朱洪竹，朱梅菊

井岡山大學體育學院，吉安 343009

2型糖尿病患者約有65%均伴有腦認知功能障礙，且在其早期就有所體現(xiàn)，隨病程延長加重[1]。糖尿病認知功能障礙的臨床主要表現(xiàn)在學習和記憶能力，特別是空間定位能力的下降等，甚至發(fā)展成阿爾茨海默病，已成為全球性的醫(yī)學和公共衛(wèi)生問題?，F(xiàn)已知，藥物治療在糖尿病學習記憶治療中是必需的，但臨床治療效果并不理想，且不良反應多。最近越來越多研究認為，使用天然產(chǎn)物防治糖尿病學習記憶，可以產(chǎn)生同樣的功效而不良反應少[2]。螺旋藻是一種營養(yǎng)全面、均衡的純天然食品，其生物學功能包括抗疲勞、抗衰老和免疫調(diào)節(jié)等。有關(guān)螺旋藻與糖尿病的相關(guān)研究主要集中在其降低血糖，抑制腎臟炎癥信號通路抗炎[3]等方面。最新發(fā)現(xiàn)，螺旋藻有抗阿爾茨海默病小鼠記憶損傷作用[4]。而螺旋藻對糖尿病機體學習記憶的影響研究甚少。有氧運動是防治糖尿病學習記憶功能的基礎(chǔ)。Kim等[5]研究表明，傳統(tǒng)有氧跑臺運動可改善糖尿病大鼠的短期記憶和空間學習能力。但至目前為止，有氧運動聯(lián)合螺旋藻補充對糖尿病機體學習記憶的影響則仍未闡明。

為此，本研究擬采用2型糖尿病大鼠模型，研究有氧運動和螺旋藻改善糖尿病大鼠學習記憶和對細胞外信號調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase，ERK)和cAMP反應元件結(jié)合蛋白(cAMP-responsive element-binding protein，CREB)信號通路蛋白及海馬細胞凋亡的影響，為尋找新的改善糖尿病機體學習記憶的方法和螺旋藻在運動醫(yī)學領(lǐng)域的應用提供實驗數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

清潔級雄性SD大鼠55只，6周齡，體質(zhì)量180±20 g，購自中國科學院上海實驗動物中心湖南斯萊克景達實驗動物公司(動物許可證號：SCXK(湘)2016-0002，使用證：SYXK(贛)2017-0003)。動物房溫度24±2 ℃，濕度40%～60%，光照時間12 h，分籠飼養(yǎng)，自由飲食飲水。

1.2 實驗主要試劑與儀器

兔抗鼠多克隆抗體p-ERK、p-CREB(美國Proteintech公司，試劑盒批號：14060-1-AP、55014-1-AP)；兔抗鼠多克隆抗體ERK、CREB、cleaved Caspase-3(北京博奧森生物公司，試劑盒批號：bs-0078R、bs-1021R、bs-0081R)；HRP二抗(批號：AS014，Abclonal公司)；螺旋藻(深綠色粉末，純度99.7%，國藥準字：Z53020227，云南施普瑞生物公司)；鏈脲佐菌素(批號：20171004，Sigma公司)；血清胰島素測定試劑盒(批號：20171030，中生北控生物科技有限公司)；ApopTag@熒光素原位細胞凋亡檢測試劑盒(批號：S7104，Millipore公司)；無水葡萄糖、中性樹脂(廣州齊云試劑公司)；血糖檢測試條(批號：201701020 A1，北京怡成生物電子技術(shù)公司)；葡萄糖測試儀(JPS-5型，北京怡成生物電子技術(shù)公司)；一次性使用無菌采血針(天津華鴻醫(yī)材有限公司)；動物跑臺(ZH-PT型，安徽淮北正華生物儀器設(shè)備公司)；全自動生化分析儀(日立-7600)；Morris水迷宮和動物行為學分析系統(tǒng)軟件(ZH0065型，安徽淮北正華生物儀器設(shè)備公司)；BX41型顯微鏡(OLYMPUS公司，日本)；BIO RAD 凝膠成像儀(Bio-Rad，美國)。

