有氧运动强度对2型糖尿病患者铁代谢的影响及其机制分析

赵璐璐

摘要：糖尿病已经成为严重危害全球人类健康的常见病与多发病之一。近来大量实验和研究表明，运动疗法在治疗以及预防2型糖尿病方面起到了重要的作用，有氧运动通过缓解铁过载来增加氧化应激水平；同时运动促进骨骼肌细胞对血液中葡萄糖的直接摄取和利用，提高了胰岛素转运血糖的活性。此外，膳食中血红素铁摄入量增加以及机体铁代谢紊乱都可能导致2型糖尿病及其并发症的发生。这些研究成果对2型糖尿病的干预治疗提供了新思路。对2型糖尿病及其运动疗法与铁代谢的研究简要综述。

关键词：有氧运动；2型糖尿病；铁代谢；氧化应激；胰岛素抵抗

近年来，糖尿病发病率与人数日益增加。糖尿病可致全身多处重要器官的损伤，严重影响患者的生活质量及生命，且随着2型糖尿病患者的日益增多，其已成为全球性的健康问题之一。2型糖尿病患者表现为胰岛素抵抗和β细胞功能障碍。目前，世界糖尿病的综合治疗基本都遵循着“五驾马车”的原则，即药物治疗、饮食治疗、运动治疗、定期监测、糖尿病的自我管理教育[1]。在我国，对于运动治疗的认识人们已经初步了解，即坚持长期的有规律运动，有利于提高胰岛素的敏感性，进而控制患者的血糖和脂肪代谢，达到治疗和减缓并发症的作用[2-4]。同时，运动疗法是一项经济、安全简便、最易持久的方法，但过高的运动强度可能导致老年糖尿病患者产生并发症，如冠心病心绞痛的发作、血压升高、低血糖等并发症，量化运动强度对于优化运动疗法临床疗效与安全性具有重要意义[5]。

1 有氧运动与铁代谢

体质量增加是导致肥胖是糖尿病发生、发展的重要因素。Coldilz[6]等对3861名30～55岁美国女性历时8年的研究发现，体质量增加是2型糖尿病的主要决定因素。而肥胖可以显著上调肝脏铁调素（hepcidin）的表达，通过上调肝脏hepcidin表达直接或间接影响其他铁代谢相关调控分子来实现铁过载[7]。有氧运动可以减轻患者体质量，从而下调肝脏hepcidin的表达。同时，骨骼肌组织是机体利用葡萄糖最主要组织，也是糖尿病发生胰岛素抵抗主要部位之一。运动促进骨骼肌细胞对血液中葡萄糖的直接摄取和利用，提高了胰岛素转运血糖的活性，运动增加骨骼肌中胰岛素刺激的葡萄糖-6-磷酸盐，增加己糖激酶的活性。运动使肌细胞内葡萄糖转运磷酸化作用加强，肌糖原合成成倍增加，还促使骨骼肌细胞的GLUT4的含量增加，从而减少了胰岛素抵抗。

2型糖尿病患者普遍存在机体铁过负荷，而铁过负荷已被大量研究证实可以通过氧化应激损伤胰岛β细胞，最终引起胰岛素抵抗以及胰岛素分泌下降，是2型糖尿病发生和发展的独立危险因素。

2 铁稳态

铁是人体必需营养元素之一，参与多种生物进程，如促进红细胞生成、参与机体氧运输、作为机体多种酶的辅助因子等。

在动物的体内，铁通过肠道内的吸收和组织细胞的死亡掉落、胆汁的排泄维持相对平衡。在十二指肠中，吸收的铁由Fe3+通过十二指肠细胞色素b还原成二价铁，而后在二价金属转运体1（Divalent metal transporter 1，DMT1）的介导下变成Fe2+进入肠细胞，经过膜铁转运蛋白皮细胞。然后由膜铁转运蛋白（ferroportin，FPN，SLC40A1）转运离开进入血循环。多数细胞均通过转铁蛋白受体1（TfR1）来介导转铁蛋白结合铁的吸收；Fe3+与转铁蛋白（TF）结合，成为转铁蛋白结合性铁成为可溶形式被细胞摄取利用。人体细胞主要通过TF、TFR、血清铁蛋白（SF）、铁调节蛋白（IRP）、铁调素Hepcidin等共同参与协调作用来维持细胞的铁稳态。其中铁调素作为一种主要的负性铁调节激素，抑制铁的吸收。

3 铁代谢与氧化应激

亚铁离子是助氧化剂，催化细胞反应，导致活性氧（Reactive Oxygen Species，ROS）产生，增加氧化应激水平[12]。铁过载增强组织中不稳定铁的氧化应激性，产生大量的ROS并引起脂质、蛋白质和DNA损伤[9]。在2型糖尿病过程中，ROS与胰岛β细胞破坏和胰岛素抵抗有关[10]。

4 结论

适度的有氧运动可以缓解铁过载，不仅可以抑制ROS形成，减轻氧化应激引起的组织损伤，并促进铁的重新分布和利用，同时增强机体抗氧化酶的活性，减轻胰岛β细胞破坏和胰岛素抵抗，这对2型糖尿病的治疗的预防起到一定的指导意义。

参考文献：

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[9]胡银平，李立卓，王金霞，等.运动防治2型糖尿病的铁调控机制研究进展[J].现代预防医学，2015，42（17）：3236-3238.

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編辑/罗茗柯