中藥多糖及運動(dòng)抗氧化作用對糖尿病防治的研究進(jìn)度論文
糖尿病是常見(jiàn)病、多發(fā)病，嚴重危害著(zhù)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，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，取得了不錯的效果。
本文查閱大量文獻，總結分析糖尿病與氧化應激相互影響的相關(guān)機制，歸納用來(lái)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。此外，歸納不同中藥對糖尿病及其合并癥抗氧化的作用，總結運動(dòng)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。
1 氧化應激
1956 年，Harman 提出了自由基學(xué)說(shuō)( free radical，FR) ，FR可與體內多種生物分子發(fā)生損傷反應，這些FR 統稱(chēng)為活性氧( ROS) 。正常情況下，機體內的氧化系統與抗氧化系統處于平衡狀態(tài)，體內不會(huì )有過(guò)多的ROS 剩余。當機體在遭受各種有害刺激，如運動(dòng)時(shí)強度過(guò)大、時(shí)間過(guò)長(cháng)、面對突發(fā)事件、疾病等刺激，體內的氧化系統迅速釋放信號，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(shí)，氧化系統與抗氧化系統失衡，抗氧化系統的清除ROS 的能力遠不及氧化系統釋放ROS 的能力，此狀態(tài)被稱(chēng)為氧化應激，氧化應激會(huì )造成細胞的損傷。抗氧化系統中，多種抗氧化酶和非酶系統能促進(jìn)ROS 清除，主要包括超氧化物歧化酶( SOD) 、過(guò)氧化氫酶( CAT) 、谷胱甘肽過(guò)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(guò)線(xiàn)粒體電子傳遞鏈、葡萄糖氧化和多元醇通路等，長(cháng)期高血糖加重氧化應激。線(xiàn)粒體電子傳遞鏈是產(chǎn)生ROS 的主要途徑，葡萄糖不經(jīng)過(guò)酶促反應就會(huì )形成糖基化終產(chǎn)物( advanced glycation end products，AEGs) ，多元醇通路主要通過(guò)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(xiàn)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(guò)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(guān)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(lèi)抗氧化物、氧化應激代謝產(chǎn)物的水平。研究發(fā)現，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(zhù)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(dòng)物實(shí)驗研究中發(fā)現，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，出現氧化應激。此外，臨床上主要通過(guò)檢測DN 患者尿中DNA 氧化損傷的主要標記物8-羥基脫氧鳥(niǎo)苷( 8-OHdG) 來(lái)評價(jià)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(luò )氨酸( NT) 是氧化應激對蛋白質(zhì)造成損傷的一個(gè)重要標志物，在1 型糖尿病患者中，往往發(fā)現NT 生成增多。李湘等研究發(fā)現糖尿病足也存在氧化應激，其氧化應激標志包括脂質(zhì)過(guò)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，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(huì )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(xiàn)粒體錳超氧化物歧化酶( MnSOD) ，而胰島β 細胞只合成少量的過(guò)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，調節相關(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錄因子，主要功能調控和啟動(dòng)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(guò)JNK 調控PDX-1 的表達， JNK 信號通路在轉導胞外信號至核轉錄因子時(shí)起著(zhù)重要的作用，可以提高轉錄的能力。ROS 激活JNK 信號通路，造成轉錄因子叉頭框蛋白-O1( FOXO-1) 進(jìn)入細胞核，而將PDX-1 擠出，最終影響了胰島β 細胞。此外，ROS 過(guò)多可誘發(fā)炎癥反應，一些炎癥因子，如IL-6，CPR，TNF-α 等進(jìn)一步加重胰島素抵抗。脂肪細胞是這些炎癥因子分泌并調節功能的重要場(chǎng)所，ROS 一方面誘發(fā)炎癥因子的分泌，脂肪細胞同時(shí)加速了炎癥因子的分泌，造成雙重促進(jìn)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氧化應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)檢測的氧化應激標志物，見(jiàn)表1。本文總結了大量關(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，但是不足之處在于，目前對于以上氧化應激標志物還沒(méi)有可靠的參考值。