1.3 動物造模、分組與藥物灌胃處理

大鼠適應性喂養(yǎng)1周，隨機抽取10只用作對照組(control group，C)，常規(guī)飼料喂養(yǎng)；其余45只用作制備2型糖尿病模型。模型的建立參照Reed et al[6]方法進行。造模組(modeling group，M)改為高糖高脂飼料喂養(yǎng)，高糖高脂飼料配方按照文獻方法[3]，由63.5%普通飼料、20%蔗糖、10%豬油、5%蛋黃粉、1%膽固醇、0.5%膽酸鹽組成。5周后，行葡萄糖耐量試驗和胰島素敏感性實驗后，確定存在胰島素抵抗的大鼠經(jīng)單次腹腔注射鏈脲佐菌素(strepozocin，STZ，35 mg/kg.bw)，以誘發(fā)2型糖尿病大鼠模型。注射STZ 1周后尾靜脈采血測試血糖，以隨機血糖≥16.7 mmol/L，出現(xiàn)“三多一少”癥狀者為成模大鼠。共有40只大鼠成模。隨機分為4組：糖尿病組(diabetes model group，DM)、運動組(diabetes exercise group，DE)、螺旋藻組(diabetes spirulina group，DS)、運動+螺旋藻組(diabetes exercise spirulina group，DES)，每組10只。螺旋藻臨用前用生理鹽水溶解制成混懸液。灌胃組(DS、DES)按每天300 mg/kg體重給藥[3]，給藥體積2 mL/只，每天灌胃螺旋藻，其余組以等體積的生理鹽水灌胃。每次灌胃時間在運動前2 h內(nèi)完成。實驗時間連續(xù)8周。

1.4 運動方案

運動訓練方案參照文獻[7]結(jié)合預實驗經(jīng)驗進行。運動組(DE、DES)大鼠進行為期8周(每周5次，0坡度)的有氧跑臺運動。訓練前1周先讓大鼠進行適應性跑臺運動(5～10 m/min，10 min，5天/周，0坡度)。正式訓練時間為第1周跑臺速度從5 m/min逐漸增加到15 m/min；第2周從16 m/min增加到22 m/min，以后每周跑速增加2 m/min，每次運動時間持續(xù)40 min，持續(xù)訓練8周。同時，C組、DM組和DS組不運動，正常環(huán)境飼養(yǎng)8周。

1.5 Morris水迷宮實驗

采用Morris水迷宮(ZH0065型，淮北正華生物儀器設(shè)備公司)測定各組的逃避潛伏期和穿越平臺次數(shù)，檢測大鼠學習記憶能力。水迷宮為圓形水池(直徑150 cm、高60 cm、水深32 cm，水溫22±2 ℃)。分別于造模成功干預前、干預后進行大鼠學習記憶能力測試。①定位航行實驗：將大鼠面向池壁，分別隨機從東、西、南、北4個象限池的中點入水開始計時，以大鼠找到平臺2 s 終止記錄，此時間為逃避潛伏期。每只大鼠每天訓練2次，連續(xù)訓練5天，第6天進行定位航行測驗，取3次潛伏期的平均值作為逃避潛伏期。②空間探索實驗：在定位航行實驗結(jié)束后的第2天撤去平臺，隨機選取一個入水點將大鼠面向池壁放入水池中，攝像系統(tǒng)自動記錄大鼠120 s內(nèi)的游泳軌跡，記錄穿越平臺的次數(shù)，評價大鼠空間學習記憶能力。

1.6 實驗取材與指標檢測

1.6.1 口服葡萄糖耐量試驗(oral glucose tolerance test，OGTT)

