有氧运动和褪黑素对2型糖尿病大鼠抗氧化运动功能的影响*

景会锋

（延安大学体育学院，陕西延安716000）

糖尿病是一种以胰岛素绝对或相对不足导致血糖及尿糖增高为主要特征，并且导致糖、脂肪、蛋白质代谢紊乱的疾病，目前已跃居全世界发病率和病死率最高的五种疾病之一。众多研究表明，氧化应激在糖尿病及其并发症的发生、发展过程中起到非常重要的作用，尤其是自由基产生增加与自由基清除系统功能，减弱参与了糖尿病慢性并发症的发生发展［1］。

褪黑素为松果体腺合成分泌的主要神经内分泌激素之一，除具有调节昼夜节律、改善神经内分泌免疫功能以外，尚具有较强的抗氧化应激作用［2］。综观糖尿病治疗方法，目前仍以药物治疗为主，并大多以控制、改善症状为目的。本文将在用褪黑素治疗的同时，加用运动疗法进行双重干预，观察糖尿病大鼠抗氧化应激性能，对改善糖尿病患者的症状，预防并发症的发生有实际意义。

1 材料与方法

1.1 实验动物及喂养

雄性SD大鼠，购于西安交通大学实验动物管理中心，3月龄，体重180～220 g，室内温20℃～29℃，湿度40%～55%。

1.2 实验动物分组及训练方案

1.2.1 糖尿病（T2DM）大鼠分组及其模型的建立 雄性大鼠50只，适应性饲养5 d后随机分为5组（n＝10）：正常对照组（N）、糖尿病组（D）、糖尿病运动组（D＋E）、糖尿病褪黑素组（D＋M）、糖尿病运动和褪黑素组（D＋E＋M）。尾静脉采血测试实验前各组大鼠血糖和血脂的浓度。N组给予普通饲料，D组给予高脂膳食。饲养4周后，除N组以外，其余四组大鼠一次性腹腔注射 35 mg／kg链脲佐菌素（STZ）［3］，STZ现配现用，注射7 d后尾静脉采血测试血糖浓度，血糖浓度大于16.7 mmol／L即为成模大鼠。

1.2.2 褪黑素干预 褪黑素用前溶于2%乙醇溶液中，D＋M组和D＋E＋M组大鼠每天灌胃10 mg／kg褪黑素，N组、D组和D＋E组每天灌胃等体积的2%乙醇溶液。

1.2.3 运动训练方案 D＋E组和D＋E＋M组大鼠采用递增负荷的方式进行跑台有氧运动，起始速度为15 m／min，时间为25 min，适应性训练一周后开始正式训练。运动负荷参考Bedford的研究改进［4］，每周训练5 d，速度逐渐递增由15 m／min增至 30 m／min，训练时间递增值为 5 min／d。整个训练过程共持续6周，D＋E＋M组大鼠灌胃给药30 min后开始训练。

1.3 仪器设备与观察指标测定

6周后处死大鼠，1%氯胺酮麻醉，经皮心脏穿刺取血7 ml，静置15 min后，离心10 min，留取血清存放，备测超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、丙二醛（malonaldehyde，MDA）、谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）、血糖和血脂，血糖和血脂测定应用东芝全自动生化分析仪，SOD、MDA、GSH-Px的测试严格按照试剂盒说明书进行操作。

1.4 统计处理

各组数据通过Excel2003进行统计学分析，实验数据均以平均数±标准差（）表示，数据进行 t检验。

2 结果与分析

2.1 各组大鼠血清中的SOD、GSH-Px活性和MDA含量变化

与N组相比，D组大鼠血清中SOD和GSH-Px活性明显下降（P＜0.01），MDA含量明显升高（P＜0.01）；有氧运动或褪黑素均能糖尿病大鼠血清中SOD、GSH-Px活性显著升高，MDA含量显著降低，即D＋E组和D＋M组大鼠与D组比较具有统计学意义（P＜0.05，P＜0.01）；有氧运动和褪黑素同时干预可使糖尿病大鼠血清中SOD、GSH-Px活性进一步升高，MDA含量进一步降低，即D＋E＋M组与D组比较有统计学意义（P＜0.05，P＜0.01），且均具有显著的交互作用（表1）。

2.3 各组大鼠血糖和血脂的变化

与N组相比，D组大鼠血糖、TC和LDL-C含量明显升高（P＜0.01），HDL-C含量明显降低（P＜0.01）；有氧运动或褪黑素均能使糖尿病大鼠血糖、TC、TG和LDL-C含量明显降低，HDL-C含量含量明升高，即D＋E组和D＋M组大鼠与D组比较有统计学意义（P＜0.05，P＜0.01）；有氧运动和褪黑素同时干预可使糖尿病大鼠血糖、TC、TG和LDL-C含量进一步降低，HDL-C含量含量进一步升高，即D＋E＋M组大鼠与D组比较有统计学意义（P＜0.01，表 2）。

Tab.1 MDA content and SOD、GSH-PX activity changes in rats（，n＝10）

Tab.1 MDA content and SOD、GSH-PX activity changes in rats（，n＝10）

N：Normal group；D：Diabetes group；D＋E：Diabetes and exercise group；D＋M：Diabetes and melatonine group；D＋E＋M：Diabetes exerciseand melatonine group；SOD：Superoxide dismutase；MDA：Malonaldehyde；GSH-Px：Glutathione peroxidase**P＜0.01 vs N；＃P＜0.05，＃＃P＜0.01 vs D

