江玲玲 高德潤 楊光紅 李順昌 尚畫雨 蘇全生

1 成都體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)與健康研究所（成都610041）

2 南京醫(yī)科大學(xué)康達(dá)學(xué)院（江蘇連云港222000）

3 成都體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)與健康學(xué)院（成都610041）

糖尿?。╠iabetes mellitus，DM）是世界范圍內(nèi)最主要的公共健康問題之一[1]。2017年全球DM 患者人數(shù)已達(dá)4.25 億，預(yù)測至2045年可能突破6.29 億[2]。DM是由于先天遺傳和后天環(huán)境（如肥胖、久坐等）因素相互作用引起的代謝綜合征，易誘發(fā)多種并發(fā)癥（如大血管、微血管病變和神經(jīng)系統(tǒng)病變等）[3-5]。長期處于高血糖狀態(tài)不僅引起血管損傷，還可累及心肌組織，誘發(fā)糖尿病心肌?。╠iabetic cardiomyopathy，DCM）。隨著病程的遷延，其可能引起心肌適應(yīng)性降低，呈現(xiàn)心臟收縮和舒張功能障礙，最終導(dǎo)致心力衰竭[6]。研究證實(shí)，由DM并發(fā)的心血管疾病死亡率約65%，其風(fēng)險(xiǎn)等同于冠心病[7]。

心肌肌漿網(wǎng)（sarcoplasmic reticulum，SR）是心肌儲存Ca2+的部位，其對Ca2+流動(dòng)性的調(diào)控直接影響心臟收縮與舒張活動(dòng)。在心臟活動(dòng)周期中，Ca2+在SR 內(nèi)的流動(dòng)受多個(gè)蛋白調(diào)控：蘭尼堿受體Ⅱ型（ryanodine recep?tor type2，RyR2）從SR 中釋放大量Ca2+至胞漿（cyto?plasm，Cyto）引起心肌收縮；Ca2+-ATP 酶（Ca2+-ATPase type2，SERCA2）則通過主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)重新回收Ca2+至SR 引起心肌舒張；此外，受磷蛋白（phospholamban，PLB）是SERCA2a蛋白的活性調(diào)節(jié)因子，參與調(diào)控心肌舒張過程[8]。研究表明，DM 可致SR 中Ca2+調(diào)控蛋白SERCA2 的表達(dá)量下調(diào)，而此改變正是引發(fā)DCM 的重要原因之一[9]。前人研究證實(shí)，規(guī)律運(yùn)動(dòng)可降低血糖、血脂，改善胰島素抵抗（insulin resistance，IR），并減少DM并發(fā)癥的發(fā)生[10]。有研究表明運(yùn)動(dòng)能改善DM所致心臟功能損傷[11]，預(yù)防DCM的發(fā)生發(fā)展，但具體機(jī)制尚未闡明。例如，有氧運(yùn)動(dòng)可有效減輕DM大鼠心臟纖維化程度和功能障礙[12]，并改善DM 所致SR 調(diào)控蛋白SERCA2a和PLB基因表達(dá)變化[8]?；诖耍狙芯刻接懖煌\(yùn)動(dòng)方式能否通過調(diào)節(jié)SR 中Ca2+調(diào)控蛋白SER?CA2a 和PLB 表達(dá)，影響心肌SR 和胞漿鈣代謝，進(jìn)而改善DM大鼠心臟舒張功能，以期為運(yùn)動(dòng)療法在防治DM相關(guān)心肌病變中的應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1 對象與方法

1.1 研究對象

6 周齡SPF 級雄性SD 大鼠44 只，平均體重170 ±10 g，購于成都達(dá)碩實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可證SCXK（川）2015-030，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用許可證SYXK（川）2014-189。所有大鼠均在動(dòng)物標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)環(huán)境中飼養(yǎng)，12︰12 小時(shí)明暗循環(huán)，自由攝食飲水，經(jīng)1周適應(yīng)性喂養(yǎng)后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

