胡淑娟,龍佩林,陳 平,李培雄,彭春蘭,蔡 莉
(1.長江大學(xué) 教育與體育學(xué)院,湖北 荊州 423034;2.吉首大學(xué) 體育科學(xué)學(xué)院,湖南 吉首 416000;3.廣州體育學(xué)院,廣東 廣州 510500)
據(jù)2019 年國際糖尿病聯(lián)合會(huì)發(fā)布的《糖尿病地圖》顯示:目前全球?qū)⒔? 億糖尿病患者,預(yù)計(jì)2045年將有6.29 億糖尿病患者[1],其中90%以上是2 型糖尿?。═ype 2 Diabetes Mellitus, T2DM)。因此,對(duì)T2DM 患者采取有效的干預(yù)措施,對(duì)預(yù)防及改善糖尿病有著重要意義。然而糖尿病發(fā)病機(jī)理復(fù)雜,代謝性炎癥是糖尿病發(fā)病的重要原因之一。近年來,炎癥小體及相關(guān)炎癥因子在糖尿病及胰島素抵抗中的作用備受關(guān)注,已成為防治代謝性疾病的新靶點(diǎn)[2]。
核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3(NODlike receptor protein 3, NLRP3)炎癥小體是迄今為止結(jié)構(gòu)和功能最為明確,機(jī)制最清楚的炎癥小體,是由NLRs(NOD-like Receptor, NLR)家族成員核心蛋白(NLRP3)、凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白(ASC)和半胱天冬氨酸酶(Caspase-1)組成的多蛋白復(fù)合體[3]。研究表明,核因子κB(NF-κB)和活性氧(ROS)等可激活NLRP3 炎癥小體[4]。NLRP3 炎癥小體活化后激活 Caspase-1,將白介素-1β 前體(Pro-IL-1β)及IL-18 前體(Pro-IL-18)切割,形成成熟的IL-1β 和IL-18 分泌到胞外,從而誘發(fā)機(jī)體本身的炎癥反應(yīng)[5]。研究發(fā)現(xiàn),NLRP3 炎癥小體、Caspase-1、IL-1β 等多種炎性細(xì)胞因子水平在糖尿病中較高[6]。此外,NLRP3 炎癥小體、Caspase-1 和IL-1β 的表達(dá)及活性均與糖尿病的發(fā)生發(fā)展及嚴(yán)重程度相關(guān)[6]??梢?,NLRP3 炎癥小體及相關(guān)因子介導(dǎo)的慢性炎癥反應(yīng)在糖尿病進(jìn)展中扮演著重要角色。
研究表明,有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)糖尿病的改善效應(yīng)明顯,已成為臨床預(yù)防與改善糖尿病的重要手段。如Colberg等[7]發(fā)現(xiàn)有氧運(yùn)動(dòng)可以改善T2DM 患者的血糖,降低糖化血紅蛋白水平,預(yù)防或延緩T2DM 的發(fā)展。此外也有研究發(fā)現(xiàn)有氧運(yùn)動(dòng)—走路可顯著降低血清中NLRP3、 IL-1β 和IL-18 的表達(dá)水平,抑制 ASC 和Caspase-1 的激活,減少糖尿病誘導(dǎo)的炎癥,降低胰島素抵抗,并參與葡萄糖穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)[8],提示有氧運(yùn)動(dòng)可能通過抑制NLRP3 炎癥小體的過度激活來改善胰島素敏感性,從而緩解胰島素抵抗。太極拳作為歷史悠久的養(yǎng)生運(yùn)動(dòng),在T2DM 臨床防治工作中已被廣泛應(yīng)用,因運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度適中,備受中老年人青睞。此外,我們的前期研究也發(fā)現(xiàn)太極拳干預(yù)可降低糖尿病前期人群的血糖、血脂及胰島素抵抗水平[9]。然而太極拳運(yùn)動(dòng)對(duì)T2DM 患者NLPR3 炎癥小體及相關(guān)因子的影響,以及太極拳運(yùn)動(dòng)是否通過NLRP3 炎癥小體改善T2DM 及其可能機(jī)制均不清楚,且相關(guān)研究較少?;诖耍狙芯恳灾欣夏闠2DM 患者為研究對(duì)象,探索12 周太極拳鍛煉對(duì)中老年T2DM 患者血糖、血脂水平以及血清中NLRP3 炎癥小體及相關(guān)因子的影響,探析NLRP3 炎癥小體及相關(guān)因子與胰島素抵抗的關(guān)系及可能機(jī)制,為糖尿病的運(yùn)動(dòng)防治提供更多的科學(xué)理論依據(jù)。
