运动、胰岛素抵抗与炎症研究

运动、胰岛素抵抗与炎症研究
胰岛素抵抗（insulin resistance，IR）加速了2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）的发生和发展，也增加了患代谢综合症（metabolicsyndrome，MS）的危险性。

IR是目前临床上治疗T2DM和MS的重点和难点。

20世纪就有人提出炎症是产生IR的重要因素[1]，炎症导致IR的分子机制是目前的研究热点。

长期坚持有规律的运动，可以增加胰岛素受体数目，提高胰岛素敏感性，进而改善IR。

但是在运动领域，IR与炎症反应发生发展的关系并不是很清楚。

1 炎症与IR的关系
1.1炎症反应与IR的关系炎症反应是机体对损伤因子所产生的一种防御反应。

在炎症反应发生时，机体会分泌如TNF-α、IL-6和CRP等大量的炎性因子来实现对自身的保护[2]。

在这一过程中IR和炎症反应相互作用和影响，继而引起机体内环境的改变。

炎症因子也可进入重要的代谢组织，导致组织代谢功能发生异常或紊乱，从而导致IR。

1.2炎症因子与IR的关系近年研究发现，IL-6、TNF-α及CRP等是导致IR 主要的炎症因子。

炎症因子主要通过干扰胰岛素信号通路，使胰岛素信号传导激酶活性受到影响，从而进一步导致IR。

IL-6可以通过增加肝糖的输出以降低血糖水平[3]，维持能量代谢平衡。

而机体长期过量分泌IL-6 将导致胰岛β细胞功能受损，胰岛β细胞功能受到影响以后会产生IR，IL-6水平升高者更易发展为T2DM。

TNF-α可以抑制胰岛素受体信号通路的转导及葡萄糖的转运，TNF-α也可以影响胰岛素信号。

TNF -α使IRS-1和葡萄糖转运子-4（Glucose transporter，GLUT-4）基因的表达下降，同时也使胰岛素介导的葡萄糖摄取明显降低[4]。

CRP与IR有密切的关系，CRP是炎症反应的敏感指标，并且被公认为预测心血管疾病和T2DM的标志物，其浓度的高低可以反映炎症反应的轻重。

炎症因子IL-6、TNF-α等可作用于肝脏，使CRP产生增多，继而发生IR。

2 运动中IR与炎症的关系
2.1不同运动形式对IR的影响
2.1.1 抗阻训练对IR的影响IR的发生机制主要是胰岛素信号不能激活GLUT-4转移至肌细胞的表面的过程，但是肌肉收缩和低氧环境却可以动员GLUT-4的转移[5]，因此从改善高胰岛素血症的角度来看抗阻训练可能更有效。

Holten[6]研究发现抗阻训练对T2DM患者的胰岛素敏感性有着显著的改善效果。

由此可见抗阻训练能够提高全身胰岛素敏感性，其中机制可能是骨骼肌作为胰岛素刺激发生糖摄取的靶组织，骨骼肌量的增加会使胰岛素刺激的糖摄取量也相应增加，继而表现出胰岛素敏感性的提高。

2.1.2长期有规律有氧运动对IR的影响研究发现，对T2DM进行以快速散步为主2个月的运动（不少于5d/w，运动1h/d以上，运动距离5～6km为宜）发现，T2DM患者IR得到明显改善[7]。

其原因是间接或者直接作用于胰岛素的受体或受体后传导途径。

因此，长期有氧运动可以降低人体的IR。

2.2运动降低IR的机制
2.2.1长期有规律运动的抗炎作用长期有规律的运动锻炼可降低机体炎症水平，起到抗炎作用，这一观点已得到普遍的证实和认可。

近期的动物实验发现，经过12w的低强度低密度（2d/w，2次/d）抗阻训练后，大鼠骨骼肌的TNF-α mRNA表达下降约40%（P＜0.05）[8]，可以看出有规律的运动可以起到很有效的抗炎作用。

