陳　木,唐趙平

(巢湖學(xué)院 體育系，安徽省 巢湖市 238000)

前言

40%的I型或II型糖尿病患者受腎病的侵襲，是導(dǎo)致終末期腎病的原因[1]。腎病早期的臨床跡象是微白蛋白尿。如果沒(méi)有特意進(jìn)行干預(yù)，微白蛋白尿可能促進(jìn)明顯的腎病。高血糖使得血壓水平上升，遺傳易感性是糖尿病腎病發(fā)展的主要危險(xiǎn)因素。高血糖能引起一系列復(fù)雜的病理生理過(guò)程。晚期糖基化終產(chǎn)物的蓄積和腎小球膜結(jié)構(gòu)的改變可能促進(jìn)腎損傷。因此，血糖的調(diào)節(jié)可能改善糖尿病腎病的進(jìn)程。糖尿病控制與并發(fā)癥試驗(yàn)和英國(guó)前瞻性糖尿病研究明確指出漸進(jìn)性控制血糖能顯著降低糖尿病患者微白蛋白尿和顯性腎病發(fā)生的危險(xiǎn)[2]。幾十年來(lái)，運(yùn)動(dòng)、飲食和藥物被認(rèn)為是糖尿病治療的基石。

眾所周知有氧運(yùn)動(dòng)改善糖尿病患者的血糖控制和降低心血管疾病的死亡率[3]。但是，運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致腎血液動(dòng)力學(xué)和蛋白質(zhì)分泌的完全改變，降低腎血流和腎小球?yàn)V過(guò)率。急性運(yùn)動(dòng)增加尿蛋白排泄[4]，運(yùn)動(dòng)對(duì)糖尿病腎病的全部影響存在爭(zhēng)議。運(yùn)動(dòng)通過(guò)影響腎血流量和減少腎小球毛細(xì)血管壁負(fù)電荷而增加腎小球通透性[5]，運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)氧化應(yīng)激也可能促進(jìn)運(yùn)動(dòng)性蛋白尿的發(fā)生[6]。而且，對(duì)于沒(méi)有微白蛋白糖尿的病患者使用急性運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的微白蛋白尿作為檢測(cè)早期糖尿病腎病的激發(fā)試驗(yàn)[7，8]。雖然一些研究表明身體活動(dòng)加速糖尿病腎病的進(jìn)程[9]，幾項(xiàng)對(duì)蛋白尿的糖尿病動(dòng)物隨機(jī)試驗(yàn)顯示有氧運(yùn)動(dòng)降低尿蛋白排泄[10，11]。也有研究顯示糖尿病患者進(jìn)行規(guī)律的有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)微白蛋白尿的發(fā)生起到防治作用[12，13]，降低腎小球微細(xì)結(jié)構(gòu)損傷。較少的幾項(xiàng)研究顯示運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間似乎影響腎臟應(yīng)答[14，15]。因此，實(shí)驗(yàn)的目的是通過(guò)測(cè)量鏈脲霉素誘導(dǎo)

的糖尿病大鼠模型的微白蛋白尿和肌酐清除率來(lái)研究規(guī)律的有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)腎功能的影響。

1　方法

1.1　動(dòng)物

Wistar白化雄性大鼠，體重為150～300g。依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模笫蠓譃樗慕M。坐式對(duì)照組(ZD；n=15)；運(yùn)動(dòng)對(duì)照組(YD；n=15)；坐式糖尿病組(ZT；n=15)和運(yùn)動(dòng)糖尿病組(YT；n=15)。分籠飼養(yǎng)。自由飲食。室溫為23±2°C，12小時(shí)光照循環(huán)。

1.2　實(shí)驗(yàn)方案

1.2.1建立糖尿病大鼠模型

經(jīng)頸靜脈注射45 mg/kg鏈脲霉素建立糖尿病模型[16，17]。對(duì)照組大鼠注射同等劑量的0.1M檸檬酸緩沖液。注射鏈脲霉素后48～72小時(shí)，通過(guò)評(píng)估尿液中血糖檢驗(yàn)建模是否成功。注射鏈脲霉素后，對(duì)動(dòng)物盡享4周穩(wěn)定期的觀(guān)察。