1.1 對(duì)象 以廣告和走訪形式在吉首大學(xué)及周邊社區(qū)招募。
選取招募的75 例受試者作為研究對(duì)象,其中5 名患者中途由于身體、工作等各種原因退出。受試者包括60 例T2DM 患者,采用隨機(jī)數(shù)字表法,分成T2DM對(duì)照組(T2DM-DC,N=30),其中男13 人,女17 人,平均年齡為(59.55±6.19)歲,病程為(7.36±3.07)年;T2DM 太極拳組(T2DM-TJ,N=30),其中男14人,女16 人,平均年齡為(61.45±4.97)歲,病程為(7.09±2.98)年。另取10 名健康人群作為健康對(duì)照組(健康-DC 組),其中男4 人,女6 人,平均年齡為(55.20±7.45)歲。各組間年齡、身高和體質(zhì)量差異無顯著性意義(P>0.05)。
納入標(biāo)準(zhǔn):2 型糖尿?。?)入選患者年齡50~70 歲。2)糖尿病參照1999 年WHO 制定的糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn),即糖尿病的典型癥狀加下列任何一條即可診斷,①任意時(shí)間血糖值 ≥11.1 mmol/L;②空腹血糖(fasting blood glucose, FBG)≥7.0 mmoI/L;③75 g 口服葡萄糖耐量試驗(yàn)(OGTT)2 h 血糖≥11.1mmol/L。3)半年內(nèi)維持其原有治療方案及生活方式不變。排除1 型糖尿病、其他特殊類型糖尿病及肝腎功能異常者,排除腫瘤病史和其他各種嚴(yán)重疾病患者。所有受試者自愿參加此次研究,并簽署知情同意書,此次研究經(jīng)吉首大學(xué)倫理委員會(huì)審批通過(批準(zhǔn)號(hào):JSDX-2021-0055)。將符合條件的T2DM 受試者隨機(jī)分配到T2DMTJ 和T2DM-DC 組;除了太極拳訓(xùn)練之外,所有被招募的參與者都被要求繼續(xù)他們的日常生活,不改變他們的日常體力活動(dòng)、日常用藥情況(不改變?cè)杏盟巹┝浚┖惋嬍沉?xí)慣。每個(gè)月進(jìn)行一份有效問卷的一對(duì)一訪談,包括營養(yǎng)攝入和體育活動(dòng),以評(píng)估他們的依從性。太極拳運(yùn)動(dòng)干預(yù)前后采集禁食血漿樣本。
1.2 干預(yù)方式
T2DM-TJ 組:在專業(yè)的太極拳教練指導(dǎo)下(群體傳授),進(jìn)行為期12 周的24 式簡化太極拳干預(yù)。練習(xí)地點(diǎn):吉首大學(xué)新校區(qū)運(yùn)動(dòng)場;練習(xí)時(shí)間跨度:2021 年4 月至7 月;練習(xí)頻率:4 次/周;練習(xí)時(shí)間:80 min/次;練習(xí)強(qiáng)度:熱身運(yùn)動(dòng)20min+太極拳50 min(其中成套動(dòng)作練習(xí)3~4 遍,其余時(shí)間單個(gè)動(dòng)作練習(xí)及糾正動(dòng)作)+放松運(yùn)動(dòng)10 min 的模式。入組前研究人員對(duì)T2DMTJ 組受試者進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)宣教,并告知運(yùn)動(dòng)方案的具體細(xì)節(jié)和注意事項(xiàng),每次運(yùn)動(dòng)前均測量受試者血壓、心率,運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度維持使心率在最大心率的50%~60%范圍內(nèi)(男性最大心率=220-年齡,女性最大心率=210-年齡),并隨機(jī)佩戴Polar 表實(shí)時(shí)監(jiān)控。研究人員指導(dǎo)患者的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程,如患者身體出現(xiàn)任何不適應(yīng)即刻終止運(yùn)動(dòng)。前1~3 周為太極拳動(dòng)作學(xué)習(xí)期,4~12 周為太極拳練習(xí)的鞏固強(qiáng)化期。
