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1、李涛：有氧运动和膳食控制对糖尿病大鼠心肌细胞凋亡的影响3中文摘要目的：探讨有氧运动联合膳食控制对2 型糖尿病大鼠心肌细胞凋亡的影响及其机制。方法：选用6 w 龄雄性S D 大鼠6 2 只，大鼠随机抽取8 只大鼠作为正常对照组( C o n t r o l ，C组) ，喂以标准普通饲料。其余5 4 只S D 大鼠在喂饲高糖高脂膳食的基础上，腹腔注射小剂量的链脲佐菌素( s t r e p t o z o t o c i n ，S T Z ) ，建立2 型糖尿病动物模型。然后将2 型糖尿病大鼠随机分成4 组：D M 对照组( D MC o n t r o lg r o u p ，D M ，n =
2、9 ) 、D M + 运动锻炼组( D M + E x e r c i s et r a i n i n gg r o u p ，D M E ，n = l O ) 、D M + 膳食控制组( D M + D i e tc o n t r o lg r o u p ，D M D ，n = 10 ) 、D M + 运动锻炼+ 膳食控制组( D M + E x e r c i s et r a i n i n g + D i e tc o n t r o l ，D M E D ，n = 10 ) 。D M 组大鼠继续喂饲高脂高糖饲料，不进行运动锻炼；运动锻炼采用每天进行6 0 m i n的无负重游泳
3、运动，每周6 次；膳食控制采用与D M 组等量的标准普通饲料。1 3 w 后，检测各组大鼠F P G 、心肌细胞凋亡的发生情况，心肌组织中B c l 2 和F a s 含量变化及心肌超微结构变化。厶七田：l t ：l 木：2 型糖尿病大鼠模型建立后第1 3 w ，D M 组与C 组相比，D M 组大鼠的F P G 显著升高( P 0 0 5 ) ，有氧运动联合膳食控制对降低糖尿病大鼠F P G 水平没有显著性交互作用( P 0 0 5 ) 。2 型糖尿病大鼠模型建立后第1 3 w ，D M 组与C 组相比，心肌细胞凋亡率显著上升( P O 0 5 ) ，F a s 含量出现显著下降( P 0
4、0 s ) ，e x e r c i s ej o i n td i e t a r yc o n t r o ld i dn o td i s p l a ya no b v i o u si n t e r a c t i o no nl o w e r i n gF P Gl e v e l si nd i a b e t i ct a t s ( P 0 0 5 ) ( 室) A f t e r13w e e k so ft h ee s t a b l i s h m e n to ft y p e2d i a b e t e sm o d e l ，c o m p a r e dw
5、 i t hCg r o u p ，r a t e so fc a r d i o m y o c y t ea p o p t o s i si n c r e a s e ds i g n i f i c a n t l yi nD Mg r o u p ( P 0 0 5 ) ，t h eF a sc o n t e n t sd e c r e a s e ds i n g n i f i c a n t l y ( P O 0 5 ) ，w h i c hm a d et h er a t eo fc a r d i o m y o c y t ea p o p t o s i sa