1.2 動(dòng)物造模與干預(yù)方式

1.2.1 DM大鼠模型的建立及分組

除空白對照組（C 組，n=8）大鼠正常飲食外，其余36 只大鼠喂食高糖高脂飼料（67.0%常規(guī)飼料、10.0%豬油、20.0%蔗糖、1.0%膽酸鈉、2.0%膽固醇）7 周后施以一次性腹腔注射鏈脲佐菌素（streptozotocin，STZ，30mg/kg），72 h 后非禁食血糖≥16.7 mmol/L 者判定為DM大鼠[13]。C組大鼠腹腔注射相同劑量的枸櫞酸緩沖液。

隨后，將26只成模大鼠隨機(jī)分為DM模型組（D組，n=8），DM 有氧運(yùn)動(dòng)組（DA 組，n=9）和DM 抗阻運(yùn)動(dòng)組（DR組，n=9），并繼續(xù)飼喂高糖高脂飼料。觀察所有大鼠飲水量、飲食量、尿量、精神狀況、皮毛潤澤度和活動(dòng)變化并記錄體重（body weight，BW）。

1.2.2 運(yùn)動(dòng)方案

有氧運(yùn)動(dòng)：參照Bedford跑臺運(yùn)動(dòng)模型[14]，大鼠適應(yīng)性訓(xùn)練3 天后進(jìn)入正式運(yùn)動(dòng)方案：跑臺坡度0°，跑速20 m/min，每日訓(xùn)練60 min，每周訓(xùn)練5天，共計(jì)8周。

抗阻運(yùn)動(dòng)：參照Hornberger 的報(bào)道[15]，采用大鼠負(fù)重爬梯抗阻運(yùn)動(dòng)模型。爬梯坡度與地面85°夾角，爬梯長1 m。每級上下階梯間隔2 cm。適應(yīng)性負(fù)重爬梯3天（負(fù)重從10%BW 漸增至35%）后測試其最大負(fù)重（1RM），大鼠最初尾部負(fù)重75%BW 爬梯，后每次爬梯遞增30 g 負(fù)重，直至不能完成一次完整爬梯。每周重新測試1RM。正式抗阻運(yùn)動(dòng)時(shí)，負(fù)荷分別為50%、75%、90% 1RM各3次，直至以100%1RM負(fù)重時(shí)，如不能完成3次者以實(shí)際運(yùn)動(dòng)能力為限（≤3次）負(fù)荷運(yùn)動(dòng)不能完成一次完整爬梯為止，必要時(shí)人為驅(qū)趕防止大鼠在爬梯上休息。每負(fù)重爬梯至頂部一次休息2 min，每周訓(xùn)練5天，共計(jì)8周。

1.3 組織取材與指標(biāo)檢測

1.3.1 血糖測定

末次運(yùn)動(dòng)結(jié)束后各組大鼠禁食12 h，抽取其尾部靜脈血，采用強(qiáng)生血糖儀測定大鼠空腹血糖（fasting blood glucose，F(xiàn)BG）。

1.3.2 超聲心動(dòng)圖檢查

于末次訓(xùn)練結(jié)束72 h 后，腹腔注射10%水合氯醛（3.5 mg/kg）麻醉，取仰臥位，大鼠心前區(qū)剃毛，使用Vivid 7dimension M 型超聲心動(dòng)檢測儀對其進(jìn)行胸壁超聲心動(dòng)圖檢測，探頭頻率為11.5 MHz。經(jīng)胸骨旁左室長軸切面，M型超聲測試記錄心率（heart rate，HR）、左室收縮末內(nèi)徑（left ventricular inner diameter of systolic，LVIDs）、左室舒張末內(nèi)徑（left ventricular in?ner diameter of diastolic，LVIDd）、左室收縮末期容積（ESV）、左室舒張末期容積（end diastolic volume，EDV）、左室射血分?jǐn)?shù)（ejection fraction，EF）和左室縮短分?jǐn)?shù)（fractional shortening，F(xiàn)S）。所有數(shù)值通過3 個(gè)連續(xù)心動(dòng)周期的平均值獲取。

