中藥多糖及運(yùn)動(dòng)抗氧化作用對(duì)糖尿病防治的研究進(jìn)度論文
糖尿病是常見病、多發(fā)病，嚴(yán)重危害著人們的身心健康。近年來(lái)，已有越來(lái)越多的研究人員發(fā)現(xiàn)，氧化應(yīng)激和糖尿病密切相關(guān)。高血糖、高血脂等可誘發(fā)機(jī)體產(chǎn)生氧化應(yīng)激，而活性氧( ROS) 則可導(dǎo)致胰島β 細(xì)胞損傷，并影響相關(guān)信號(hào)通路等。氧化應(yīng)激和糖尿病之間相互影響，造成糖尿病患者的病情不斷加重，出現(xiàn)一系列并發(fā)癥等( 糖尿病心血管病變、糖尿病腎病變) 。基于氧化應(yīng)激對(duì)糖尿病患者造成的危害，現(xiàn)已有很多研究利用抗氧化作用來(lái)治療或緩解糖尿病，取得了不錯(cuò)的效果。
本文查閱大量文獻(xiàn)，總結(jié)分析糖尿病與氧化應(yīng)激相互影響的相關(guān)機(jī)制，歸納用來(lái)檢測(cè)糖尿病及其合并癥中常用的氧化應(yīng)激標(biāo)志物，為判斷糖尿病及其合并癥發(fā)生發(fā)展程度提供參考依據(jù)。此外，歸納不同中藥對(duì)糖尿病及其合并癥抗氧化的作用，總結(jié)運(yùn)動(dòng)對(duì)糖尿病及其合并癥抗氧化作用，為糖尿病及其合并癥的防治提供參考依據(jù)。
1 氧化應(yīng)激
1956 年，Harman 提出了自由基學(xué)說(shuō)( free radical，F(xiàn)R) ，F(xiàn)R可與體內(nèi)多種生物分子發(fā)生損傷反應(yīng)，這些FR 統(tǒng)稱為活性氧( ROS) 。正常情況下，機(jī)體內(nèi)的氧化系統(tǒng)與抗氧化系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，體內(nèi)不會(huì)有過多的ROS 剩余。當(dāng)機(jī)體在遭受各種有害刺激，如運(yùn)動(dòng)時(shí)強(qiáng)度過大、時(shí)間過長(zhǎng)、面對(duì)突發(fā)事件、疾病等刺激，體內(nèi)的氧化系統(tǒng)迅速釋放信號(hào)，使高活性的ROS 大量產(chǎn)生，確保能提供機(jī)體充足的氧氣。此時(shí)，氧化系統(tǒng)與抗氧化系統(tǒng)失衡，抗氧化系統(tǒng)的清除ROS 的能力遠(yuǎn)不及氧化系統(tǒng)釋放ROS 的能力，此狀態(tài)被稱為氧化應(yīng)激，氧化應(yīng)激會(huì)造成細(xì)胞的損傷。抗氧化系統(tǒng)中，多種抗氧化酶和非酶系統(tǒng)能促進(jìn)ROS 清除，主要包括超氧化物歧化酶( SOD) 、過氧化氫酶( CAT) 、谷胱甘肽過氧化物酶( GSH-Px) 等。
2 氧化應(yīng)激與糖尿病
2. 1 糖尿病中存在氧化應(yīng)激高血糖誘導(dǎo)產(chǎn)生氧化應(yīng)激，其原因可能是通過線粒體電子傳遞鏈、葡萄糖氧化和多元醇通路等，長(zhǎng)期高血糖加重氧化應(yīng)激。線粒體電子傳遞鏈?zhǔn)钱a(chǎn)生ROS 的主要途徑，葡萄糖不經(jīng)過酶促反應(yīng)就會(huì)形成糖基化終產(chǎn)物( advanced glycation end products，AEGs) ，多元醇通路主要通過煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸( triphosphopyridinenucleotide，NAD-PH) 誘導(dǎo)產(chǎn)生氧化應(yīng)激。慢性高血糖導(dǎo)致了線粒體電子傳遞鏈、多元醇通路紊亂，引起AEGs 含量增高，產(chǎn)生過多的ROS，增加了氧化應(yīng)激。在陳文華等研究中，將受試者分為糖尿病組( DM) 、糖尿病合并視網(wǎng)膜病變組( DR) 和健康對(duì)照組，觀察糖尿病及其視網(wǎng)膜病變患者血清抗氧化酶活性及非酶類抗氧化物、氧化應(yīng)激代謝產(chǎn)物的水平。