高糖高脂飼料5周后，從C組和M組隨機分別選出大鼠6只，隔夜禁食12 h，尾靜脈采血，擦掉第一滴血后測定空腹血糖和胰島素水平，隨后以2 g/kg.bw的葡萄糖劑量對兩組大鼠進行灌胃處理。在灌胃后的30、60、120 min[8]尾靜脈采血測定血糖和血胰島素的水平。

1.6.2 血糖和血胰島素水平的測定

行為學實驗結(jié)束后，各組大鼠夜間禁食(不禁水)12 h，尾靜脈采血?？崭寡菧y定采用葡萄糖氧化酶法。血清胰島素檢測采用膠乳免疫比濁法，檢測方法嚴格按試劑盒說明書進行。

1.6.3 TUNEL染色

大鼠以10%水合氯醛腹腔麻醉，暴露心臟，灌流針經(jīng)心從左心室插管至主動脈弓，同時剪開右心耳，放靜脈血。常規(guī)方法灌注(先灌注生理鹽水，待肝臟變白時改灌注4%多聚甲醛100 mL)完畢后，斷頭，取全腦，放入多聚甲醛溶液(4%)中固定24 h以上，石蠟包埋。嚴格按照ApopTag@熒光素原位細胞凋亡檢測試劑盒操作步驟進行海馬神經(jīng)細胞凋亡檢測。行DAPI染色，出現(xiàn)藍色熒光的代表神經(jīng)細胞核，綠色熒光代表凋亡細胞。熒光顯微鏡下拍照采集圖像，每張圖片選取5個視野，將所得結(jié)果用Image.J圖像處理軟件計數(shù)分析。細胞凋亡率=(綠色熒光的凋亡細胞數(shù)/總細胞數(shù))×100%。

1.6.4 Western blot法

大鼠麻醉，斷頭取全腦，冰浴上分離海馬組織，分裝標記，置-80 ℃冰箱保存。凍存的海馬組織取出，稱量后放入勻漿器，加入重量為組織9倍的細胞裂解液。在冰上研磨約12 min，充分研磨破碎，搜集樣品于離心管中，離心(4 ℃，12 000 rpm，10 min)，取上清液。用BCA法將樣品進行蛋白定量，常規(guī)方法聚丙烯酰胺凝膠電泳后，將膠上蛋白轉(zhuǎn)移至PVDF膜上，室溫下封閉(用5%的脫脂奶)2.0 h，加一抗(ERK、p-ERK、CREB、p-CREB、cleaved caspase-3抗體工作濃度分別為1∶500、1∶1 500、1∶500、1∶2 000、1∶300)，加入HRP標記的二抗(1∶5 000)，洗膜、顯影、定影、曝光，洗片，采用凝膠電泳成像分析系統(tǒng)分析。以GAPDH作為內(nèi)參，計算p-ERK/ERK、p-CREB/CREB的比值，反映ERK、CREB的活化程度和cleaved caspase-3蛋白的相對表達量。

1.7 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)2×2析因設(shè)計的方差分析，將DM、DE、DS、DES組大鼠的cleaved caspase-3、p-ERK/ERK、p-CREB/CREB、細胞凋亡率、體重、血糖、血胰島素和學習記憶相關(guān)指標等數(shù)據(jù)納入分析。P<0.05為差異具有顯著性。

2 實驗結(jié)果

2.1 造模期間大鼠OGTT后血糖、血胰島素水平、分組時血糖及一般情況的變化

如表1和表2所示，與C組對應時間點比較，高糖高脂飼料喂養(yǎng)5周的M組模型大鼠OGTT試驗后的30、60、120 min的血糖濃度和血胰島素水平均明顯升高，差異有顯著性(P<0.01)。如圖1所示，動物分組時C組和M組模型大鼠血糖檢測值分別為6.01±0.64和19.98±2.15，組間比較差異呈極顯著性(P<0.01)。同時實驗期間模型大鼠多食、多尿、多飲和體重減輕癥狀日趨明顯；出現(xiàn)毛發(fā)稀疏色澤黃枯無光澤，大便稀溏，行動遲緩等狀態(tài)；且墊料易濕，每天更換至少2～3次。