1.3.3 左心室血流動(dòng)力學(xué)檢測

采用左心室插管術(shù)和PowerLab數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)檢測大鼠左心室血流動(dòng)力學(xué)的變化，記錄大鼠心率（heart rate，HR）、左心室收縮壓（left ventricular systol?ic pressure，LVSP）、左心室內(nèi)壓最大上升速率（+dp/dt?max）、左心室舒張壓（left ventricular diastolic pres?sure，LVDP）、左心室舒張末期壓（left ventricular end diastolic pressure，LVEDP）、左心室最大下降速率（－dp/dtmax）以及左心室松弛時(shí)間常數(shù)（Tau）。

1.3.4 組織取材

運(yùn)動(dòng)第8 周時(shí)測量大鼠體重，第8 周運(yùn)動(dòng)結(jié)束后72 h 進(jìn)行取材，大鼠麻醉后消毒皮膚，打開腹腔，腹主動(dòng)脈取血，用于血脂檢測；隨后取心臟，測量心臟濕重（heart weight，HW），用于計(jì)算BW/HW。4℃PBS 清洗后分離左心室，分別于組織固定液及液氮中保存用于后續(xù)相關(guān)檢測。

1.3.5 血脂指標(biāo)檢測

采用生化分析儀檢測血脂：包括甘油三酯（triglyc?erides，TG）、總膽固醇（total cholesterol，TC）、高密度脂蛋白膽固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDLC）、低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein cho?lesterol，LDL-C）和極低密度脂蛋白膽固醇（very low density lipoprotein cholesterol，VLDL-C）。

1.3.6 透射電鏡檢測心肌超微結(jié)構(gòu)

取左心室心肌組織，在冰上切成1×1×1 mm3小塊，加入1:10體積的3%戊二醛固定，1%四氧化鋨再固定，丙酮逐級脫水，Eponate812環(huán)氧樹脂包埋，半薄切片光學(xué)定位，超薄切片，醋酸鈾及枸櫞酸鉛雙重染色，日立H-600Ⅳ型透射電鏡視野（×6000，×15000）下觀察各組大鼠心肌組織的肌纖維排列、核膜、線粒體等超微結(jié)構(gòu)。

1.3.7 ELISA 測定空腹血清胰島素（fasting insulin of serum，F(xiàn)INS）水平以及肌漿網(wǎng)、胞漿Ca2+濃度

FINS水平采用Mercodia公司的ELISA試劑盒（10-1250-01，Mercodia INC，Sweden）進(jìn)行檢測，操作嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行。胰島素抵抗指數(shù)（Homeosta?sis model assessment-insulin resistance index，HOMAIRI）=FBG（mmol/L）×FINS（mU/mL）/22.5。另外，心肌組織冰凍切片，采用GENMED 公司（GENMED SCIEN?TIFICS INC.U.S.A）組織肌漿網(wǎng)內(nèi)Ca2+濃度熒光檢測試劑盒（GMS10267.2）和胞漿內(nèi)Ca2+濃度熒光（Fura-2）檢測試劑盒（GMS10152.1）分別檢測各組大鼠心肌肌漿網(wǎng)和胞漿Ca2+濃度，計(jì)算肌漿網(wǎng)Ca2+濃度與胞漿Ca2+濃度的比值（肌漿網(wǎng)/胞漿Ca2+熒光量）。

1.3.8 Western blot測定SERCA2a和PLB蛋白表達(dá)

液氮保存的心肌組織液100 mg︰1 ml 比例加入裂解液，裂解液使用前加入蛋白酶抑制劑Cocktail，在冰上剪碎、勻漿，于4℃翻滾裂解30 min，4℃1.2×104rpm離心5 min，取上清，加入4×Loading buffer，煮沸變性，12%SDS-PAGE 凝膠電泳，轉(zhuǎn)膜至PVDF 膜，于5%脫脂奶粉的TBST溶液4℃封閉過夜，用TBST溶液稀釋的SERCA2 一抗（Santa CRUZ，sc-376235）、PLB 一抗（Abcam，ab219626）、Tubulin（β- Tubulin，碧云天AF1216）室溫孵育2 h，TBST 洗5 min×3 次，1:5000 稀釋的相應(yīng)二抗孵育2 h，TBST洗5 min×3次，顯影劑顯影、定影、曝光。使用Gel-pro 軟件分析蛋白條帶灰度值，蛋白表達(dá)量用“目的蛋白/內(nèi)參”計(jì)算，即心肌目的蛋白（SERCA2a、PLB）/內(nèi)參Tubulin。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

