中藥多糖及運動抗氧化作用對糖尿病防治的研究進度論文
糖尿病是常見病、多發(fā)病，嚴重危害著人們的身心健康。近年來，已有越來越多的研究人員發(fā)現(xiàn)，氧化應激和糖尿病密切相關(guān)。高血糖、高血脂等可誘發(fā)機體產(chǎn)生氧化應激，而活性氧( ROS) 則可導致胰島β 細胞損傷，并影響相關(guān)信號通路等。氧化應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) 。基于氧化應激對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治療或緩解糖尿病，取得了不錯的效果。
本文查閱大量文獻，總結(jié)分析糖尿病與氧化應激相互影響的相關(guān)機制，歸納用來檢測糖尿病及其合并癥中常用的氧化應激標志物，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，歸納不同中藥對糖尿病及其合并癥抗氧化的作用，總結(jié)運動對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 氧化應激
1956 年，Harman 提出了自由基學說( 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，這些FR 統(tǒng)稱為活性氧( ROS) 。正常情況下，機體內(nèi)的氧化系統(tǒng)與抗氧化系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，體內(nèi)不會有過多的ROS 剩余。當機體在遭受各種有害刺激，如運動時強度過大、時間過長、面對突發(fā)事件、疾病等刺激，體內(nèi)的氧化系統(tǒng)迅速釋放信號，使高活性的ROS 大量產(chǎn)生，確保能提供機體充足的氧氣。此時，氧化系統(tǒng)與抗氧化系統(tǒng)失衡，抗氧化系統(tǒng)的清除ROS 的能力遠不及氧化系統(tǒng)釋放ROS 的能力，此狀態(tài)被稱為氧化應激，氧化應激會造成細胞的損傷。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 氧化應激與糖尿病
2. 1 糖尿病中存在氧化應激高血糖誘導產(chǎn)生氧化應激，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，長期高血糖加重氧化應激。線粒體電子傳遞鏈是產(chǎn)生ROS 的主要途徑，葡萄糖不經(jīng)過酶促反應就會形成糖基化終產(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) 誘導產(chǎn)生氧化應激。慢性高血糖導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)膜病變患者存在嚴重的氧化應激，并且糖尿病患者氧化應激代謝產(chǎn)物[丙二醛( MDA) 、共軛二烯( CD) 、晚期蛋白質(zhì)氧化產(chǎn)物( AOPP) ]顯著高于對照組( P < 0. 05) 。糖尿病腎病變( DN)中也存在氧化應激，何蘭杰等動物實驗研究中發(fā)現(xiàn)，高脂高糖+ 小劑量鏈脲佐菌素誘導的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)氧化應激。此外，臨床上主要通過檢測DN 患者尿中DNA 氧化損傷的主要標記物8-羥基脫氧鳥苷( 8-OHdG) 來評價2 型糖尿病患者早期腎臟病變與氧化應激的關(guān)系及嚴重程度。硝基絡氨酸( NT) 是氧化應激對蛋白質(zhì)造成損傷的一個重要標志物，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激，其氧化應激標志包括脂質(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)癥中都存在氧化應激，引起不同的ROS 含量增高。
2. 2 氧化應激對糖尿病的影響糖尿病中存在氧化應激，而氧化應激又會對糖尿病造成更加嚴重的影響。ROS可以直接損傷胰島β 細胞，胰島β 細胞可合成線粒體錳超氧化物歧化酶( MnSOD) ，而胰島β 細胞只合成少量的過氧化物解毒酶，ROS 含量只要稍高，就容易導致胰島β 細胞的損傷。ROS 可作為信號分子激活一些應激敏感通路，調(diào)節(jié)相關(guān)因子的表達，引起β 細胞凋亡或壞死，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) 是胰腺特異性表達的轉(zhuǎn)錄因子，主要功能調(diào)控和啟動與胰島β 細胞分化成熟及胰島素分泌相關(guān)基因的表達。ROS可使PDX-1 含量減少，影響胰島β 細胞的再生和分化，ROS 還可通過JNK 調(diào)控PDX-1 的表達， JNK 信號通路在轉(zhuǎn)導胞外信號至核轉(zhuǎn)錄因子時起著重要的作用，可以提高轉(zhuǎn)錄的能力。ROS 激活JNK 信號通路，造成轉(zhuǎn)錄因子叉頭框蛋白-O1( FOXO-1) 進入細胞核，而將PDX-1 擠出，最終影響了胰島β 細胞。此外，ROS 過多可誘發(fā)炎癥反應，一些炎癥因子，如IL-6，CPR，TNF-α 等進一步加重胰島素抵抗。脂肪細胞是這些炎癥因子分泌并調(diào)節(jié)功能的重要場所，ROS 一方面誘發(fā)炎癥因子的分泌，脂肪細胞同時加速了炎癥因子的分泌，造成雙重促進作用。對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的加劇，導致對其糖尿病的加劇。