表1 兩組大鼠OGTT后血糖濃度的變化Table 1 Changes of blood glucose after OGTT in the groups of

表2 兩組大鼠OGTT后血胰島素水平的變化Table 2 Changes of serum insulin after OGTT in the groups of

圖1 分組時兩組大鼠血糖濃度的變化(C組：n=10，M組：n=40)Fig.1 Changes of blood glucose of rats in the two groups(group C:n=10,group M:n=40)注：與C組比較，**P<0.01。Note:Compare with group C,**P<0.01.

2.2 運動及螺旋藻對大鼠體重、血糖濃度和胰島素水平的影響

由表3所示，與C組相比，DM組血糖和胰島素水平均顯著升高，而其體重明顯下降(P<0.01)；與DM組相比，DE、DS、DES組的血糖和胰島素檢測值均明顯降低(P<0.05或P<0.01)，其體重雖有增加趨勢，但顯著性差異不明顯(P>0.05)。與DE、DS組相比，DES組的血糖和胰島素水平明顯降低(P<0.05)，但其血糖值仍顯著高于C組(P<0.01)；其血胰島素水平則稍高于C組(P>0.05)；其體重雖有增加，但增加亦不明顯(P>0.05)。

表3 大鼠空腹體重、血糖和血胰島素水平的變化Table 3 Changes of fasting weight,blood glucose and serum insulin of rats among

2.3 運動及螺旋藻對大鼠行為學的影響

由表4和圖2所示，實驗前5組大鼠逃避潛伏期、穿越平臺次數(shù)均無顯著性差異(P>0.05)。實驗后，與C組相比，DM組大鼠逃避潛伏期明顯延長(P<0.01)，穿越平臺次數(shù)減少(P<0.01)；且DM組的行為學軌跡比C組更紊亂，更難找到目標平臺，主要以邊緣式為主。與DM組相比，DE、DS、DES組的逃避潛伏期均縮短(P<0.05或P<0.01)，穿越平臺次數(shù)均增加(P<0.05或P<0.01)；其行為學軌跡比DM組簡單，較容易發(fā)現(xiàn)目標平臺，主要以直線式和趨向式為主。與DE、DS組相比，DES組的逃避潛伏期明顯縮短(P<0.05)，穿越平臺次數(shù)顯著增多(P<0.05)。各組大鼠呈現(xiàn)不同特點的運動軌跡，C組以直線式為主，DM組以邊緣式為主，其余各組主要以直線式和趨向式為主。

表4 大鼠逃避潛伏期和穿越平臺次數(shù)的變化Table 4 Changes of learning and memory functions among groups before and after

圖2 各組大鼠水迷宮軌跡圖Fig.2 The typical swimming track of rats in the groups注：藍色圓為隱蔽平臺;藍方塊為游泳軌跡起點;紅方塊為游泳軌跡終點。Note:The blue circles are the hidden platforms;The blue squares are the starting points;The red squares are the end points.

2.4 運動及螺旋藻對大鼠海馬神經(jīng)元凋亡率的影響

圖3中，綠色熒光代表斷裂或凋亡的DNA，藍色熒光代表細胞核。與C組相比，DM組和DE、DS、DES各干預組海馬神經(jīng)元細胞凋亡率均明顯增加(P<0.01)；與DM組相比，干預各組細胞凋亡率均明顯降低(P<0.01)；其中以DES組降低尤為明顯，均低于DE組和DS組(P<0.05，見圖4)。