T2DM-DC 和健康-DC 組:除保持既往生活習(xí)慣外不再進(jìn)行其他方式且有規(guī)律的鍛煉。每隔1 周有實(shí)驗(yàn)人員對(duì)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組進(jìn)行回訪,了解她們的生活狀態(tài),確保不再進(jìn)行其他形式有規(guī)律的運(yùn)動(dòng),并不改變以往的飲食方式及用藥情況。
1.3 研究方法
研究人員在太極拳鍛煉之前、12 周鍛煉結(jié)束時(shí)分別收集受試者的一般資料,包括年齡、性別、身高、體重(Wt)、腰臀比(WHR)、收縮壓(SBP)、舒張壓(DBP)等。所有受試者太極拳干預(yù)前后采集血液樣本,要求禁食 8 h 以上,于次日晨空腹抽取靜脈血5 ml,采用日立7600 型全自動(dòng)生化分析儀檢測空腹胰島素(FINS)、總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度膽固醇(LDL-C)、高密度膽固醇(HDL-C)等生化指標(biāo);采用羅氏血糖儀檢測受試者的空腹血糖(FBG)和餐后2 h 血糖(2 hPG,從吃第一口飯開始計(jì)時(shí),2 h 后準(zhǔn)時(shí)檢測的血糖值)。另采用日立7170A全自動(dòng)糖基化血紅蛋白分析儀測定糖化血紅蛋白(HbAlC)。酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)檢測兩組患者血清中NLRP3 炎癥小體及相關(guān)因子的濃度,試劑盒購自中國鑫泉科技(Sin-troch)公司,貨號(hào)分別為ROS(XQ-EN10725)、NF-κB(XQ-EN15430)、NLRP3(XQ-EN19719)、ASC(XQ-EN15791)、Caspase-1(XQ-EN10385)、GSDMD(XQ-EN12812)、IL-1β(XQ-EN10351) 及IL-18(XQ-EN10349),儀 器 為Rayto,RT-6100 酶標(biāo)儀,操作均按試劑盒說明書完成。此外,體重指數(shù)(BMI),BMI=體重(kg)/身高(m)2。血壓是在安靜狀態(tài)下,連續(xù)測量3 次不同時(shí)間的血壓,取其平均值。胰島素抵抗指數(shù)簡稱為HOMAIR,HOMA-IR=(FBG×FINS)/22.5。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理
采用 SPSS23.0 統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)所測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以平均數(shù) ± 標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示。干預(yù)前后兩組內(nèi)比較用配對(duì)t 檢驗(yàn),T2DM-TJ 組與T2DM-DC 組比較用獨(dú)立樣本T 檢驗(yàn),相關(guān)性分析用Pearson 法,主要對(duì)受試者干預(yù)前后的變化值(干預(yù)后—干預(yù)前)進(jìn)行相關(guān)分析。以 P<0.05 或P<0.01 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 受試者數(shù)量分析
共計(jì)納入 75 例受試者,其中5 人中途退出(脫落率為7.6%),最后納入結(jié)果的T2DM 組60 例(T2DM-TJ 組30 例,T2DM-DC 組30 例),以及健康組10 例,全部完成試驗(yàn),測試過程中均未發(fā)生運(yùn)動(dòng)損傷。
2.2 受試者太極拳干預(yù)前后一般資料及生化指標(biāo)比較