實(shí)驗(yàn)結(jié)果均用均數(shù)± 標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，使用SPSS 19.0 統(tǒng)計(jì)軟件包對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。進(jìn)行方差分析前先進(jìn)行方差齊性檢驗(yàn)，若方差齊性，采用LSD法進(jìn)行事后檢驗(yàn)；若方差不具齊性，則將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至齊性后再作統(tǒng)計(jì)。對于不能轉(zhuǎn)換至齊性的數(shù)據(jù)用Tamhane’s T2法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。組間比較采用單因素方差分析（one-way ANOVA）。P<0.05 為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般情況

實(shí)驗(yàn)期間，C組大鼠飲食量、飲水量正常，反應(yīng)靈敏活潑，精神狀態(tài)良好。與C組相比，D組大鼠飲食量、飲水量、尿量增加，明顯消瘦，皮毛無光澤，反應(yīng)遲鈍。與D 組相比，DA 組和DR 組大鼠皮毛情況、精神狀態(tài)、反應(yīng)速度有所改善。

2.2 BW、FBG、FINS和HOMA-IRI的變化

各組大鼠BW、FBG、FINS 和HOMA-IRI 的總體變化見表1。運(yùn)動(dòng)8 周后與C 組相比，D 組、DA 組、DR 組大鼠BW 明顯下降（P<0.01）；與D 組相比，DA 組和DR組BW 均顯著降低（P<0.01 或P<0.05），DA 組與DR 組之間差異不具有顯著性（P>0.05）。

表1 各組大鼠BW、FBG、FINS和HOMA-IRI（n=8）

與C組相比，D組、DA組、DR組大鼠FBG明顯升高（P<0.01或P<0.05）；與D組相比，DA組和DR組FBG均顯著降低（P<0.01），且DR 組較DA 組降低更明顯（P<0.05）。

與C組相比，D組和DA組大鼠FINS水平顯著降低（P<0.01 或P<0.05），DR 組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）；與D 組相比，DA 組和DR 組FINS 水平均明顯升高（P<0.05 或P<0.01）；DA 組與DR 組之間差異不具有顯著性（P>0.05）。

與C組相比，D組、DA組、DR組HOMA-IRI水平均顯著升高（P<0.01或P<0.05）；與D組相比，DA組和DR組HOMA-IRI 均明顯降低（P<0.01）；DA 組與DR 組之間差異不具有顯著性（P>0.05）。

2.3 TG、TC、HDL-C、LDL-C和VLDL-C的變化

如表2所示，與C 組相比，D 組大鼠血清TG、TC、LDL-C 和VLDL-C 水平均明顯升高（P<0.05），DA 組各指標(biāo)均無顯著變化（P>0.05），DR 組TG、TC、LDL-C 明顯升高（P<0.05或P<0.01）；與D組相比，DA組和DR組大鼠TG、TC、LDL-C、VLDL-C 水平均顯著降低（P<0.05）；DA組大鼠TG、TC和LDL-C水平明顯低于DR組（P<0.05）。

表2 各組大鼠血脂代謝情況（n=8）

2.4 心臟濕重/體重的變化

與C 組相比，D 組、DA 組、DR 組大鼠心臟濕重/體重比值（HW/BW 值）均明顯升高（P<0.05）；與D 組相比，DA 組和DR 組心臟濕重/體重值有所下降，差異不具有顯著性（P>0.05）（圖1）。

圖1 各組大鼠心臟/體重比值（n=8）

2.5 心肌微細(xì)結(jié)構(gòu)的變化

如圖2所示，透射電鏡下C組大鼠心肌肌原纖維相互連接，排列整齊致密，M線和Z線均清晰可見，線粒體豐富且結(jié)構(gòu)清晰，大小正常、包膜及嵴完整；胞核內(nèi)染色質(zhì)均勻，核膜完整。D 組心肌細(xì)胞纖維排列紊亂，M線和Z線斷裂，線粒體明顯腫脹變性。DA組肌纖維排列仍較整齊，肌膜較完整；胞核內(nèi)染色質(zhì)輕度聚集，線粒體輕度腫脹。DR組心肌細(xì)胞纖維排列紊亂，M線和Z線斷裂，線粒體腫脹明顯；但胞核內(nèi)染色質(zhì)均勻，核膜完整。