圖4 大鼠海馬神經(jīng)元細胞凋亡率的變化Fig.4 Changes of cell apoptosis rate of rats in

2.5 運動及螺旋藻對大鼠海馬組織相關(guān)信號通路蛋白表達的影響

由圖5、表5可見，各組大鼠海馬組織中ERK和CREB總量沒有明顯差異。與C組相比，DM組大鼠海馬組織p-ERK/ERK、p-CREB/CREB水平均明顯下降(P<0.05或P<0.01)，cleaved caspase-3表達則明顯增加(P<0.01)。與DM組相比，DE、DS、DES組p-ERK/ERK、p-CREB/CREB均明顯增加(P<0.01)，cleaved caspase-3表達則顯著降低(P<0.05或P<0.01)。與DE、DS組相比，DES組的p-ERK/ERK、p-CREB/CREB水平均顯著增加(P<0.05)，cleaved caspase-3蛋白明顯減少(P<0.01)。

表5 大鼠海馬組織相關(guān)信號通路蛋白表達量Table 5 Expressions of related signaling pathway proteins in hippocampal of rats among

3 討論與結(jié)論

口服葡萄糖耐量試驗(OGTT)是目前評價糖代謝狀況的金標準，同時也是臨床評估胰島β細胞功能及胰島素敏感性的常用方法。本研究參照Hou等[9]的方法，對5周高脂喂養(yǎng)的大鼠行OGTT試驗，發(fā)現(xiàn)大鼠出現(xiàn)空腹高血糖和高胰島素血癥，表明大鼠出現(xiàn)糖耐量受損和胰島素抵抗。再配合注射STZ選擇性破壞胰島β細胞，1周后，模型大鼠多飲、多食、多尿癥狀日趨明顯，同時實驗期間大鼠出現(xiàn)體重減輕，毛發(fā)稀疏色澤黃枯無光澤，大便稀溏，行動遲緩等狀態(tài)。經(jīng)8周的實驗周期，2型糖尿病模型鼠仍出現(xiàn)高血糖、高胰島素血癥的主要臨床特征，表明2型糖尿病大鼠模型已誘導成功[9]。而實驗期間模型鼠胰島素水平較高的原因可能與其靶細胞膜上的胰島素受體含量減少，胰島素作用效率降低，機體代償分泌過多胰島素等有關(guān)。8周有氧運動能夠降低大鼠血糖和胰島素水平，但對體重影響不明顯，原因可能與規(guī)律運動能增加糖尿病大鼠骨骼肌胰島素受體敏感性、促進骨骼肌對葡萄糖的直接攝取，降低血糖有關(guān)；而這種作用并不依賴體重的下降。

研究證實，高脂飲食和STZ誘導的糖尿病模型大鼠存在學習記憶障礙[10]。Morris水迷宮檢測結(jié)果同樣表明，本研究誘發(fā)的高血糖2型糖尿病大鼠出現(xiàn)了空間學習記憶能力的明顯下降，與前人研究相一致[10]。動物研究證實，高血糖可引起細胞凋亡。本研究發(fā)現(xiàn)，與對照組比較，高血糖模型大鼠海馬細胞凋亡率明顯增多，說明糖尿病高糖狀態(tài)導致海馬細胞凋亡增加更為顯著[11]，與前人一致。同時大鼠逃避潛伏期明顯延長，穿越平臺次數(shù)顯著減少，表明糖尿病學習記憶能力的下降與海馬神經(jīng)元的凋亡密切相關(guān)。有氧運動有抗海馬細胞凋亡損傷作用[11]。8周跑臺運動后，模型鼠海馬細胞凋亡率明顯減少，學習記憶功能得到改善，表明長時間有氧運動有抗海馬細胞凋亡損傷，增強糖尿病學習記憶的作用，這可能與其降血糖作用有關(guān)[11]。