如 表1 所 示,干 預(yù) 前,T2DM-TJ 組、T2DMDC 組 的Wt、BMI、SBP、DBP、FBG、2hPG、CRP、HbA1C、FINS、HOMA-IR、TC、TG、HDL-C 等 比較,經(jīng)獨(dú)立樣本T 檢驗(yàn),差異不明顯(P>0.05);而在WHR、HbA1、LDL-C 等指標(biāo)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。12 周太極拳干預(yù)后,組內(nèi)對(duì)比結(jié)果顯示,T2DM-TJ 組患者的Wt、BMI、SBP、DBP、FBG、2hPG、CRP、HbA1C、HbA1、TC、LDL-C 均 降 低(P<0.05)。尤其是SBP、DBP、HbA1、LDL-C 等指標(biāo)顯著降低(P<0.01),提示太極拳鍛煉對(duì)中老年T2DM患者的血壓、血糖血脂相關(guān)指標(biāo)有一定作用。組間對(duì)比結(jié)果顯示,與T2DM-DC 組相比,T2DM-TJ 組顯著減低WHR、HbA1C、HbA1、TG、LDL-C 及HOMAIR 等指標(biāo)(P<0.05 或P<0.01)(見表1),說明12 周太極拳鍛煉對(duì)降低T2DM 患者血糖血脂、胰島素抵抗相關(guān)指標(biāo)有一定的影響。
2.3 太極拳干預(yù)前后T2DM 患者血清NLRP3 炎癥小體及相關(guān)因子的變化
表2 顯示了12 周太極拳干預(yù)前后T2DM 患者血清炎癥指標(biāo)的變化。從表2中可以看出,太極拳干預(yù)前,T2DM 組所有炎癥指標(biāo)均高于健康-DC 組,并具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),提示T2DM 患者體內(nèi)處于慢性炎癥狀態(tài)。干預(yù)后,T2DM-DC 和T2DM-TJ 組血清中NLRP3 炎癥小體及相關(guān)因子都有所下降,但T2DMDC 組差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。組內(nèi)對(duì)比結(jié)果顯示,T2DM-TJ 組太極拳干預(yù)后NF-κB、ROS、NLRP3、ASC、Caspase-1、GSDMD、IL-1β 及IL-18 的 水 平較干預(yù)前下降明顯(P<0.05),尤其是ROS、NLRP3、Caspase-1、IL-1β 及IL-18 水平較干預(yù)前降低非常顯著(P<0.01),提示太極拳鍛煉對(duì)降低中老年T2DM患者血清中炎癥因子的表達(dá)有一定效果。另外,組間對(duì)比結(jié)果顯示,12 周太極拳干預(yù)后,與T2DM-DC 組相比,T2DM-TJ 組的ROS、NF-κB、NLRP3、ASC、Caspase-1、GSDMD、IL-1β 及IL-18 等表達(dá)水平明顯降低(P<0.05 或P<0.01),提示12 周太極拳訓(xùn)練可顯著降低T2DM 患者血清NLRP3 炎癥小體及相關(guān)因子的表達(dá)。
2.4 受試者血清NLRP3 炎癥小體及相關(guān)因子之間,以及與胰島素抵抗的相關(guān)性
采用Pearson 相關(guān)分析對(duì)受試者12 周太極拳干預(yù)前后的變化值(干預(yù)后—干預(yù)前)進(jìn)行分析,其中相關(guān)系數(shù)小于0.4 為低度相關(guān),0.4~0.7 為中度相關(guān),大于0.7 為高度相關(guān)。結(jié)果顯示,HOMA-IR 與ROS、NLRP3、ASC、Caspase-1、IL-1β、IL-18 表現(xiàn)為正相關(guān)(P<0.05 或P<0.01)。血清中NLRP3 炎癥小體的表達(dá)水平與HOMA-IR、ROS、NF-κB、ASC、Caspase-1、GSDMD、IL-1β、IL-18 相關(guān)(P<0.05 或P<0.01),從相關(guān)系數(shù)可知,NLRP3 炎癥小體與ROS、NF-κB、ASC、Caspase-1、IL-1β 呈 高 度 正 相 關(guān)(r>0.7)。ASC 的表達(dá)水平與ROS、NF-κB、NLRP3、Caspase-1、GSDMD、IL-1β、IL-18 及HOMA-IR 關(guān)系密切,尤其與ROS、NF-κB、NLRP3、Caspase-1 GSDMD、IL-1β、IL-18 較為相關(guān)。Caspase-1 的表達(dá)水平與HOMA-IR、ROS、NF-κB、NLRP3、ASC、GSDMD、IL-1β 及IL-18 相關(guān),從相關(guān)系數(shù)可知,Caspase-1 與ROS、NLRP3、ASC、IL-1β 及IL-18相關(guān)度較高(r>0.7)(如表3 所示),提示炎癥因子之間的關(guān)系較密切,相關(guān)程度較高,相互影響。此外,NLRP3 炎癥小體及相關(guān)因子與胰島素抵抗呈正相關(guān),說明NLRP3 炎癥小體的活化可增強(qiáng)胰島素抵抗。