6、 n dc o n t e n t so ff a si nc a r d i o m y o c y t el o w e r e ds i g n i f i c a n t l yi nd i a b e t i cr a t s ( P 00 5 ) 。有氧运动联合膳食控制对2 型糖尿病太鼠的体重没有显著的交互作用。国1 各组太鼠在实验不同时期的体重( 单位：g ) 的变化F i g u r eIC h a n g e so f p e r g r o u p so f r a t sb o d y w c i g h t ( B W ) i n d i f f e r e me x
7、p e r i m e n t t i m e李涛：有氧运动和膳食控制对糖尿病大鼠心肌细胞凋亡的影响3 l表1 各组大鼠在实验不同时期的体重( 单位：g ) 的变化T a b l e1C h a n g e so fp e rg r o u p so fr a t s b o d yw e i g h t ( B W ) i nd i f f e r e n te x p e r i m e n tt i m e注：D M 组与C 组进行组间t 检验，tt e S tb e t w e e nD Ma n dCg r o u p s + ，P O 0 5 ) ，有氧运动联合膳食控制对2 型糖尿
8、病大鼠F P G 水平没有显著性交互作用( P 0 0 5 ) 。表3 各组大鼠的血糖水平T a b l e3l e v e lo fF B Gi nd i f f e r e n tg r o u p so fr a t s扬州大学硕士学位论文3 2：D M 组5C 目进行纽目t 检验t k nb e t w e 吼M d C F o u p s - F 0 0 5 ) ，这一结果与相关文献报道略有不符。同时本研究发现，D M E 组心肌组织内F a s 含量显著低于D M 组( P O 0 1 ) ，且心肌组织中F a s 含量是各个干预组中最低的。章洁等【2 0 】研究认为运动可明显提高
9、心肌细胞膜上P L B 磷酸化水平，调节心肌肌浆网李涛：有氧运动和膳食控制对糖尿病大鼠心肌细胞凋亡的影响4 5S E R C A 对钙离子的敏感性，S E R C A 活性升高对减少心肌细胞内游离钙浓度增加有积极意义。心肌细胞内钙离子减少，可阻断心肌细胞内钙离子激活的凋亡通路，从而减少了由钙离子调节的F a s 阳性表达。与此同时，心肌组织中F a s 含量的降低可能反馈调节心肌组织中B c l 2 的表达，最终导致D M E 组大鼠心肌组织中B c l 2 含量的差异不显著；另外，本研究中每组样本数量较少，可能也是导致心肌组织中B c l 2 差异不显著的重要原因。因此，有氧运动锻炼对糖尿病
10、机体心肌组织中B e l 2 含量的影响还有待于进一步研究。为进一步研究有氧运动锻炼对糖尿病大鼠心肌组织结构的影响，本研究采用透射电镜观察心肌组织的超微结构。结果发现，与D M 组相比，D M E 组大鼠心肌肌原纤维排列尚整齐，肌原纤维无明显断裂和溶解现象；肌节之间的Z 线清晰，同时在局部肌节中间可观察到A 带；心肌肌原纤维周围线粒体形态基本正常，大小有差异，但线粒体内嵴比较模糊。从而说明，有氧运动锻炼对糖尿病引起的心肌病变具有非常重要的干预作用，对防止糖尿病心脏功能的下降和糖尿病心肌病的发生具有非常重要的作用。3 4 膳食控制对2 型糖尿病大鼠心肌细胞凋亡的影响膳食控制是治疗糖尿病的重要手段
11、，但大多数研究多集中于探讨膳食控制改善血糖和血脂的效果，而有关膳食控制对糖尿病心肌细胞凋亡影响的报道比较少见。为了进一步探讨膳食控制对糖尿病心肌细胞凋亡的干预作用，本研究在成功建立2 型糖尿病大鼠模型后，采用1 3 w 膳食控制进行干预。实验结束后通过T U N E L 法检测心肌细胞的凋亡情况。结果发现，膳食控制组大鼠心肌细胞的凋亡率比糖尿病组显著减少，从而表明膳食控制也可有效减少糖尿病心肌细胞凋亡。其研究结果与王宁等【2 l 】报道低脂饮食可减少糖尿病，t l , 肌细胞凋亡的结果相似。为了进一步探讨膳食控制干预糖尿病大鼠心肌细胞凋亡的机制，本研究采用E l i s a 法检测了膳食控制大
