有氧運動聯(lián)合Ala-Gln對2型糖尿病大鼠心肌纖維化形成的干預作用及其機制研究.pdf

1、目的:
　　(1)探討有氧運動和Ala-Gln對T2DM心肌纖維化的干預作用和交互作用。
　　(2)從心肌組織中氧化應激/NF-κB通路的變化，探討運動訓練和Ala-Gln干預T2DM心肌纖維化形成的生理機制。
　　方法:
　　選用雄性SD大鼠80只，隨機抽取10只大鼠作為正常對照組(NC，n=10)，平時不運動，標準飼料飼養(yǎng)。其余70只大鼠喂飼高脂膳食，6周后，在空腹狀態(tài)下，注射小劑量的STZ（40mg/Kg體

2、重），7天后，測試空腹血糖，當血糖達到11.1 mmol/L為建模成功。再將建模成功的T2DM大鼠隨機4組:糖尿病對照組(DMC，n=10)、糖尿病運動組(DME，n=10)、糖尿病+Ala-Gln組(DMAG，n=10)和糖尿病+Ala-Gln+運動組(DMEAG，n=10)，標準飼料飼養(yǎng)。DMC組平時不運動;運動鍛煉采用60min無負重的游泳運動，每周6次;Ala-Gln在每次訓練結束30min后灌服，補充劑量為1.5 g/Kg體重

3、，每周6次。8周后，通過Elisa檢測各組大鼠血清中空腹血糖(FBG)、胰島素(INS)、C肽、胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)、心肌鈣蛋白Ⅰ(cTnⅠ)的含量和心肌組織核轉錄因子-κB(NF-κB)、轉化生長因子-β1(TGF-β1)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)含量;通過RT-PCR檢測心肌組織硫氧還蛋白還原酶(TR)、硫氧還蛋白(Trx)、Ⅰ、Ⅲ型膠原纖維mRNA的表達;通過硫代巴比妥酸法檢測心肌組織丙二醛(MDA);通過分光光

4、度計檢測還原型谷胱甘肽(GSH)、氧化型谷胱甘肽(GSSG);以及分別觀察心肌組織形態(tài)結構和超微結構。
　　結果:
　　(1)與NC組相比，DMC組FBG（P＜0.05）顯著升高，血清GLP-1（P＜0.01）、C肽(P＜0.05)含量顯著降低，INS含量有所增加，但無顯著性差異（P＞0.05）。通過雙因素方差分析，有氧運動可以使T2DM大鼠FBG極顯著降低（P＜0.01），血清C肽含量極顯著升高(P＜0.01)，血清INS

5、、GLP-1含量有所升高，但無顯著性差異（P＞0.05）;補充Ala-Gln可以使T2DM大鼠FBG(P＜0.05)含量顯著降低，血清INS(P＜0.05)、GLP-1(P＜0.05)、C肽（P＜0.01）含量顯著升高;有氧運動聯(lián)合Ala-Gln對升高T2DM大鼠血清INS、C肽、GLP-1含量有顯著交互作用(P＜0.05)，但對降低FBG含量無顯著交互作用(P＞0.05)。
　　(2)與NC組相比，DMC組大鼠心肌組織Ⅰ型膠原纖

6、維mRNA(P＜0.05)、Ⅲ型膠原纖維mRNA(P＜0.05)表達量顯著升高。通過雙因素方差分析，有氧運動使T2DM大鼠心肌組織Ⅰ、Ⅲ型膠原纖維mRNA表達顯著降低(P＜0.05);補充Ala-Gln使心肌組織Ⅰ、Ⅲ型膠原纖維mRNA的表達顯著降低(P＜0.05);有氧運動聯(lián)合Ala-Gln對降低心肌組織Ⅰ、Ⅲ型膠原纖維mRNA表達無顯著交互作用(P＞0.05)。與NC組相比，DMC組心肌細胞中肌原纖維排列紊亂，并有溶解現(xiàn)象，Z線扭曲

7、;心肌細胞內線粒體大小不等，嵴模糊，數(shù)量減少。DME和DMAG組心肌細胞中肌原纖維排列較為整齊，Z線排列較整齊。線粒體數(shù)量多，形態(tài)大致正常。DMEAG組心肌細胞內肌原纖維排列整齊，肌絲結構清晰，Z線清晰而排列整齊，線粒體數(shù)量顯著增多，嵴非常清楚。與此同時，與NC組相比，DMC組血清cTnⅠ(P＜0.01)含量顯著升高。通過雙因素方差分析，有氧運動可使血清cTnⅠ含量極顯著降低（P＜0.01）;補充Ala-Gln可以使血清cTnⅠ（P＜0

8、.01）含量顯著降低;有氧運動聯(lián)合Ala-Gln對降低血清cTnⅠ含量無顯著交互作用（P＞0.05）。
　　(3)與NC組相比，DMC組心肌組織MDA(P＜0.05)、GSSG(P＜0.01)含量顯著升高，GSH含量降低，但無顯著性差異(P＞0.05)，GSH/GSSG比值極顯著降低(P＜0.01)，TR、Trx mRNA的表達量顯著降低(P＜0.05)。通過雙因素方差分析可知，有氧運動使心肌組織MDA、GSSG含量顯著降低(P＜

9、0.05)，GSH含量、GSH/GSSG比值和Trx mRNA表達升高，但無顯著性差異(P＞0.05)，而TR mRNA表達量顯著升高(P＜0.05);補充Ala-Gln使心肌組織MDA(P＜0.01)、GSSG（P＜0.05）含量顯著降低，GSH含量(P＜0.05)、GSH/GSSG比值(P＜0.01)顯著升高，TR、Trx mRNA表達顯著增加(P＜0.05)。有氧運動聯(lián)合Ala-Gln對降低心肌組織MDA、GSSG含量和升高GSH

10、含量、GSH/GSSG比值和TR mRNA表達均無顯著的交互作用(P＞0.05)，但對升高Trx mRNA表達有顯著交互作用(P＜0.05)。
　　(4)與NC組相比，DMC組心肌組織NF-κB、TGF-β1、TNF-α含量均顯著升高(P＜0.05)。通過雙因素方差分析，有氧運動使心肌組織NF-κB、TGF-β1、TNF-α含量顯著降低(P＜0.01);補充Ala-Gln使T2DM NF-κB(P＜0.01)、TGF-β1(P＜0

11、.01)、TNF-α(P＜0.05)含量顯著降低;有氧運動聯(lián)合Ala-Gln對降低心肌組織NF-κB含量無顯著交互作用(P＞0.05)，但對降低TGF-β1(P＜0.01)和TNF-α（P＜0.05）含量有顯著的交互作用。
　　結論:
　　(1)本研究所復制的T2DM大鼠模型是成功的，單純有氧運動、Ala-Gln可以促進T2DM大鼠胰島素的分泌，對控制T2DM大鼠的FBG具有顯著的作用，而有氧運動聯(lián)合Ala-Gln對降低T2

12、DM大鼠的血糖更加有效。
　　(2) T2DM大鼠在建模成功8周后，心肌組織就發(fā)生一定程度的纖維化，并引起心肌細胞發(fā)生一定程度的損傷。而有氧運動和補充Ala-Gln可以有效地抑制T2DM大鼠心肌纖維化的形成，且有氧運動聯(lián)合Ala-Gln更加有效。
　　(3) T2DM大鼠心肌組織中硫氧還蛋白系統(tǒng)功能的降低，引起心肌氧化應激，促進心肌組織中炎性因子的分泌，是T2DM心肌纖維化形成的重要機制;而有氧運動和補充Ala-Gln可提高