表3 血清NLRP3 炎癥小體及相關(guān)因子與胰島素抵抗的相關(guān)性
3.1 太極拳鍛煉對(duì)中老年T2DM 患者身體指標(biāo)及糖脂代謝的影響
研 究 顯 示,T2DM 組 的FBG、2hPG、HbA1C、HbA1等血糖指標(biāo)顯著高于健康組,而其他指標(biāo)的差異不顯著,這可能與實(shí)驗(yàn)對(duì)象的劃分標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)。太極拳作為中國獨(dú)特的傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)之一,是身體活動(dòng)和呼吸的結(jié)合,結(jié)合肢體運(yùn)動(dòng)和心靈,讓人們?cè)谶\(yùn)動(dòng)的同時(shí)享受身心愉悅的一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)。它融合了中華傳統(tǒng)文化中易學(xué)的陰陽五行學(xué)說,結(jié)合中醫(yī)經(jīng)絡(luò)學(xué),引入了古代的導(dǎo)引術(shù)和吐納術(shù),形成了一種內(nèi)外兼修、協(xié)調(diào)身心靈平衡的身心鍛煉方法。《中國2 型糖尿病防治指南(2020 年版)》建議糖尿病病人應(yīng)保證每周至少4~5 次的運(yùn)動(dòng)量,每天運(yùn)動(dòng)時(shí)間30~120 min/,每次至少達(dá)到有效強(qiáng)度30 min/[10]。本研究采用的4 次/周,80 min/次,共12 周的太極拳干預(yù)后,T2DM-TJ 組在Wt、BMI、SBP、DBP、FBG、2hPG、CRP、HbA1C、HbA1、TC、LDL-C 等指標(biāo)降低明顯,說明太極拳對(duì)T2DM 患者的體重、血壓、血糖血脂等指標(biāo)有一定作用。相關(guān)研究也證實(shí),太極拳鍛煉對(duì)糖尿病患者的TC、FBG 和HbA1C 有顯著的降低作用[11],其中,TC及LDL-C 都是糖尿病心血管并發(fā)癥重要預(yù)測指標(biāo)[12];FBG 和HbA1C 是糖尿病患者診斷、治療、觀察病情及預(yù)測并發(fā)癥發(fā)生的關(guān)鍵。因此,T2DM 患者進(jìn)行太極拳鍛煉有助于降低體重及血壓,調(diào)節(jié)其血糖及血脂水平,改善胰島素抵抗。
3.2 太極拳鍛煉對(duì)中老年T2DM 患者血清中NLRP3炎癥小體及相關(guān)因子的影響
糖尿病是以高血糖為主的代謝性疾病,呈“慢性低度炎癥狀態(tài)”[13]。慢性炎癥也被認(rèn)為是糖尿病發(fā)展過程中的關(guān)鍵誘導(dǎo)劑,貫穿于糖尿病的全過程。本研究同樣證實(shí),T2DM 組所有炎癥指標(biāo)均高于健康-DC組,說明T2DM 患者體內(nèi)存在一定的慢性炎癥狀態(tài)。研究表明,當(dāng) ROS 的產(chǎn)生超過機(jī)體抗氧化防御能力時(shí)將引起機(jī)體氧化應(yīng)激[14],由 ROS 增多引起的氧化應(yīng)激在T2DM 的發(fā)生中起重要作用。NF-κB 是一種重要的促炎轉(zhuǎn)錄因子,可觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的激活,活化NLRP3 炎癥小體[15]。我們的研究發(fā)現(xiàn),相對(duì)于健康人群,T2DM 患者血清中的ROS 及NF-κB表達(dá)水平較高。相關(guān)研究顯示,高血糖可刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生過多的ROS[16],激活NF-κB[17]及炎癥相關(guān)信號(hào)通路。因此,ROS 的過量產(chǎn)生及NF-κB都可以激活NLRP3 炎癥小體。我們推測,長期高血糖可能促進(jìn)了糖尿病患者血液中氧化應(yīng)激反應(yīng),活化NF-κB 及NLRP3 炎癥小體,導(dǎo)致胰島素信號(hào)通路受損。本研究證實(shí),與健康人群相比,T2DM 患者中ROS、NF-κB 及NLRP3 等的表達(dá)水平較高,說明T2DM 患者血液中氧化應(yīng)激水平較高。