圖2 透射電鏡下各組大鼠心肌超微結(jié)構(gòu)變化（×6000，×15000；n=3）

2.6 超聲心動(dòng)圖的變化

如圖3所示，與C組相比，D組大鼠心腔明顯減小，回聲欠均勻，且心肌相對紊亂，收縮幅度也略有減弱。與D 組相比，DA 組大鼠心腔相比有所增大，心肌收縮力明顯改善，心肌回聲變的相對均勻，但仍未恢復(fù)到C組水平；DR 組大鼠心腔與D 組類似，且心肌回聲紊亂更加明顯且模糊。

圖3 各組大鼠心肌左心室超聲心動(dòng)圖情況（n=8）

如表3所示，C 組、D 組、DA 組、DR 組大鼠LVIDs、ESV、EF、FS等心臟收縮功能指標(biāo)組間比較均無明顯差異。與C 組相比，D 組大鼠LVIDd、EDV 顯著降低（P<0.01）。與D 組相比，DA 組LVIDd 明顯升高（P<0.05），DA 組EDV 以及DR 組LVIDd、EDV 均無顯著差異（P>0.05）。與DA 組相比，DR 組LVIDd、EDV 明顯降低（P<0.05）。

表3 各組大鼠超聲心動(dòng)圖指標(biāo)比較（n=8）

2.7 血流動(dòng)力學(xué)的變化

如表4所示，與C 組相比，D 組HR 顯著降低（P<0.01）；DA組和DR組較D組HR明顯上升（P<0.05或P<0.01）且與C組比較差異不具有顯著性（P>0.05）。

表4 各組大鼠血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)變化（n=8）

各組大鼠LVSP、+dp/dtmax 均無明顯差異（P>0.05）。

與C 組相比，D 組、DA、DR 組LVDP 明顯上升（P<0.01）；與D組相比，DA組LVDP顯著下降（P<0.05），DR組無明顯變化（P>0.05）；DA組較DR組LVDP明顯升高（P<0.05）。

與C 組相比，D 組和DR 組LVEDP 顯著升高（P<0.01），DA 組無明顯變化（P>0.05）；與D 組相比，DA 組LVEDP 顯著降低（P<0.05），DR 組差異不具有顯著性（P>0.05）；DR組較DA組明顯升高（P<0.01）。

與C 組相比，D 組和DR 組－dp/dtmax、Tau 顯著降低（P<0.01），DA組無明顯變化（P>0.05）；與D組相比，DA組顯著上升（P<0.05），DR組無明顯變化（P>0.05）。

2.8 心肌肌漿網(wǎng)與胞漿中Ca2+熒光量的變化

如表5、圖4所示，與C 組相比，D 組肌漿網(wǎng)/胞漿Ca2+熒光量明顯降低（P<0.01），DA組和DR組差異不顯著（P>0.05）；與D組相比，DA組和DR組肌漿網(wǎng)/胞漿Ca2+熒光量均明顯升高（P<0.05），但仍低于C組；DA組肌漿網(wǎng)/胞漿Ca2+熒光量略高于DR 組，差異不具有顯著性（P>0.05）。

圖4 各組大鼠心肌肌漿網(wǎng)和胞漿Ca2+熒光檢測情況（n=8）

表5 各組大鼠心肌肌漿網(wǎng)/胞漿Ca2+熒光量變化（n=8）

2.9 心肌SERCA2a和PLB蛋白表達(dá)的變化

如圖5所示，與C 組相比，D 組大鼠心肌SERCA2a和PLB 蛋白表達(dá)均明顯降低（P<0.05）。與D 組相比，DA 組心肌SERCA2a 蛋白表達(dá)明顯升高（P<0.05），PLB蛋白表達(dá)略有上升，差異不具有顯著性（P>0.05）；而DR組心肌SERCA2a和PLB蛋白表達(dá)呈現(xiàn)升高趨勢，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。

