有氧運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度對(duì)2型糖尿病患者鐵代謝的影響及其機(jī)制分析

趙璐璐

摘要：糖尿病已經(jīng)成為嚴(yán)重危害全球人類(lèi)健康的常見(jiàn)病與多發(fā)病之一。近來(lái)大量實(shí)驗(yàn)和研究表明，運(yùn)動(dòng)療法在治療以及預(yù)防2型糖尿病方面起到了重要的作用，有氧運(yùn)動(dòng)通過(guò)緩解鐵過(guò)載來(lái)增加氧化應(yīng)激水平；同時(shí)運(yùn)動(dòng)促進(jìn)骨骼肌細(xì)胞對(duì)血液中葡萄糖的直接攝取和利用，提高了胰島素轉(zhuǎn)運(yùn)血糖的活性。此外，膳食中血紅素鐵攝入量增加以及機(jī)體鐵代謝紊亂都可能導(dǎo)致2型糖尿病及其并發(fā)癥的發(fā)生。這些研究成果對(duì)2型糖尿病的干預(yù)治療提供了新思路。對(duì)2型糖尿病及其運(yùn)動(dòng)療法與鐵代謝的研究簡(jiǎn)要綜述。

關(guān)鍵詞：有氧運(yùn)動(dòng)；2型糖尿??；鐵代謝；氧化應(yīng)激；胰島素抵抗

近年來(lái)，糖尿病發(fā)病率與人數(shù)日益增加。糖尿病可致全身多處重要器官的損傷，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量及生命，且隨著2型糖尿病患者的日益增多，其已成為全球性的健康問(wèn)題之一。2型糖尿病患者表現(xiàn)為胰島素抵抗和β細(xì)胞功能障礙。目前，世界糖尿病的綜合治療基本都遵循著“五駕馬車(chē)”的原則，即藥物治療、飲食治療、運(yùn)動(dòng)治療、定期監(jiān)測(cè)、糖尿病的自我管理教育[1]。在我國(guó)，對(duì)于運(yùn)動(dòng)治療的認(rèn)識(shí)人們已經(jīng)初步了解，即堅(jiān)持長(zhǎng)期的有規(guī)律運(yùn)動(dòng)，有利于提高胰島素的敏感性，進(jìn)而控制患者的血糖和脂肪代謝，達(dá)到治療和減緩并發(fā)癥的作用[2-4]。同時(shí)，運(yùn)動(dòng)療法是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)、安全簡(jiǎn)便、最易持久的方法，但過(guò)高的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度可能導(dǎo)致老年糖尿病患者產(chǎn)生并發(fā)癥，如冠心病心絞痛的發(fā)作、血壓升高、低血糖等并發(fā)癥，量化運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度對(duì)于優(yōu)化運(yùn)動(dòng)療法臨床療效與安全性具有重要意義[5]。

1 有氧運(yùn)動(dòng)與鐵代謝

體質(zhì)量增加是導(dǎo)致肥胖是糖尿病發(fā)生、發(fā)展的重要因素。Coldilz[6]等對(duì)3861名30～55歲美國(guó)女性歷時(shí)8年的研究發(fā)現(xiàn)，體質(zhì)量增加是2型糖尿病的主要決定因素。而肥胖可以顯著上調(diào)肝臟鐵調(diào)素（hepcidin）的表達(dá)，通過(guò)上調(diào)肝臟hepcidin表達(dá)直接或間接影響其他鐵代謝相關(guān)調(diào)控分子來(lái)實(shí)現(xiàn)鐵過(guò)載[7]。有氧運(yùn)動(dòng)可以減輕患者體質(zhì)量，從而下調(diào)肝臟hepcidin的表達(dá)。同時(shí)，骨骼肌組織是機(jī)體利用葡萄糖最主要組織，也是糖尿病發(fā)生胰島素抵抗主要部位之一。運(yùn)動(dòng)促進(jìn)骨骼肌細(xì)胞對(duì)血液中葡萄糖的直接攝取和利用，提高了胰島素轉(zhuǎn)運(yùn)血糖的活性，運(yùn)動(dòng)增加骨骼肌中胰島素刺激的葡萄糖-6-磷酸鹽，增加己糖激酶的活性。運(yùn)動(dòng)使肌細(xì)胞內(nèi)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)磷酸化作用加強(qiáng)，肌糖原合成成倍增加，還促使骨骼肌細(xì)胞的GLUT4的含量增加，從而減少了胰島素抵抗。