前期研究證實(shí),NLRP3 炎癥小體、IL-1β 及IL-18 等均能影響血糖水平及胰島素抵抗,與糖尿病的發(fā)病機(jī)制有關(guān)[18,19],在糖尿病誘導(dǎo)的全身慢性炎癥和胰島素信號(hào)傳導(dǎo)中起重要作用[20-21]。糖尿病是第一個(gè)被證明與NLRP3 炎癥小體有關(guān)的代謝疾?。?9],NLRP3 炎癥小體活化后導(dǎo)致代謝炎癥和胰島素抵抗[22]。IL-1β 是糖尿病的關(guān)鍵炎癥介質(zhì),抑制IL-1β 可以有效控制血糖和改善β 細(xì)胞質(zhì)量[23]。IL-18 也稱為干擾素-γ 誘導(dǎo)因子,起著重要的促炎作用,參與代謝穩(wěn)態(tài)及炎癥[19],與胰島素抵抗呈正相關(guān)[21]。大量研究發(fā)現(xiàn),NLRP3 炎癥小體相關(guān)蛋白表達(dá),Caspase-1 活性、IL-1β 及IL-18 等相關(guān)蛋白的水平在糖尿病患者多個(gè)組織中均顯著升高[24-25],這與我們的研究結(jié)果較為一致,我們發(fā)現(xiàn)相對(duì)于健康人群,T2DM 患者血清中NLRP3、Caspase-1、IL-1β及IL-18 等炎癥因子水平較高。相關(guān)分析也表明,NLRP3 炎癥小體與ROS、NF-κB、ASC、Caspase-1、IL-1β 相關(guān);ASC 的表達(dá)水平與NLRP3、Caspase-1、IL-1β 相關(guān);Caspase-1 的表達(dá)水平與ROS、NLRP3、ASC、IL-1β 及IL-18 關(guān)系密切,提示血清中炎癥因子之間高度相關(guān)。由于NLRP3 炎癥小體是多蛋白復(fù) 合 體, 由NLRP3、ASC、Caspase-1 組 成,ROS、NF-κB 是NLRP3 炎癥小體的上游通路,而IL-1β及IL-18 是NLRP3 炎癥小體的下游信號(hào)。大量研究表明,NLRP3 炎癥小體在炎癥、胰島素抵抗和T2DM 中起著核心作用[18]。我們的研究也發(fā)現(xiàn),NLRP3 炎癥小體及相關(guān)因子與胰島素抵抗呈正相關(guān),提示NLRP3炎癥小體的活化可增強(qiáng)胰島素抵抗。因此,NLRP3 炎癥小體及相關(guān)因子在全身慢性炎癥和胰島素信號(hào)傳導(dǎo)中起重要作用。
研究顯示,干預(yù)后T2DM-DC 組血清中NLRP3 炎癥小體及相關(guān)因子有所下降,這可能與天氣變化和受試者的飲食有關(guān),Chen 等[26]研究發(fā)現(xiàn)蔬菜、水果、茶等攝入增加,不僅有著較強(qiáng)的抗氧化能力,而且還可以調(diào)節(jié)炎癥介質(zhì)。此外,合理的運(yùn)動(dòng)對(duì)炎癥因子也有改善作用。如Kaufmann 等[27]發(fā)現(xiàn)12 周中度慢性有氧運(yùn)動(dòng)后,外周血單核細(xì)胞中NLRP3 的表達(dá)和血漿IL-1β 和IL-18 水平顯著降低。Kar 等[28]發(fā)現(xiàn)20 周中等強(qiáng)度跑步運(yùn)動(dòng)可抑制高脂小鼠NLRP3炎癥小體、ASC、Caspase-1 和IL-1β 的激活,改善糖尿病誘導(dǎo)的炎癥,降低胰島素抵抗。Zaidi[21]等發(fā)現(xiàn)T2DM 患者通過一年的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后可明顯降低IL-18 的水平。本研究數(shù)據(jù)顯示,12 周太極拳鍛煉后,T2DM-TJ 組 在ROS、NLRP3、Caspase-1、IL-1β 及IL-18 的表達(dá)水平較干預(yù)前顯著降低,說明太極拳鍛煉可使T2DM 患者血清中ROS、NF-κB 的表達(dá)以及NLRP3 炎癥小體通路相關(guān)因子的水平明顯降低,提示太極拳鍛煉具有緩解血管及全身炎癥的作用。