研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病及其視網(wǎng)膜病變患者存在嚴(yán)重的氧化應(yīng)激，并且糖尿病患者氧化應(yīng)激代謝產(chǎn)物[丙二醛( MDA) 、共軛二烯( CD) 、晚期蛋白質(zhì)氧化產(chǎn)物( AOPP) ]顯著高于對(duì)照組( P < 0. 05) 。糖尿病腎病變( DN)中也存在氧化應(yīng)激，何蘭杰等動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，高脂高糖+ 小劑量鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的2 型糖尿病大鼠模型中，其腎臟SOD 含量下降，MDA 含量上升，出現(xiàn)氧化應(yīng)激。此外，臨床上主要通過檢測(cè)DN 患者尿中DNA 氧化損傷的主要標(biāo)記物8-羥基脫氧鳥苷( 8-OHdG) 來(lái)評(píng)價(jià)2 型糖尿病患者早期腎臟病變與氧化應(yīng)激的關(guān)系及嚴(yán)重程度。硝基絡(luò)氨酸( NT) 是氧化應(yīng)激對(duì)蛋白質(zhì)造成損傷的一個(gè)重要標(biāo)志物，在1 型糖尿病患者中，往往發(fā)現(xiàn)NT 生成增多。李湘等研究發(fā)現(xiàn)糖尿病足也存在氧化應(yīng)激，其氧化應(yīng)激標(biāo)志包括脂質(zhì)過氧化物MDA、一氧化氮合酶( 總NOS 和iNOS) 活性等。除慢性高血糖外，急性的高血糖和糖尿病酮癥酸中毒也可以引起明顯的氧化應(yīng)激。研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病及糖尿病合并病發(fā)癥中都存在氧化應(yīng)激，引起不同的ROS 含量增高。
2. 2 氧化應(yīng)激對(duì)糖尿病的影響糖尿病中存在氧化應(yīng)激，而氧化應(yīng)激又會(huì)對(duì)糖尿病造成更加嚴(yán)重的影響。ROS可以直接損傷胰島β 細(xì)胞，胰島β 細(xì)胞可合成線粒體錳超氧化物歧化酶( MnSOD) ，而胰島β 細(xì)胞只合成少量的過氧化物解毒酶，ROS 含量只要稍高，就容易導(dǎo)致胰島β 細(xì)胞的損傷。ROS 可作為信號(hào)分子激活一些應(yīng)激敏感通路，調(diào)節(jié)相關(guān)因子的表達(dá)，引起β 細(xì)胞凋亡或壞死，抑制胰島素分泌，誘發(fā)胰島素抵抗，最終加重糖尿病。胰十二指腸同源盒-1( PDX-1) 是胰腺特異性表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子，主要功能調(diào)控和啟動(dòng)與胰島β 細(xì)胞分化成熟及胰島素分泌相關(guān)基因的表達(dá)。ROS可使PDX-1 含量減少，影響胰島β 細(xì)胞的再生和分化，ROS 還可通過JNK 調(diào)控PDX-1 的表達(dá)， JNK 信號(hào)通路在轉(zhuǎn)導(dǎo)胞外信號(hào)至核轉(zhuǎn)錄因子時(shí)起著重要的作用，可以提高轉(zhuǎn)錄的能力。ROS 激活JNK 信號(hào)通路，造成轉(zhuǎn)錄因子叉頭框蛋白-O1( FOXO-1) 進(jìn)入細(xì)胞核，而將PDX-1 擠出，最終影響了胰島β 細(xì)胞。此外，ROS 過多可誘發(fā)炎癥反應(yīng)，一些炎癥因子，如IL-6，CPR，TNF-α 等進(jìn)一步加重胰島素抵抗。脂肪細(xì)胞是這些炎癥因子分泌并調(diào)節(jié)功能的重要場(chǎng)所，ROS 一方面誘發(fā)炎癥因子的分泌，脂肪細(xì)胞同時(shí)加速了炎癥因子的分泌，造成雙重促進(jìn)作用。對(duì)于肥胖型的糖尿病患者，一旦引起ROS 增多，由于其自身的肥胖造成炎癥反應(yīng)的加劇，導(dǎo)致對(duì)其糖尿病的加劇。