1.2.2運(yùn)動(dòng)方案

穩(wěn)定期后，運(yùn)動(dòng)組大鼠在跑臺(tái)上進(jìn)行為期8周的有氧運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)前，大鼠放置與跑臺(tái)上30分鐘以適應(yīng)跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)，每天2次，共2天。運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，跑臺(tái)坡度為8°，每天2次，每周5天。運(yùn)動(dòng)方案安排如下：前兩周，跑速為12 m·min-1，共10分鐘，隨后的3周，跑速為22-23 m·min-1，共40分鐘，最后的3周，跑速為23-25 m·min-1，共60分鐘。相關(guān)的研究指出，這樣的強(qiáng)度是適當(dāng)?shù)?，相?dāng)于大鼠75%的運(yùn)動(dòng)能力[18，19]。運(yùn)動(dòng)在每天相同時(shí)間進(jìn)行，兩次運(yùn)動(dòng)間有大約4小時(shí)的休息期。對(duì)照組大鼠籠中飼養(yǎng)直到實(shí)驗(yàn)結(jié)束。

1.3　血糖測(cè)定

4周穩(wěn)定期末和最后的實(shí)驗(yàn)前尾靜脈取血樣，測(cè)定對(duì)照組和運(yùn)動(dòng)組大鼠的血糖。用酶聯(lián)比色法測(cè)定血漿葡萄糖水平。

1.4　尿蛋白和肌酐水平

在訓(xùn)練8周末，大鼠置于個(gè)體代謝籠中，最后一次運(yùn)動(dòng)后12～24小時(shí)收集24小時(shí)尿液，主要是消除運(yùn)動(dòng)的急性影響。所有樣本-70°C保存，用于分析。用Jaffé法測(cè)定尿肌酐水平[20]。艾司巴赫氏定量法測(cè)定尿蛋白。

1.5　血漿肌酐水平

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后24小時(shí)，對(duì)所有動(dòng)物進(jìn)行尿液收集。實(shí)驗(yàn)結(jié)束，動(dòng)物腹膜內(nèi)戊巴比妥(50-75 mg·kg-1)麻醉。氣管內(nèi)插管連接于通風(fēng)機(jī)。頸動(dòng)脈插管連接于壓力傳感器，記錄血壓。實(shí)驗(yàn)結(jié)束從頸動(dòng)脈收集血樣，-70℃儲(chǔ)存用于肌酐測(cè)定。用Jaffé法測(cè)定血漿肌酐水平[20]。

1.6　肌酐清除率

尿肌酐濃度(mg·ml-1)×尿量(ml·min-1)÷血漿肌酐濃度(mg·ml-1))=肌酐清除率

2　統(tǒng)計(jì)分析

使用SPSS18.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。單因素方差分析進(jìn)行比較。用鄧肯檢驗(yàn)評(píng)價(jià)組間差異。p<0.05具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，選擇95%為可信度區(qū)間。數(shù)據(jù)表達(dá)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

3　結(jié)果

研究中，12周末ZD、YD和YT大鼠體重增加明顯(p<0.001)(表1)。但是，ZT組體重沒(méi)有顯著差異(開(kāi)始體重：220.5±8.2g；最后體重：225.2±7.3g)。注射鏈脲霉素4周后，測(cè)定血糖水平。糖尿病大鼠血糖水平顯著高于對(duì)照組(p<0.05)。直到實(shí)驗(yàn)結(jié)束前仍顯著高于對(duì)照組(p<0.05)。但是，隨著8周的訓(xùn)練，運(yùn)動(dòng)糖尿病大鼠的血糖水平顯著低于坐式糖尿病大鼠的血糖((p<0.05)(見(jiàn)表2)。

表1　實(shí)驗(yàn)前和12周試驗(yàn)后體重變化(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)

**p<0.01,***p<0.001表示同組與初始值相比。#p<0.05 表示組間最后值相比。

表2　有氧運(yùn)動(dòng)前后血糖水平變化(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)

*p<0.05表示ZD組和YD組相比。#p<0.05表示ZT組運(yùn)動(dòng)前后值比較。

ZD(137.1±8.9 mmHg)、YD(117.7±7.5 mmHg)、ZT(108±9.05 mmHg)和YT(111.1±5.6 mmHg)四組的平均血壓沒(méi)有顯著差異。大鼠的所有血壓值與文獻(xiàn)中一致[21，22]。YT(301.1±45 μgr·day-1)、YD(131.7±21.3 μgr·day-1)和ZD(159.8±24.4 μgr·day-1)的微白蛋白尿沒(méi)有顯著差異。但是，ZT組微白蛋白尿(594.1±154.6 μgr·day-1)顯著高于其他組(p<0.01)(圖1)。

圖1　4組微白蛋白尿的值(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)。**p<0.01表示各組間的比較。