近年來，神經(jīng)系統(tǒng)中信號傳導通路的變化與學習記憶關(guān)系的研究已成為新的研究熱點。ERK廣泛分布在中樞神經(jīng)系統(tǒng)，在海馬、紋狀體、前額葉皮質(zhì)等區(qū)域都有顯著表達，與學習記憶密切相關(guān)。CREB是一種具有調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄功能的核內(nèi)蛋白質(zhì)，CREB是ERK最重要的下游信號分子之一，活化的ERK通過激活下游CREB的表達，調(diào)節(jié)突觸可塑性，改善大腦學習記憶能力[12]。細胞內(nèi)ERK/CREB信號通路在調(diào)控大腦學習記憶能力和突觸可塑性的過程中起著“開關(guān)”作用[13]。信號分子磷酸化是信號通路激活的方式。本研究結(jié)果顯示，與對照組比較，模型大鼠p-ERK/ERK、p-CREB/CREB水平均明顯降低，提示，糖尿病高血糖狀態(tài)可引起ERK/CREB信號下調(diào)。有氧跑臺運動后，模型大鼠p-ERK/ERK、p-CREB/CREB水平明顯增加，提示適量運動可影響ERK/CREB信號蛋白表達，修復海馬神經(jīng)元損傷[14]，改善學習記憶。有氧運動是一種對海馬和神經(jīng)突觸有直接影響的非藥理學方法。長時間的有氧運動能夠促進ERK、CREB等海馬記憶相關(guān)蛋白表達，達到修復海馬神經(jīng)元細胞損傷[14]，改善學習記憶的效果。研究又表明，CREB表達沉默可促進氧糖剝奪/復氧皮層神經(jīng)元的凋亡[15]。ERK、CREB信號通路蛋白表達上調(diào)均有抗細胞凋亡效應[15,16]，通過此途徑而達到腦保護作用。ERK信號途徑可能是多種海馬突觸可塑性誘導的共同機制[16,17]。半胱氨酸蛋白酶3(cysteinyl aspartate specific proteinase-3，caspase-3)是細胞凋亡的驅(qū)動器和關(guān)鍵執(zhí)行分子，其活化是細胞程序性死亡中細胞蛋白裂解的一個重要環(huán)節(jié)。本研究顯示的有氧運動有上調(diào)ERK/CREB信號，減少活化凋亡酶(cleaved caspase-3)表達，抑制細胞凋亡發(fā)生的作用。由此推測本實驗條件下的有氧運動可能通過降低血糖，上調(diào)ERK/CREB信號通路，減少cleaved caspase-3表達，增強海馬抗細胞凋亡能力，促進海馬神經(jīng)元修復，從而防止與糖尿病有關(guān)的空間學習與記憶能力的減退。目前有關(guān)ERK/CREB信號與有氧運動抗糖尿病學習記憶的研究甚少。ERK/CREB信號介導的抗海馬細胞凋亡效應可能是運動改善糖尿病學習記憶的神經(jīng)保護機制之一。

螺旋藻具有降血糖、抗氧化等多種功能，被稱為21世紀人類蛋白質(zhì)的來源，目前許多國家將螺旋藻制成營養(yǎng)保健食品，用于補充人體營養(yǎng)需要及各種疾病(如糖尿病、高血壓等)的防治。近來研究發(fā)現(xiàn)，螺旋藻有增強記憶力、抗記憶損傷的神經(jīng)保護作用，其機制與其增加nNOS的表達，抑制GSK-3β蛋白的表達，改善由Aβ1-42蛋白沉積引起的大鼠腦認知功能障礙等有關(guān)[18,19]。而有關(guān)螺旋藻改善糖尿病機體學習記憶方面的報道尚無。螺旋藻能否通過降血糖影響ERK/CREB信號通路來改善或提高糖尿病大鼠學習記憶,目前研究尚不清楚。