2. 3 糖尿病中氧化應(yīng)激標(biāo)志物氧化應(yīng)激標(biāo)志物是指能反映機(jī)體內(nèi)氧化應(yīng)激水平的一系列生物化學(xué)物質(zhì)，本文列舉了糖尿病及其合并癥中主要用來(lái)檢測(cè)的氧化應(yīng)激標(biāo)志物，見表1。本文總結(jié)了大量關(guān)于糖尿病及其合并癥中的氧化應(yīng)激標(biāo)志物，給糖尿病臨床治療提供一定的生化指標(biāo)參考依據(jù)，但是不足之處在于，目前對(duì)于以上氧化應(yīng)激標(biāo)志物還沒有可靠的參考值。
3 中藥多糖對(duì)糖尿病的抗氧化作用
中醫(yī)學(xué)中雖沒有“抗氧化”的說(shuō)法，但是大量臨床研究證明了，中藥的抗氧化作用對(duì)于糖尿病的治療也是具有較好地效果。研究發(fā)現(xiàn)，中藥中的主要成分多糖發(fā)揮重要作用，多糖是由10 個(gè)以上單糖縮合去水，以糖苷鍵形式結(jié)合形成的多聚糖，與單糖、寡糖的性質(zhì)不同，不但不會(huì)使血糖升高，而且能降低血糖。本文列舉近幾年中藥多糖在糖尿病中的抗氧化作用，見表2。中藥研究中，目前發(fā)現(xiàn)很多中藥多糖對(duì)糖尿病具有抗氧化作用，主要為抗脂質(zhì)過氧化，提高肝、腎、胰腺、心肌等抗氧化能力，改善糖尿病血管、視網(wǎng)膜病變及骨質(zhì)疏松，對(duì)糖尿病潰瘍、足等也有抗炎、淡化疤痕的'作用。此外，中藥多糖可以清除過剩自由基，修復(fù)胰島β 細(xì)胞，抑制糖苷酶活性，延緩多糖轉(zhuǎn)化為單糖等。
4 運(yùn)動(dòng)對(duì)糖尿病抗氧化作用
運(yùn)動(dòng)是一種很好的促進(jìn)身體健康及疾病恢復(fù)的方式，已經(jīng)被廣泛推薦，當(dāng)然也適用于糖尿病。運(yùn)動(dòng)能降低血糖和血脂，有利于糖尿病人控制血糖。此外，有規(guī)律的體育運(yùn)動(dòng)可以在糖尿病對(duì)抗氧化應(yīng)激中起到保護(hù)作用。運(yùn)動(dòng)過程中，本身存在氧化應(yīng)激。運(yùn)動(dòng)時(shí)耗氧量增加，當(dāng)供氧量無(wú)法滿足機(jī)體的需氧量時(shí)，機(jī)體產(chǎn)生ROS，如果機(jī)體無(wú)法及時(shí)清除過多的ROS，則機(jī)體會(huì)遭受氧化應(yīng)激損傷。但是運(yùn)動(dòng)過程中，抗氧化酶的活性也會(huì)隨之適應(yīng)性增加，經(jīng)常運(yùn)動(dòng)可以提高機(jī)體耐受氧化應(yīng)激、清除過多ROS 的水平，這種提高取決于運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度、持續(xù)的時(shí)間及肌纖維的類型。一般來(lái)說(shuō)，只有在耐力運(yùn)動(dòng)中被募集的氧化型肌纖維才能提高抗氧化酶的活性。中小強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)可以增強(qiáng)抗氧化酶的活性，提高機(jī)體抗氧化應(yīng)激能力。Kiraly 等研究發(fā)現(xiàn)，2型糖尿病小鼠經(jīng)過13周中小強(qiáng)度游泳訓(xùn)練后，其抗氧化酶活性提高，且血糖、血清胰島素水平接近正常值。在王小娟等研究中，也得出有氧運(yùn)動(dòng)可增強(qiáng)機(jī)體抗氧化酶SOD 和GPX 活性，改善糖尿病大鼠氧化應(yīng)激狀態(tài)，降低其胰島素抵抗水平。