12、鼠心肌组织中B c l 2 和F a s 含量的变化。结果发现，膳食控制组( D M D )大鼠心肌组织中B c l 2 含量上升，但与D M 组大鼠相比差异不显著。D M D 组大鼠心肌组织中F a s 含量显著减少，与D M 组大鼠相比具有显著差异( P O 0 1 ) 。从而说明，糖尿病机体通过膳食控制能够提高心肌组织中B c l 2 含量，降低心肌组织中F a s 含量，这可能是膳食控制改善糖尿病心肌细胞凋亡的调节机制。但心肌内B c l 2 含量与糖尿病大鼠相比差异性不显著，这一结果与相关文献报道略有不符。但根据有关文献报道膳食控制干预糖尿病心肌细胞凋亡不仅仅依靠调节心肌组织中B c
13、 l 2 的含量。贺慧杰【2 2 】研究证实膳食控制可下调糖尿病大鼠心肌组织中i N O s 活性降低，使心肌组织中N O 生成减少，O N O O 。的生成也相应减少，从而抑制心肌内B a x 的活性，使扬州大学硕士学位论文4 6其不能过多的结合到线粒体外膜上，保护线粒体外膜免受破坏，减少线粒体内凋亡物质释放。膳食控制对心肌组织中N O 浓度的影响可能是导致B c l 2 增加不显著的原因，通过对凋亡途径上游信号的抑制，使心肌组织中B a x 生成量下降，因此可能影响B c l 2 的表达上升不显著。为了进一步研究膳食控制对糖尿病心肌组织结构的影响，本研究采用透射电镜观察心肌组织的超微结构。
14、结果发现，D M D 组大鼠心肌肌原纤维排列较整齐，肌节之间的Z 线排列较整齐，肌节中间的A 带较清晰，无显著的断裂和肌丝溶解现象。线粒体位于肌原纤维之间，形状小而规则，线粒体嵴不太清楚，但数量显著增多。D M D 组大鼠心肌组织超微结构的变化表明膳食控制在改善糖尿病心肌细胞凋亡的同时，可逆转糖尿病心肌细胞的损伤性变化，对干预糖尿病心肌病的发生具有非常重要的作用。3 5 有氧运动联合膳食控制对2 型糖尿病大鼠心肌细胞凋亡的交互作用有氧运动、膳食控制和药物是治疗糖尿病的三驾马车，那么有氧运动联合膳食控制对糖尿病心肌细胞凋亡的影响是否更加显著呢? 为了探讨有氧运动联合膳食控制干预糖尿病心肌细胞凋亡
15、的交互作用，本研究在成功建立2 型糖尿病大鼠模型后，对糖尿病大鼠进行1 3 w 有氧运动锻炼的同时，联合膳食控制进行干预。实验结束后通过T U N E L 法检测心肌细胞的凋亡情况。结果发现，有氧运动联合膳食控制对糖尿病大鼠心肌细胞凋亡具有显著性的交互作用，可使心肌细胞凋亡的数量进一步降低( P O 0 1 ) 。这一研究结果与我们预期结果相符，表明有氧运动联合膳食控制能够有效地减少糖尿病心肌细胞凋亡，其效果比单纯运动或膳食控制干预更好。为了更进一步探讨有氧运动锻炼联合膳食控制干预心肌细胞凋亡的机制。本研究利用E l i s a 法测定了心肌组织中B c l 2 和F a s 含量变化，结果发
16、现，有氧运动和膳食控制对大鼠心肌组织中B c l 2 和F a s 含量均具有性的交互作用，可使糖尿病大鼠心肌组织中B c l 2 含量迸一步升高，使糖尿病大鼠心肌组织中F a s 含量进一步降低( P 0 。0 1 ) 。这一结果也与与招少枫【1 9 】报道的结果相似，其研究发现有氧运动联合膳食控制可显著增加B c l 2m R N A 表达。这一实验结果表明，有氧运动联合膳食控制，可能对B c l 2 和F a s 的上游调节通路具有交互影响，从而使糖尿病心肌细胞凋亡率进一步下降，大鼠心肌组织中B c l 2 含量显著升高，F a s 含量显著下降。为了进一步研究有氧运动联合膳食控制对糖尿病心肌组织结构的影响，本研究采用透射电镜观察心肌组织的超微结构。结果发现有氧运动联合膳食控制干预的糖尿病大鼠心肌细胞中肌原纤维排列有序，肌节两端Z 线能清晰看到，肌节中间A 带较明显，未发现明显李涛：有氧运动和膳食控制对糖尿病大鼠心肌细胞凋亡的影响4 7的肌原纤维断裂和溶
