运动对改善糖尿病血管并发症的作用

余蓉蓉 张琳琳

摘要：糖尿病是一种以高血糖为主要特征的非传染性慢性疾病，主要表现为持续性血糖升高、胰岛素抵抗、血脂代谢紊乱。由糖尿病造成的血管并发症是糖尿病患者致残、致死的主要原因。运动是糖尿病的有效预防与治疗手段，对糖尿病血管并发症有良好的控制和改善作用。总结糖尿病血管并发症原因及运动对其改善机制，进一步了解运动对促进糖尿病血管健康的重要作用与意义。

关键词：运动;糖尿病血管并发症;内皮细胞;炎症反应;氧化应激

随着我国全面建成小康社会目标的逐步完成，国家经济健康发展、居民生活水平提高、人口平均寿命延长，但国民健康隐患也不断增加。我国糖尿病患者数量逐年递增，情况不容乐观。糖尿病是由多种病因引起的代谢失调性疾病，主要是胰岛素抵抗导致代谢功能紊乱。糖尿病血管病变是糖尿病对机体的严重损害，持续高血糖会导致血管系统稳态失衡，致使血管舒张和收缩功能异常、炎症反应和氧化应激等一系列病理反应。运动一直被认为是糖尿病管理的基石，是预防和管理糖尿病的一个关键因素，作为预防和治疗糖尿病的最基本的方法之一，能起到改善胰岛素胰抵抗，提高胰岛素敏感性的作用，能有效控制血糖、血脂和血压水平、减低心血管疾病风险和疾病死亡率，具有经济及简便可行等特点，对糖尿病患者的身体健康、发病率和死亡率有积极的影响[1， 2]，越来越受到糖尿病患者和医务工作者的支持和重视。

一、糖尿病血管并发症机制

（一）血管内皮细胞功能紊乱

血管内皮细胞，是指位于心、血管及淋巴管内表面的扁平单层上皮，是一种生理功能非常活跃的单层细胞。血管损伤是糖尿病主要并发症，血管内皮功能异常是造成血管动脉粥样硬化的早期标志，可导致心血管并发症。实验和临床研究都表明血管内皮细胞功能障碍是血管损伤的始动因素与胰岛素抵抗有关[3]。健康血管内皮细胞可分泌调节血管舒缩功能、生长抑制和生长促进、抗炎和促炎及抗氧化和促氧化之间平衡的活性物质，以此来维持正常的血管结构和张力[4]。调节血管功能活动的活性物质包括一氧化氮、前列环素、内皮源性超极化因子、内皮素1、血管紧张素等，其中舒血管活性物质最重要的是一氧化氮[5]。血管内皮细胞感受刺激后产生和释放NO到血管平滑肌细胞中，激活鸟苷酸环化酶，细胞内环磷酸鸟苷（cGMP）水平被升高，平滑肌细胞内钙浓度下降，最终可以使cGMP介导的血管舒张。高血糖时由线粒体产生过多的O2-可抑制eNOS的生物活性，从而导致内皮细胞NO合成减少、活性减低，致使血管正常舒张功能受损，舒缩功能障碍。

（二）炎症反应

机体对有害损伤因子所发生的免疫防御反应即为炎症，其标志性产物包括C反应蛋白、TNF-α和IL-6等。血管内皮细胞可分泌多种有效活性因子，在维持血管舒张与收缩、预防炎症与血小板粘附、减少脂质在血管壁异常堆聚具有积极作用。炎症因子浓度水平过高，被认为是糖尿病血管并发症的形成和发展的关键影响因素之一。炎症反应被认为是导致糖尿病和促进糖尿病血管并发症进展的主要原因之一[6]。C-反应蛋白（CRP）是由肝脏产生的一种炎症因子，与糖尿病血管并发症高度相关，糖尿病血管并发症形成前具有高水平CRP存在于机体内，且随糖尿病血管并发症的形成和加剧炎症水平不断升高。