本研究顯示，螺旋藻補充后，糖尿病模型大鼠學習記憶明顯提高，同時血糖和胰島素含量下降，海馬ERK/CREB信號均明顯上調(diào)，cleaved caspase-3和細胞凋亡率顯著減少，提示，螺旋藻改善學習記憶可能與其降血糖、修復受損胰島細胞功能的生物學作用有關(guān)，其機理可能是通過增強海馬ERK/CREB信號，抑制海馬細胞凋亡實現(xiàn)。前期研究發(fā)現(xiàn)[3]，螺旋藻有上調(diào)海馬(brain-derived neurotrophic factor，BDNF)信號，改善運動疲勞模型大鼠海馬損傷的作用。腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)與其受體(tyrosine kinase receptor B，TrkB)結(jié)合，可以通過激活ERK來誘導CREB的激活并產(chǎn)生持續(xù)的CREB信號；增強BDNF/TrkB的ERK/CREB信號有利于海馬學習記憶的改善[20]。在app/ps1小鼠的研究中發(fā)現(xiàn)，β淀粉樣蛋白水平的增加下調(diào)了CREB的磷酸化，導致海馬BDNF誘導的TrkB自磷酸化下調(diào)，由ERK激活的CREB表達降低[21]，會引起學習、記憶能力的減退。螺旋藻能明顯上調(diào)ERK、CREB等海馬神經(jīng)元學習記憶關(guān)鍵信號分子，一定程度抑制細胞凋亡，這可能是其新的抗糖尿病學習記憶損傷的腦保護作用機制之一。

研究進一步發(fā)現(xiàn)，運動聯(lián)合螺旋藻8周后，糖尿病大鼠學習記憶改善的效果也優(yōu)于單一的有氧運動與螺旋藻組，表明運動螺旋藻聯(lián)用具有協(xié)同增效作用。運動療法作為藥物治療的補充具有良好的應用前景。有氧運動螺旋藻聯(lián)用的增強效果與有氧運動聯(lián)合白藜蘆醇給藥在2型糖尿病模型中發(fā)揮神經(jīng)保護作用相一致[11]。機制研究表明，運動螺旋藻聯(lián)合組的p-ERK/ERK、p-CREB/CREB水平顯著高于單一的有氧運動與螺旋藻組，cleaved caspase-3表達顯著降低，細胞凋亡率明顯減少，提示，運動聯(lián)合螺旋藻補充可能通過進一步激活ERK/CREB信號途徑，促進海馬記憶關(guān)鍵蛋白 ERK和CREB的活化，有效抑制海馬細胞凋亡，從而發(fā)揮降血糖，改善糖尿病大鼠學習記憶的神經(jīng)保護作用。這有可能是運動聯(lián)合螺旋藻提高糖尿病學習記憶的重要原因。運動聯(lián)合營養(yǎng)補充有可能成為改善糖尿病相關(guān)神經(jīng)退行性疾病學習記憶的新途徑。

值得說明的是，本研究中的DES組的胰島素水平在干預后期(第8周)已基本恢復至正常水平，而其血糖濃度雖有明顯的改善，但仍顯著高于正常水平，提示，糖尿病是一種持續(xù)進展性疾病，運動和螺旋藻不能在有限的時間內(nèi)把血糖恢復到正常狀態(tài)，但可以修復受損的胰島細胞功能，使胰島素分泌趨于正常。建議2型糖尿病患者需長期堅持規(guī)律的有氧運動，同時注意膳食中螺旋藻的適當補充。

由此可見，在本實驗條件下，有氧運動和螺旋藻能有效降血糖，改善2型糖尿病大鼠學習記憶，且運動聯(lián)合螺旋藻方案有更明顯的應用效果，優(yōu)于單純的有氧運動和螺旋藻，其機制與其上調(diào)海馬ERK/CREB信號，減少cleaved caspase-3表達，一定程度抑制細胞凋亡，發(fā)揮海馬神經(jīng)元保護作用有關(guān)。ERK/CREB信號途徑有可能成為有氧運動和螺旋藻改善糖尿病機體海馬學習記憶的潛在靶點。