此外，Kaczor 等研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期低強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)可以增加機(jī)體蛋白質(zhì)相關(guān)酶的活性，減緩其氧化應(yīng)激的損傷，長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)可增加其適應(yīng)性應(yīng)答，從而促進(jìn)細(xì)胞修復(fù)，抑制細(xì)胞凋亡。趙用強(qiáng)等研究發(fā)現(xiàn)，有氧運(yùn)動(dòng)可以提高有氧工作能力，促進(jìn)抗氧化酶輔酶Q 清除自由基，避免DNA 中的dG 被氧化成8-OHdG，減少了DNA 的缺失和突變。Delbin 等研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期有氧運(yùn)動(dòng)可以降低糖尿病機(jī)體AGEs 的含量，抑制其生成，改善糖尿病血管病變。
眾多研究結(jié)果顯示，在選擇運(yùn)動(dòng)方案時(shí)，中小強(qiáng)度的有氧運(yùn)動(dòng)較適合糖尿病患者，幫助其抵抗糖尿病氧化應(yīng)激。運(yùn)動(dòng)可以降低血糖和消耗脂肪，幫助糖尿病患者抵抗氧化應(yīng)激。在選擇中小強(qiáng)度的有氧運(yùn)動(dòng)后( 至少30 min) ，還需注意運(yùn)動(dòng)后的疲勞恢復(fù)，糖尿病患者由于自身病情等原因可能導(dǎo)致體質(zhì)下降，如果在運(yùn)動(dòng)后疲勞未恢復(fù)，仍進(jìn)行二次運(yùn)動(dòng)，則導(dǎo)致其疲勞累積，可能加重了體內(nèi)的氧化應(yīng)激。因此，有規(guī)律的體育運(yùn)動(dòng)應(yīng)當(dāng)以合理的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間和充分的疲勞消除為主要內(nèi)容。可參考的提高糖尿病患者抗氧化能力的運(yùn)動(dòng)處方。
5 總結(jié)
糖尿病和氧化應(yīng)激相互影響，加重糖尿病及其合并癥的發(fā)展。中藥和運(yùn)動(dòng)都能對(duì)糖尿病及其合并癥抗氧化有所幫助，兩者相互結(jié)合、運(yùn)用更有利于糖尿病的治療和減緩。本文中總結(jié)出的56 味中藥對(duì)糖尿病及其合并癥的抗氧化作用，通過服用中藥對(duì)機(jī)體進(jìn)行調(diào)理，能夠減緩糖尿病患者的氧化應(yīng)激。而運(yùn)動(dòng)作為常用的外治方法，對(duì)促進(jìn)機(jī)體健康具有良好的作用。尤其對(duì)于糖尿病患者來(lái)說(shuō)，糖尿病是一種以高血糖、高血脂為主要特征的代謝性疾病，初期形成的原因往往是飲食攝入過多，運(yùn)動(dòng)消耗過少引起的胰島素抵抗和內(nèi)分泌紊亂。運(yùn)動(dòng)能消耗過剩的能量，具有非常好的降糖、降脂功效，改善糖尿病患者高血糖、高血脂的機(jī)體內(nèi)環(huán)境。因此，中藥與運(yùn)動(dòng)結(jié)合治療和緩解糖尿病具有一定的必要性，通過中藥和運(yùn)動(dòng)“內(nèi)調(diào)外練”減緩糖尿病患者的氧化應(yīng)激，同時(shí)降低血糖和血脂等，對(duì)于防治糖尿病及其合并癥有著重要意義。
中藥劑量直接影響防治糖尿病及其合并癥的效果，本文雖列舉近幾年相關(guān)的中藥研究，但有關(guān)其劑量及服藥時(shí)間問題還有待進(jìn)一步研究。規(guī)律的體育運(yùn)動(dòng)對(duì)抵抗糖尿病氧化應(yīng)激的保護(hù)作用應(yīng)當(dāng)以合理的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度及持續(xù)時(shí)間為主，尤其重要的，還需注意運(yùn)動(dòng)后的疲勞消除。
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