有氧运动对糖尿病大鼠血管内皮功能的影响及网膜素的作用

目的探讨有氧运动对糖尿病大鼠血管内皮功能的影响及网膜素的作用机制。方法40只6周龄SPF级雄性SD大鼠,随机分为对照组(NC组,n=10),糖尿病建模组(DM组,n=30)。NC组喂养普通饲料,DM组喂养高脂饲料。4 w后,DM组按40 mg/kg注射(STZ),1 w后取大鼠尾部血。如果血糖≥11.1 mmol/L,则表示建模成功。将其分为两组,糖尿病对照组(DMC组)、糖尿病运动组(DME组)。糖尿病运动组每天无负重游泳训练,每次训练60 min,每周训练6 d,共8 w。取材后检测建模成功大鼠的空腹血糖(FBG)、血清胰岛素(INS)、三酰甘油(TG)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)、一氧化氮(NO)。苏木素-伊红(HE)染色和扫描电镜观察大鼠主动脉血管内皮形态的变化。酶联免疫吸附试验(ELISA)检测大鼠主动脉组织网膜素水平、腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)、一氧化氮合酶(eNOS)、肿瘤坏死因子(TNF)-α含量。逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)法检测主动脉组织中c-Jun氨基末端激酶(JNK)、环氧化酶(Cox)-2 mRNA表达量。结果与NC组比较,DMC组血清FBG、胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)均显著增加(P<0.05,P<0.01);与DMC组比较,DME组FBG显著减少(P<0.05),INS、HOMA-IR无显著性变化(P>0.05)。HE染色观察:NC组血管内皮细胞光滑,组织排列紧密,细胞核排列整齐分布均匀。DMC组血管内皮的组织出现疏松现象,并有不同程度的隆起。DME组与DMC组相比其血管内皮的隆起部分有所减小,血管内皮组织排列紧密,细胞核的分布形态呈线状。扫描电镜下观察:NC组血管内皮表面光滑平整,结构清晰,可观测到少量微绒毛;DMC组内皮形态显著异常,内皮表面呈褶皱状,结构杂乱,表面绒毛消失;DME组内皮表面形态出现异常但不明显,膜表面结构排序混乱无序,褶皱部分不明显,可见少许的微绒毛。与NC组比较,DMC组血清TG,TC水平均显著增加(P<0.05)。与DMC组相比,DME组血清TG显著性下降(P<0.05)。与NC组相比较,DMC组血清和主动脉网膜素水平、主动脉组织AMPK含量均显著下降(P<0.01);与DMC相比较,DME组血清和组织网膜素水平、主动脉组织AMPK含量均显著升高(P<0.05)。与NC组相比,DMC组NO和一氧化氮合成酶(eNOS)均显著减少(P<0.05,P<0.01);与DMC组相比,DME组NO、eNOS均显著增加(P<0.05)。与NC组相比,DMC组主动脉组织TNF-α含量、JNK mRNΑ表达量均显著增加(P<0.01);与DMC相比,DME组主动脉组织TNF-α和JNK mRNΑ表达量均显著减少(P<0.01,P<0.05)。结论随着2型糖尿病病变的发生,大鼠主动脉内皮细胞形态结构和功能会发生变化,有氧运动可以促进网膜素水平的提高,从而激活ΑMPK/eNOS/NO通路,抑制血管内皮炎性反应,改善血管内皮细胞功能,这可能是有氧运动防止糖尿病血管内皮损伤的重要机制。