ZT組肌酸清除率(CCr)值(616.8±124.9 μl·min-1)顯著低于ZD組的值(1412±312 μl·min-1)(p<0.05)。YT組CCr值(926.5±147.8 μl·min-1)顯著高于ZT組的值(616.8±124.9 μl·min-1)，但兩組間沒(méi)有顯著差異。即使YD組CCr(814±111 μl·min-1)顯著低于ZD組(p<0.05)，但是，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)YD組與糖尿病組之間存在顯著差異(圖2)。

圖2　4組肌酐清除率值(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)。*p<0.05各組間的比較。

實(shí)驗(yàn)表明，運(yùn)動(dòng)糖尿病大鼠最后的血糖水平顯著低于初始值。坐式糖尿病組大鼠顯現(xiàn)相反的結(jié)果。而且，YT組、YD組和ZD組體重顯著增加，但ZT組體重沒(méi)有增加。這些結(jié)果表明規(guī)律的有氧運(yùn)動(dòng)改善糖尿病大鼠的血糖控制和代謝過(guò)程。

4　討論

很多實(shí)驗(yàn)都研究了運(yùn)動(dòng)對(duì)糖尿病患者的血糖控制。Boule等[23]進(jìn)行的meta分析顯示，運(yùn)動(dòng)對(duì)血糖控制有統(tǒng)計(jì)學(xué)和臨床的顯著有益效應(yīng)，這個(gè)效應(yīng)不受體重降低的影響。雖然已知急性運(yùn)動(dòng)對(duì)腎功能產(chǎn)生有害影響，規(guī)律運(yùn)動(dòng)對(duì)腎功能的影響是不同的[24]。雖然一些研究顯示身體活動(dòng)加速糖尿病腎病的進(jìn)程[9]。幾項(xiàng)研究報(bào)道運(yùn)動(dòng)顯著改善糖尿病大鼠代謝控制和降低微白蛋白尿[10，11]。相反，Albright等[25]報(bào)道跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)對(duì)尿蛋白沒(méi)有產(chǎn)生任何改變。最近，Lazarevic等[13]也指出II糖尿病患者進(jìn)行6個(gè)月的有氧運(yùn)動(dòng)后微白蛋白尿患病率傾向于降低。

實(shí)驗(yàn)中，ZT組存在高水平微白蛋白尿是糖尿病腎病發(fā)生的證據(jù)。YT組、YD組和ZD組微白蛋白尿水平?jīng)]有顯著差異。糖尿病控制與并發(fā)癥試驗(yàn)(DCCT)和英國(guó)前瞻性糖尿病研究(UKPDS)指出，嚴(yán)格的血糖控制顯著降低微白蛋白尿的危險(xiǎn)[2]。研究結(jié)束時(shí)，ZT組CCr水平顯著低于ZD組(p<0.05)。這個(gè)結(jié)果與顯性糖尿病腎病一致。YD組CCr值顯著低于ZD組(p<0.05)，YD組CCr水平非預(yù)期的降低表明規(guī)律運(yùn)動(dòng)也可能對(duì)腎功能導(dǎo)致有害影響。這個(gè)結(jié)果可能是腎臟缺血再灌注損傷和/或運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激導(dǎo)致的。反復(fù)少量局部缺血可能是運(yùn)動(dòng)動(dòng)物低水平的CCr引起的。同時(shí)，運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激可能促進(jìn)YD組運(yùn)動(dòng)后CCr降低的發(fā)生[6，28]。另一方面，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間的作用是腎臟對(duì)運(yùn)動(dòng)應(yīng)答的一個(gè)重要因素。Poortmans等[4]指出，不同持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)對(duì)腎臟的影響不同，運(yùn)動(dòng)后蛋白尿與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度而不是持續(xù)時(shí)間直接相關(guān)。Melin等[31]研究指出糖尿病大鼠腎臟缺血損傷的易感性增加。但是，筆者的研究中，YT組CCr水平與YD組沒(méi)有差異。表明高血糖是在缺血性腎衰的發(fā)生中的最可能促進(jìn)因素和腎缺血再灌注損傷前的代謝控制保護(hù)腎損傷[29]。

5　結(jié)論

運(yùn)動(dòng)與飲食和藥物是糖尿病治療的基石，但急性運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致腎血液動(dòng)力學(xué)和蛋白質(zhì)排泄的深刻變化，同時(shí)降低血流量和腎小球?yàn)V過(guò)率，增加尿蛋白排泄。因此，運(yùn)動(dòng)對(duì)糖尿病腎病的影響存在爭(zhēng)議。規(guī)律的有氧運(yùn)動(dòng)能有效控制血糖水平，盡管降低了肌酐清除，但可以對(duì)微白蛋白尿的發(fā)生有預(yù)防作用，需要進(jìn)一步研究評(píng)價(jià)預(yù)防糖尿病腎病的最佳運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間。

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