)臄?shù)量升高，增加骨骼肌細(xì)胞吸收葡萄糖的數(shù)量，進而為其運動代謝提供能量。這說明運動可以通過作用于兩種不同關(guān)鍵酶而增強其下位的信號傳導(dǎo)功能，從而減輕胰島素抵抗[8]。

4 運動改善胰島素抵抗的研究

通過運動可以改變和提高機體氧化利用脂肪酸的能力，從而影響脂類的代謝間接地改善胰島素在體內(nèi)的效應(yīng)。運動也可以影響眾多脂代謝的有關(guān)因子，如提高血管壁內(nèi)一氧化氮合成酶(NOS)活性使NO產(chǎn)生增加，可以降低血脂水平改善胰島素抵抗的發(fā)生。另外影響脂代謝更重要的一個因子是瘦素(LP)。瘦素是肥胖基因(ob基因)編碼的一種在脂肪組織中表達的多肽產(chǎn)物，具有廣泛的生物學(xué)效應(yīng)。其主要功能是調(diào)控進食、平衡能量消耗及控制體重。運動本身對肥胖個體的血清LP具有下調(diào)作用[9]，同時由于激素水平也影響體內(nèi)LP含量如兒茶酚胺使之下降，胰島素使之升高等，運動過程中必然通過上述相關(guān)的變化進而引起下位一系列的機制改變達到減低脂類含量，改善胰島素抵抗的目的。不少研究報道表明中等強度的運動可以很好的調(diào)節(jié)瘦素水平，降低糖尿病大鼠的血糖，改善胰島素敏感性，而運動不足或運動過大則沒有這種作用[10]。運動鍛煉也可以通過神經(jīng)調(diào)節(jié)機制影響脂類的代謝，因為胰島素拮抗激素如糖皮質(zhì)激素，甲狀腺激素、生長激素和腎上腺素等產(chǎn)生過多也可以產(chǎn)生胰島素抵抗。適度運動可以緩解交感神經(jīng)的興奮，引起腎上腺激素，胰升血糖素，生長激素的釋放減低，這些激素水平下降可以消耗大量的葡萄糖，促進血脂的利用轉(zhuǎn)化，而過度的運動由于應(yīng)急反應(yīng)使相關(guān)激素水平急劇上升，而且可以相互產(chǎn)生協(xié)同作用，反而不利于葡萄糖的轉(zhuǎn)化利用，關(guān)于其中各種因子之間的相互作用關(guān)系還有待進一步研究。

綜上所述，運動對于改善胰島素抵抗的作用已得到普遍的認(rèn)識，運動降低血糖的機制是胰島素不能代替的。因為它們導(dǎo)致血糖降低改善胰島素的敏感性的機制不完全相同。盡管大量的實驗研究均從不同的機理論述了運動療法對糖尿病的預(yù)防及治療都有積極的作用，但美國糖尿病協(xié)會(ADA)指出[11]，運動也有潛在性的危險，特別是已有高血壓，糖尿病并發(fā)癥的患者，不恰當(dāng)?shù)倪\動則可能使冠心病加重，運動中血壓升高、視網(wǎng)膜出血、尿蛋白增加、神經(jīng)病變進展、退行性關(guān)節(jié)病加重，以及發(fā)生低血糖等。鑒于上述潛在性的危險，為高血壓及糖尿病患者制定科學(xué)有效的運動處方就應(yīng)該引起醫(yī)護人員及患者本人的極大重視。運動過程中鍛煉強度應(yīng)該考慮自身安全性和有效性，當(dāng)目標(biāo)運動量達到全身耗氧量的60%時，即中等強度，隨耐力運動時間延長耗氧量加倍提高[12]，所以單次運動時間應(yīng)該以不損傷心臟功能及骨、關(guān)節(jié)功能為宜。運動時間應(yīng)該選擇在餐后90分鐘效果最好[13]。對于健康群體可以選擇大強度短時間的方法，但是對于存在高血壓、肥胖且心臟功能欠佳或其他器質(zhì)性疾病的患者應(yīng)該選擇較長時間和低頻度的訓(xùn)練方法更為妥當(dāng)[14]。

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