Group SOD（NU／mgprot）MDA（nmol／mgprot）GSH-Px（U／min／mg ）N 125.37±0.86 0.55±0.047 115.61±3.58 D 52.46±1.11**1.27±0.041** 77.58±1.71**D＋E 110.45±5.23＃＃ 0.77±0.086＃ 100.54±1.30＃＃D＋M 105.37±6.17＃ 0.71±0.046＃＃ 99.61±1.64＃＃D＋E＋M 124.45±0.69＃＃ 0.59±0.031＃＃ 110.14±5.16＃＃

Tab.2 Changes of glucose and lipid in rats（（mol／L，，n＝10）

Tab.2 Changes of glucose and lipid in rats（（mol／L，，n＝10）

TC：Total cholesterol；TG：Serum trigly ceride；LDL-C：Low densily lipoprotein cholesterol；HDL-C：High density lipoprotein cholesterol*P＜0.05，**P＜0.01 vs N；＃P＜0.05，＃＃P＜0.01 vs D

Group Bloodglucose TC TG LDL-C HDL-C Before After N 7.26±1.1 7.29±0.4 1.160±0.033 1.166±0.014 0.611±0.044 0.599±0.047 0.281±0.063 0.280±0.011 0.579±0.058 0.549±0.077 D 7.22±1.3 9.27±1.7** 1.162±0.051 2.538±0.041** 0.607±0.054 0.698±0.016 0.279±0.047 0.377±0.013** 0.561±0.061 0.276±0.074**D＋E 7.31±2.5 7.57±0.17＃＃ 1.160±0.054 1.861±0.061＃＃ 0.596±0.027 0.688±0.091＃＃ 0.273±0.049 0.301±0.015＃ 0.563±0.047 0.386±0.081＃＃D＋M 7.18±5.4 7.43±0.32＃ 1.171±0.061 1.311±0.074＃ 0.612±0.063 0.679±0.033＃ 0.274±0.043 0.308±0.061＃ 0.587±0.061 0.304±0.031＃D＋E＋M 7.22±1.5 7.29±0.18＃＃ 1.166±0.036 1.207±0.081＃＃ 0.615±0.075 0.621±0.014＃＃ 0.265±0.032 0.288±0.047＃＃ 0.599±0.032 0.487±0.064 Before After Before After Before After Before After＃＃

3 讨论

大量研究表明，氧化应激与糖尿病的发生、发展密切相关，血清中的SOD、GSH-Px活性和MDA含量一直被认为是反映氧化应激的敏感指标［5］。结果显示，糖尿病组大鼠血清中SOD和GSH-Px活性明显下降，MDA含量明显升高，表明糖尿病大鼠抗氧化防御体系受到抑制。褪黑素具有较强的抗氧化应激作用，结果显示，血清中SOD和GSH-Px活性明显升高，MDA含量明显下降，表明褪黑素可明显地提高糖尿病大鼠抗氧化酶的活性。以往研究表明，有氧运动可以提高机体的抗氧化应激的能力［6］。结果表明，经过6周的有氧运动训练后，血清中SOD和GSH-Px活性明显升高，MDA含量明显下降，说明有氧运动训练可以有效提高糖尿病大鼠的抗氧化能力。但是关于有氧运动和褪黑素同时干预对糖尿病的影响的研究尚未见报道，通过研究表明，运动联合褪黑素同时干预能更显著地增强糖尿病大鼠的抗氧化能力。

有研究表明，糖尿病大鼠血糖和血脂代谢紊乱，褪黑素、有氧运动均对糖尿病大鼠体内血糖、血清TG、TC、LDL-C的升高有防治作用、可提高血清HDL-C的含量，使机体血脂水平趋向正常，对糖尿病并发症有防治作用，且两者联合作用效果更好。褪黑素改善糖尿病的胰岛素抵抗可能是通过提高抗氧化应激作用，来促进胰岛素的分泌；有氧运动通过加速体内的糖和脂肪代谢，降低TC含量，同时，有氧运动又能够提高血液中的HDL-C含量，运动训练还可以增强脂解酶的活性，有效地缓解了糖尿病的血糖脂代谢紊乱。

综上所述，本研究说明了有氧运动和褪黑素均能对糖尿病大鼠氧化应激有明显的抑制作用，且两者联合干预的效果更加显著，其可能机制与糖尿病大鼠的糖脂代谢紊乱状态改善有关。

［1］ Newsholme P，Haber EP，Hirabara SM，et al.Diabetes associated cell stress and dysfunction：role of mitochondrial and non-mitochondrial ROSproduction and activity［J］.Physiol，2007，583（Pt1）：29-34.

［2］ 钟历勇，张 林，金 晖，等.褪黑素对糖尿病应激状态垂体-肾上腺轴功能的影响［J］.内科急危重症杂志，2003，9（3）：150-153.

［3］ Bedford TG，Tipton CM，Wilson CN.Maximal oxygen consumption of rats and its changes with various experimental procedures［J］.Appl Physiol，1979，（47）：1278-1283.

［4］ 林中民，焦立卓，郑 怡，等.姜黄素衍生物B06对2型糖尿病大鼠心肌的保护作用及其机制探讨［J］.中国应用生理学杂志，2014，30（1）：38-42.

［5］ 王振福，钟 灵.姜黄素对糖尿病大鼠防治作用的实验研究［J］.中国应用生理学杂志，2014，30（1）：68-69，73.

［6］ 曹 姣，肖国强.有氧运动和白藜芦醇对II型糖尿病大鼠肝脏氧化应激及NF-κBp65的影响［J］.体育学刊，2013，20（6）：138-143.