本研究進(jìn)一步證實(shí),12 周太極拳鍛煉顯著改善了T2DM 患者的血糖指標(biāo)及胰島素抵抗,是否與NLRP3炎癥小體及相關(guān)因子密切相關(guān),那么其作用具體機(jī)制如何?相關(guān)分析發(fā)現(xiàn),NLRP3 炎癥小體與胰島素抵抗呈正相關(guān),提示降低NLRP3 炎癥小體可減輕胰島素抵抗。由于太極拳可降低NLRP3 炎癥小體及相關(guān)因子的表達(dá)水平,我們推測,太極拳可通過降低NLRP3 炎癥小體及相關(guān)因子的表達(dá),改善T2DM 患者的胰島素抵抗及血糖水平。前期研究發(fā)現(xiàn),有氧運(yùn)動(dòng)可降低炎癥水平改善胰島素抵抗。如Yu 等[29]研究發(fā)現(xiàn)4 周有氧運(yùn)動(dòng)通過降低炎癥水平和增加抗氧化反應(yīng),減輕胰島素抵抗,改善大鼠骨骼肌非酒精性脂肪性肝炎。Wang 等[30]研究表明有氧運(yùn)動(dòng)可以通過抑制NLRP3 炎癥小體相關(guān)炎癥信號(hào)通路和改善胰島素信號(hào)通路,改善糖尿病大鼠突觸可塑性相關(guān)蛋白的表達(dá),減少Tau 的磷酸化。以上研究表明,在不同組織中,有氧運(yùn)動(dòng)都能夠抑制NLRP3 炎癥小體激活,改善胰島素抵抗。本研究發(fā)現(xiàn),12 周太極拳鍛煉降低T2DM患 者 血 清ROS、NF-κB、NLRP3、Caspase-1 及IL-1β 等的表達(dá)水平,抑制 ROS、NF-κB、NLRP3、Caspase-1 及IL-1β 等信號(hào),提示太極拳鍛煉改善血糖水平及胰島素抵抗也可能與抑制NLRP3 相關(guān)信號(hào)通路有關(guān)。相關(guān)研究證實(shí),ROS、NF-κB 作為活化NLRP3 炎癥小體的經(jīng)典上游信號(hào),NLRP3 相關(guān)信號(hào)通路在炎癥反應(yīng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用,而運(yùn)動(dòng)能夠抑制NLRP3 相關(guān)信號(hào)通路[31],改善不同疾病的炎癥狀態(tài)。如Li 等[32]發(fā)現(xiàn)跑步運(yùn)動(dòng)可降低中風(fēng)后抑郁癥小鼠海馬中的TLR4/NF-κB/NLRP3 的表達(dá)。Wang 等[30]研究表明有氧運(yùn)動(dòng)可通過抑制糖尿病大鼠NLRP3 相關(guān)炎癥信號(hào)通路,激活PI3K/Akt 胰島素信號(hào)通路,降低炎癥。Li 等[33]發(fā)現(xiàn)中等強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)通過下調(diào)ROS/NLRP3 炎癥信號(hào)通路,對(duì)心臟具有保護(hù)效果。由此可見,12 周太極拳鍛煉可能直接或間接降低NLRP3 炎癥小體的表達(dá),減少炎癥因子釋放,進(jìn)而改善T2DM患者的血糖指標(biāo)及胰島素抵抗,對(duì)維持血糖穩(wěn)態(tài)發(fā)揮重要作用。但如需進(jìn)一步確定NLRP3 相關(guān)信號(hào)通路在運(yùn)動(dòng)降低糖尿病患者炎癥中的作用,則仍需通過更多的相關(guān)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行論證。
4.1 本研究發(fā)現(xiàn),T2DM 組受試者相對(duì)于健康組,血清NLRP3 炎癥小體及相關(guān)因子的表達(dá)水平較高,提示T2DM 患者體內(nèi)處于慢性炎癥狀態(tài)。另外,NLRP3炎癥小體與胰島素抵抗呈正相關(guān),證實(shí)了NLRP3 炎癥小體及相關(guān)因子在全身慢性炎癥和胰島素信號(hào)傳導(dǎo)中起重要作用。
4.2 12 周太極拳鍛煉可明顯改善血糖血脂水平及胰島素抵抗,減輕氧化應(yīng)激水平,顯著降低T2DM 患者血清中NLRP3 炎癥小體及相關(guān)因子的表達(dá)水平,提示太極拳鍛煉對(duì)改善中老年T2DM 患者體內(nèi)的炎癥狀態(tài)有著重要作用。
4.3 太極拳鍛煉改善糖尿病,臨床療效較明顯,可能的作用機(jī)制是通過抑制NLRP3 相關(guān)信號(hào)通路,減少炎癥,從而降低血糖血脂水平及胰島素抵抗,然而運(yùn)動(dòng)是如何抑制NLRP3 相關(guān)信號(hào)通路及其具體分子機(jī)制仍需進(jìn)一步的研究與探討。
廣州體育學(xué)院學(xué)報(bào)2022年5期