圖5 各組大鼠SERCA2a和PLB蛋白表達(dá)變化（n=8）

3 討論

本研究采用7周高糖高脂飼料喂養(yǎng)聯(lián)合一次小劑量STZ 注射制備DM 模型，結(jié)果顯示DM 大鼠呈現(xiàn)異常高血糖、高血脂及典型“三多一少”癥狀，體重明顯減輕，毛色無光澤，表明本研究成功建立DM大鼠模型，與有關(guān)研究結(jié)果一致[13，16]。隨后，我們觀察了從DM 發(fā)病到出現(xiàn)心功能障礙的完整過程，在持續(xù)高血糖8周后，心臟超聲結(jié)果顯示DM大鼠心臟－dp/dtmax明顯下降、Tau 顯著延長，同時(shí)HW/BW 比值明顯升高，透射電鏡下心肌肌原纖維呈現(xiàn)明顯斷裂、排列紊亂及線粒體腫脹變性的現(xiàn)象，從而說明心臟結(jié)構(gòu)和功能明顯受損。研究表明，DM導(dǎo)致的心肌舒張功能障礙早期以心肌松弛和彈性恢復(fù)力減弱主要特征，體現(xiàn)為心臟的順應(yīng)性下降；舒張晚期主要是心室被動(dòng)充盈，體現(xiàn)為心臟的僵硬度[12]。本研究在大鼠成模后立即進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干預(yù)，結(jié)果表明，8周有氧和抗阻運(yùn)動(dòng)雖不能將血糖和血脂降至正常水平，但能有效控制BW 下降和FBG、TG、TC、LDL-C和VLDL-C升高，并可上調(diào)FINS水平，從而改善IR。同時(shí)DR組FBG水平明顯低于DA組，而DA組TG、TC和LDL-C水平明顯低于DR組（P<0.05），提示8周抗阻運(yùn)動(dòng)降血糖作用優(yōu)于有氧運(yùn)動(dòng)，但有氧運(yùn)動(dòng)在改善脂代謝紊亂方面優(yōu)于抗阻運(yùn)動(dòng)。這可能是由于抗阻運(yùn)動(dòng)能提高骨骼肌質(zhì)量，骨骼肌可不依賴于胰島素作用而獨(dú)立調(diào)節(jié)糖代謝促進(jìn)血糖的利用，達(dá)到降低血糖的效果。而脂代謝中因脂肪酶活化需要較長時(shí)間，長時(shí)間的有氧運(yùn)動(dòng)能夠促進(jìn)脂肪代謝。