2. 3 糖尿病中氧化應激標志物氧化應激標志物是指能反映機體內(nèi)氧化應激水平的一系列生物化學物質(zhì)，本文列舉了糖尿病及其合并癥中主要用來檢測的氧化應激標志物，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激標志物，給糖尿病臨床治療提供一定的生化指標參考依據(jù)，但是不足之處在于，目前對于以上氧化應激標志物還沒有可靠的參考值。
3 中藥多糖對糖尿病的抗氧化作用
中醫(yī)學中雖沒有“抗氧化”的說法，但是大量臨床研究證明了，中藥的抗氧化作用對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，修復胰島β 細胞，抑制糖苷酶活性，延緩多糖轉(zhuǎn)化為單糖等。
4 運動對糖尿病抗氧化作用
運動是一種很好的促進身體健康及疾病恢復的方式，已經(jīng)被廣泛推薦，當然也適用于糖尿病。運動能降低血糖和血脂，有利于糖尿病人控制血糖。此外，有規(guī)律的體育運動可以在糖尿病對抗氧化應激中起到保護作用。運動過程中，本身存在氧化應激。運動時耗氧量增加，當供氧量無法滿足機體的需氧量時，機體產(chǎn)生ROS，如果機體無法及時清除過多的ROS，則機體會遭受氧化應激損傷。但是運動過程中，抗氧化酶的活性也會隨之適應性增加，經(jīng)常運動可以提高機體耐受氧化應激、清除過多ROS 的水平，這種提高取決于運動的強度、持續(xù)的時間及肌纖維的類型。一般來說，只有在耐力運動中被募集的氧化型肌纖維才能提高抗氧化酶的活性。中小強度運動可以增強抗氧化酶的活性，提高機體抗氧化應激能力。Kiraly 等研究發(fā)現(xiàn)，2型糖尿病小鼠經(jīng)過13周中小強度游泳訓練后，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，也得出有氧運動可增強機體抗氧化酶SOD 和GPX 活性，改善糖尿病大鼠氧化應激狀態(tài)，降低其胰島素抵抗水平。
此外，Kaczor 等研究發(fā)現(xiàn)，長期低強度的運動可以增加機體蛋白質(zhì)相關(guān)酶的活性，減緩其氧化應激的損傷，長期運動可增加其適應性應答，從而促進細胞修復，抑制細胞凋亡。趙用強等研究發(fā)現(xiàn)，有氧運動可以提高有氧工作能力，促進抗氧化酶輔酶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)，長期有氧運動可以降低糖尿病機體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，在選擇運動方案時，中小強度的有氧運動較適合糖尿病患者，幫助其抵抗糖尿病氧化應激。運動可以降低血糖和消耗脂肪，幫助糖尿病患者抵抗氧化應激。在選擇中小強度的有氧運動后( 至少30 min) ，還需注意運動后的疲勞恢復，糖尿病患者由于自身病情等原因可能導致體質(zhì)下降，如果在運動后疲勞未恢復，仍進行二次運動，則導致其疲勞累積，可能加重了體內(nèi)的氧化應激。因此，有規(guī)律的體育運動應當以合理的運動強度、持續(xù)時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動處方。
5 總結(jié)
糖尿病和氧化應激相互影響，加重糖尿病及其合并癥的發(fā)展。中藥和運動都能對糖尿病及其合并癥抗氧化有所幫助，兩者相互結(jié)合、運用更有利于糖尿病的治療和減緩。本文中總結(jié)出的56 味中藥對糖尿病及其合并癥的抗氧化作用，通過服用中藥對機體進行調(diào)理，能夠減緩糖尿病患者的氧化應激。而運動作為常用的外治方法，對促進機體健康具有良好的作用。尤其對于糖尿病患者來說，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，運動消耗過少引起的胰島素抵抗和內(nèi)分泌紊亂。運動能消耗過剩的能量，具有非常好的降糖、降脂功效，改善糖尿病患者高血糖、高血脂的機體內(nèi)環(huán)境。因此，中藥與運動結(jié)合治療和緩解糖尿病具有一定的必要性，通過中藥和運動“內(nèi)調(diào)外練”減緩糖尿病患者的氧化應激，同時降低血糖和血脂等，對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)其劑量及服藥時間問題還有待進一步研究。規(guī)律的體育運動對抵抗糖尿病氧化應激的保護作用應當以合理的運動強度及持續(xù)時間為主，尤其重要的，還需注意運動后的疲勞消除。
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