（三）氧化应激

正常状态时，机体产生的活性氧能够被体内抗氧化酶迅速清除，以保持机体抗氧化防御系统处于动态平衡状态。在糖尿病患者体内，超氧化物会大量增加，当超氧化物的产生速率超过其清除速率时，造成氧化与抗氧化系统平衡失调，体内氧化应激产生。糖尿病血管并发症的发生过程中氧化應激损伤是重要环节。高血糖导致患者体内线粒体电子传递链异常，过氧化物过量产生从而引起氧化应激，导致多元醇途径被激活、晚期糖基化终末产物水平增加、蛋白激酶C途径激活最终都将导致血管损伤。AOPP是反映体内氧化应激的标志物，糖尿病患者体内血浆中AOPP水平较高。AOPP能促进氧化应激，氧化应激又加速AOPP的生成，因此造成恶性循环[7]。也有研究显示：糖尿病病人的血液中AOPP、AGEs和MDA水平高于正常人，而抗氧化物GSH-Px水平则较正常低，体内存在明显的氧化应激反应[8]。

二、运动改善糖尿病血管并发症机制

（一）运动改善血管内皮细胞功能

血管内皮细胞能够分泌多种高效血管活性物质，其中舒血管物质NO在内皮细胞中由内皮型一氧化氮合酶（eNOS）参与合成产生。eNOS可以促进NO合成和释放，维持血管正常舒缩功能。运动时内皮感受的剪切应力增加，进而增强eNOS和细胞外超氧化物歧化酶等酶的活性，并将活性氧平衡向有益NO生成的方向转移[9]。有研究指出，运动使血管产生一种充血状态，增加血液流动和剪切应力，从而增加NO的产生和生物活性[10]。运动能够有效刺激NO合成，在运动过程中内皮型一氧化氮合酶被磷酸化并激活，能促进体内NO合成，维持内皮细胞通透性。通过增强内皮细胞eNOS活动，增强血管内皮细胞对NO的合成与分泌，改善内皮功能，进而强化血管的舒张收缩功能。

（二）运动改善炎症反应

运动可以减少全身炎症，降低C反应蛋白、IL-6、TNF-α等炎症因子表达水平，同时增加IL-4、IL-10、脂联素等抗炎因子水平，抑制炎症反应。正常情况下，机体内TNF-α等炎症因子的浓度较低，一定程度上可以起到保护机体的作用。高浓度的TNF-α是重要的促炎症递质，参与炎症反应的多种病理过程，严重时能造成机体器官甚至系统多处受损[11]。高血糖状态下，机体内炎症因子表达量上升，且超过正常水平。运动时，肌肉通过收缩释放IL-6从而抑制内毒素介导的TNF-α的产生，直接抑制血管粥样硬化的发展。运动能明显增加体内白细胞数量和骨骼肌中IL-10、Arginase-1、CD163和IL-6等抗炎因子分泌水平并将其释放入血，从而降低体内炎症反应[11， 12]。

（三）运动改善氧化应激

运动时氧化应激水平上升，机体不同组织抗氧化系统功能上调。运动所产生的低中量活性氧对机体有益，是机体对低剂量毒物暴露后做出的有利的生物学反应，能增强抗氧化及氧化损伤修复酶活性，提高机体抗氧化应激能力，减轻机体氧化损伤[13]。10周的锻炼计划提升了机体超氧化物歧化酶及谷胱甘肽过氧化物酶的活性水平，耐力性运动能提高大鼠心肌及骨骼肌中抗氧化酶和抗氧化剂的活性水平，高强度和中强度运动可以提高心室心肌超氧化物歧化酶活性[14]。SOD和MDA是反应氧化应激的敏感指标，运动能够提高血管SOD表达水平，同时降低MDA表达水平。表明运动能提高机体抗氧化能力，减轻因高血糖引起的过量氧化应激。

三、总结与展望

全球糖尿病患者数量与日俱增，机体处于高血糖状态下，易导致内皮功能障碍，从而易导致大血管和微血管病变，最终形成糖尿病合并心血管疾病。运动作为糖尿病预防和治疗方案中的重要部分，不仅具有改善糖尿病患者病症，且有能预防患者血管并发症的良好作用，其主要通过改善血管内皮功能、炎症反应、氧化应激水平，达到降低血管并发症的发生率，改善糖尿病血管病变，降低糖尿病患者死亡率的防治疗效果。运动对糖尿病的有益作用已经被医学界普遍认可，所以提倡和建议，糖尿病患者经常参与运动，能有益病情发展，改善血管内皮功能和减少心血管疾病风险。

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作者簡介：余蓉蓉（1992-），女，汉族，湖北孝感人，硕士研究生在读，作者单位：福建师范大学，研究方向：运动生理学。