此外，8周運(yùn)動(dòng)后DA組心臟－dp/dtmax明顯升高、Tau 顯著縮短并已趨于正常，心肌肌纖維排列較整齊，線粒體腫脹程度明顯減輕，而DR組心臟－dp/dtmax和Tau 均無顯著變化，且心肌細(xì)胞纖維排列紊亂，線粒體腫脹明顯。以上結(jié)果提示8 周有氧運(yùn)動(dòng)能減輕DM 大鼠心臟結(jié)構(gòu)損傷，延緩DM 早期心肌順應(yīng)性下降，以維持正常的心臟舒張功能，與鄭松波等[17]報(bào)道的長期運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可以預(yù)防或逆轉(zhuǎn)DCM的結(jié)果相似；然而，8周抗阻運(yùn)動(dòng)對DM 大鼠心臟結(jié)構(gòu)和功能受損不具有改善作用。結(jié)合Ko等[18]指出12周抗阻運(yùn)動(dòng)能顯著改善DM大鼠心肌線粒體數(shù)量、嵴斷裂或模糊，筆者推測抗阻運(yùn)動(dòng)不同于有氧運(yùn)動(dòng)，其可能主要使心臟后負(fù)荷增加，且8周抗阻運(yùn)動(dòng)時(shí)長或許尚不足以產(chǎn)生明顯效益。心肌細(xì)胞內(nèi)Ca2+在調(diào)控蛋白的作用下規(guī)律性地釋放和回收是心臟完成正常收縮和舒張的關(guān)鍵，其中調(diào)控蛋白SER?CA2a 的主要功能是在舒張期將胞質(zhì)中的Ca2+回收至SR內(nèi)，以維持心肌細(xì)胞內(nèi)低濃度Ca2+[19]；PLB是心肌肌漿網(wǎng)上cAMP依賴性蛋白激酶的主要底物，磷酸化后可促進(jìn)Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)，是SERCA2a的主要調(diào)節(jié)因子[20]。心肌細(xì)胞舒張期胞質(zhì)中70%的Ca2+是通過SERCA2a被轉(zhuǎn)運(yùn)至SR[21]。Kin Man Chol[22]觀察到，DM大鼠12周時(shí)因長期的高血糖環(huán)境使SERCA2a 蛋白表達(dá)下調(diào)，引起SR 中Ca2+回收障礙，導(dǎo)致心肌細(xì)胞的舒張功能下降。心力衰竭時(shí)鈣泵功能受損，降低SR 內(nèi)Ca2+攝取，SERCA2a、PLB 的mRNA 和蛋白表達(dá)下調(diào)[23，24]。已有研究表明長期耐力運(yùn)動(dòng)能提高SR攝取Ca2+的能力[8]，然而抗阻運(yùn)動(dòng)對于DM 大鼠心肌Ca2+回收及相關(guān)調(diào)控蛋白的影響尚未見報(bào)道。本研究中，DM 大鼠8 周時(shí)心肌肌漿網(wǎng)/胞漿Ca2+濃度以及SERCA2a 和PLB 蛋白表達(dá)均明顯低于C 組（P<0.05 或P<0.01），與之前Kin[21]研究結(jié)果一致，提示DM 大鼠8 周時(shí)即可引起SR 內(nèi)Ca2+回收障礙，最終大量Ca2+潴留在Cyto 內(nèi)。本實(shí)驗(yàn)在8 周運(yùn)動(dòng)干預(yù)后，DA組和DR組大鼠心肌肌漿網(wǎng)/胞漿Ca2+濃度明顯升高，SERCA2a和PLB蛋白表達(dá)亦呈現(xiàn)上升趨勢，其中DA組大鼠心肌SERCA2a蛋白表達(dá)明顯升高（P<0.05），而兩組心肌PLB 蛋白表達(dá)較D 組無明顯差異（P>0.05），提示8周運(yùn)動(dòng)干預(yù)可能是通過上調(diào)Ca2+調(diào)控蛋白SERCA2a 表達(dá)而改善DM 大鼠心臟左室舒張功能，且有氧運(yùn)動(dòng)的干預(yù)效果優(yōu)于抗阻運(yùn)動(dòng)。Ca2+紊亂和心肌超微結(jié)構(gòu)損傷是舒張功能降低的重要因素，有氧運(yùn)動(dòng)一方面能上調(diào)SERCA2a 和PLB 蛋白表達(dá)，進(jìn)而調(diào)節(jié)Ca2+代謝；另一方面因有氧運(yùn)動(dòng)的后負(fù)荷較小，能改善心肌的順應(yīng)性以及心肌的超微結(jié)構(gòu)，最終提高糖尿病大鼠心肌舒張功能。此外，抗阻運(yùn)動(dòng)能增加心肌間質(zhì)膠原纖維含量使心肌順應(yīng)性降低，而未能改善心肌超微結(jié)構(gòu)損傷甚至有加重趨勢，盡管上調(diào)SERCA2a 和PLB蛋白表達(dá)，但不足以改變心肌舒張功能。

4 結(jié)論

8周抗阻運(yùn)動(dòng)降血糖作用優(yōu)于有氧運(yùn)動(dòng)，但對糖尿病心肌結(jié)構(gòu)及舒張功能的改善效果不顯著。8 周有氧運(yùn)動(dòng)能有效降低糖尿病大鼠血清空腹血糖水平，改善胰島素抵抗、心肌結(jié)構(gòu)和舒張功能障礙，且在改善脂代謝紊亂方面優(yōu)于抗阻運(yùn)動(dòng)，其機(jī)制可能與上調(diào)心肌SERCA2a蛋白表達(dá)而改善心肌Ca2+回收障礙有關(guān)。