2型糖尿病患者普遍存在機(jī)體鐵過(guò)負(fù)荷，而鐵過(guò)負(fù)荷已被大量研究證實(shí)可以通過(guò)氧化應(yīng)激損傷胰島β細(xì)胞，最終引起胰島素抵抗以及胰島素分泌下降，是2型糖尿病發(fā)生和發(fā)展的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。

2 鐵穩(wěn)態(tài)

鐵是人體必需營(yíng)養(yǎng)元素之一，參與多種生物進(jìn)程，如促進(jìn)紅細(xì)胞生成、參與機(jī)體氧運(yùn)輸、作為機(jī)體多種酶的輔助因子等。

在動(dòng)物的體內(nèi)，鐵通過(guò)腸道內(nèi)的吸收和組織細(xì)胞的死亡掉落、膽汁的排泄維持相對(duì)平衡。在十二指腸中，吸收的鐵由Fe3+通過(guò)十二指腸細(xì)胞色素b還原成二價(jià)鐵，而后在二價(jià)金屬轉(zhuǎn)運(yùn)體1（Divalent metal transporter 1，DMT1）的介導(dǎo)下變成Fe2+進(jìn)入腸細(xì)胞，經(jīng)過(guò)膜鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白皮細(xì)胞。然后由膜鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（ferroportin，F(xiàn)PN，SLC40A1）轉(zhuǎn)運(yùn)離開(kāi)進(jìn)入血循環(huán)。多數(shù)細(xì)胞均通過(guò)轉(zhuǎn)鐵蛋白受體1（TfR1）來(lái)介導(dǎo)轉(zhuǎn)鐵蛋白結(jié)合鐵的吸收；Fe3+與轉(zhuǎn)鐵蛋白（TF）結(jié)合，成為轉(zhuǎn)鐵蛋白結(jié)合性鐵成為可溶形式被細(xì)胞攝取利用。人體細(xì)胞主要通過(guò)TF、TFR、血清鐵蛋白（SF）、鐵調(diào)節(jié)蛋白（IRP）、鐵調(diào)素Hepcidin等共同參與協(xié)調(diào)作用來(lái)維持細(xì)胞的鐵穩(wěn)態(tài)。其中鐵調(diào)素作為一種主要的負(fù)性鐵調(diào)節(jié)激素，抑制鐵的吸收。

3 鐵代謝與氧化應(yīng)激

亞鐵離子是助氧化劑，催化細(xì)胞反應(yīng)，導(dǎo)致活性氧（Reactive Oxygen Species，ROS）產(chǎn)生，增加氧化應(yīng)激水平[12]。鐵過(guò)載增強(qiáng)組織中不穩(wěn)定鐵的氧化應(yīng)激性，產(chǎn)生大量的ROS并引起脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和DNA損傷[9]。在2型糖尿病過(guò)程中，ROS與胰島β細(xì)胞破壞和胰島素抵抗有關(guān)[10]。

4 結(jié)論

適度的有氧運(yùn)動(dòng)可以緩解鐵過(guò)載，不僅可以抑制ROS形成，減輕氧化應(yīng)激引起的組織損傷，并促進(jìn)鐵的重新分布和利用，同時(shí)增強(qiáng)機(jī)體抗氧化酶的活性，減輕胰島β細(xì)胞破壞和胰島素抵抗，這對(duì)2型糖尿病的治療的預(yù)防起到一定的指導(dǎo)意義。

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編輯/羅茗柯