3 中藥多糖對糖尿病的抗氧化作用
中醫學(xué)中雖沒(méi)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于糖尿病的治療也是具有較好地效果。研究發(fā)現，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(jiàn)表2。中藥研究中，目前發(fā)現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(guò)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(guò)剩自由基，修復胰島β 細胞，抑制糖苷酶活性，延緩多糖轉化為單糖等。
4 運動(dòng)對糖尿病抗氧化作用
運動(dòng)是一種很好的促進(jìn)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(dòng)能降低血糖和血脂，有利于糖尿病人控制血糖。此外，有規律的體育運動(dòng)可以在糖尿病對抗氧化應激中起到保護作用。運動(dòng)過(guò)程中，本身存在氧化應激。運動(dòng)時(shí)耗氧量增加，當供氧量無(wú)法滿(mǎn)足機體的需氧量時(shí)，機體產(chǎn)生ROS，如果機體無(wú)法及時(shí)清除過(guò)多的ROS，則機體會(huì )遭受氧化應激損傷。但是運動(dòng)過(guò)程中，抗氧化酶的活性也會(huì )隨之適應性增加，經(jīng)常運動(dòng)可以提高機體耐受氧化應激、清除過(guò)多ROS 的水平，這種提高取決于運動(dòng)的強度、持續的時(shí)間及肌纖維的類(lèi)型。一般來(lái)說(shuō)，只有在耐力運動(dòng)中被募集的氧化型肌纖維才能提高抗氧化酶的活性。中小強度運動(dòng)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，2型糖尿病小鼠經(jīng)過(guò)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(dòng)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，長(cháng)期低強度的運動(dòng)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(cháng)期運動(dòng)可增加其適應性應答，從而促進(jìn)細胞修復，抑制細胞凋亡。趙用強等研究發(fā)現，有氧運動(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，長(cháng)期有氧運動(dòng)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。
眾多研究結果顯示，在選擇運動(dòng)方案時(shí)，中小強度的有氧運動(dòng)較適合糖尿病患者，幫助其抵抗糖尿病氧化應激。運動(dòng)可以降低血糖和消耗脂肪，幫助糖尿病患者抵抗氧化應激。在選擇中小強度的有氧運動(dòng)后( 至少30 min) ，還需注意運動(dòng)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(dòng)后疲勞未恢復，仍進(jìn)行二次運動(dòng)，則導致其疲勞累積，可能加重了體內的氧化應激。因此，有規律的體育運動(dòng)應當以合理的運動(dòng)強度、持續時(shí)間和充分的疲勞消除為主要內容。可參考的提高糖尿病患者抗氧化能力的運動(dòng)處方。
5 總結
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(dòng)都能對糖尿病及其合并癥抗氧化有所幫助，兩者相互結合、運用更有利于糖尿病的治療和減緩。本文中總結出的56 味中藥對糖尿病及其合并癥的抗氧化作用，通過(guò)服用中藥對機體進(jìn)行調理，能夠減緩糖尿病患者的氧化應激。而運動(dòng)作為常用的外治方法，對促進(jìn)機體健康具有良好的作用。尤其對于糖尿病患者來(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(guò)多，運動(dòng)消耗過(guò)少引起的胰島素抵抗和內分泌紊亂。運動(dòng)能消耗過(guò)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、高血脂的機體內環(huán)境。因此，中藥與運動(dòng)結合治療和緩解糖尿病具有一定的必要性，通過(guò)中藥和運動(dòng)“內調外練”減緩糖尿病患者的氧化應激，同時(shí)降低血糖和血脂等，對于防治糖尿病及其合并癥有著(zhù)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(wèn)題還有待進(jìn)一步研究。規律的體育運動(dòng)對抵抗糖尿病氧化應激的保護作用應當以合理的運動(dòng)強度及持續時(shí)間為主，尤其重要的，還需注意運動(dòng)后的疲勞消除。
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