Greiwe等[9]对健康老年人进行3个月的抗阻训练后发现，实验后运动组受试者肌细胞内TNF-α mRNA表达及TNF-α水平下降显著。

2.2.2运动降低IR的炎症机制运动降低IR的机制主要是通过调节炎症水平来实现，Lee等[10]研究发现8w跑步训练大鼠骨骼肌GLUT-4及mRNA表达均增加，提示运动可通过上调GLUT-4的表达而达到改善IR的目的，因此，长期的有规律运动可以减低IR，并且IR的降低与炎症因子有很重要的关系。

2.3降低IR的运动处方降低IR的运动处方包括有氧运动、中等运动量，运动不少于4次/w。

运动方式常用步行、太极拳等，其中步行由于具有安全简便的特点，步行的方式可分为3种：快速、中速、慢速步行（即散步），运动强度可通过自己脉搏来控制：运动中最佳脉搏为170-年龄，运动中最大脉率为210-年龄。

老年人以50～70m/min运动强度为宜，并且在餐后1h运动更有利于餐后2h 血糖的降低。

在实施运动处方的过程中，要注意制订合理运动计划，并严格认真执行，同时要注意检测血糖、血脂、血压变化。

3 小结
综上所述，炎症可以导致IR，并且炎症也参与IR相关疾病的发生。

因此，在分子和基因水平上探讨和研究炎症与IR的关系，可以帮助人们更加深入了解IR的发生、发展过程以及IR的病理生理学基础。

运动作为IR的一种辅助治疗手段逐渐被重视，把运动与IR以及炎症联系起来，可以更好的探索运动降低IR 的功能。

参考文献：
[1]Hotamisligil GS，Shargill NS，Spiegelman BM. Adipose expression of tumor necrosis factor -alpha：direct role in obesity -linked insulin resistance[J]. Science，1993，259 （5091）：87-91.
[2]Creager MA，Luscher TF，Cosentino F，et al.Diabetes and vascular
disease：pathophysiology，clinical consequences，and medical therapy：Part I[J]. Circulation，2003，108 （12）：1527-1532.[3]Pedersen BK，Steensberg A，Schjerling P. Muscle -derived interleukin -6：possible biological effects [J]. J Physiol，2001，536 （2）：329-337.
[4]Stephens JM，Lee J，Pilch PF. Tumor necrosis factor -alpha induced insulin resistance in 3T3 -L1 adipocytes is accompanied by a loss of insulin receptor substrate -1 and GLUT4 expression without a loss of insulin receptor-mediated signal transduction[J]. J Biol Chem，1997，272 （2）：971-976.
[5]艾华，张志栋，陈志民.缺氧和收缩状态下不同肌纤维类型骨骼肌葡萄糖转运速率与肌糖原含量的关系[J].中国运动医学杂志，2008 ，27（2）：165-169.
[6]Holten M，Zacho M，Gaster M，et al. Strength training increases insulin-mediated glucose uptake，GLUT4 content，and insulin signaling in skeletal muscle in patients with type 2 diabetes[J]. Diabetes，2004，53（2）：294-305.
[7]陈开宁，高勇义，黎艺，等. 低血糖指数膳食联合运动干预对初诊2型糖尿病胰岛素抵抗的影响[J]. 重庆医学，2010，39（5）：581-583.
[8]Nelo EZ，Fabio SL，Mário A，et al.Chronic low frequency/low volume resistance training reduces pro-inflammatory cytokine protein levels and TLR4 mRNA in rat skeletal muscle[J].Eur J Appl Physiol（online）.
[9]Greiwe JS，Cheng B，Rubin DC，et al.Resistance exercise decreases skeletal muscle tumor necrosis factoralpha in frail elderly humans[J].FASEB J，2001，15（2）：475-482.
[10]Lee JS，Bruce CR，Tunstall RJ，et al. Interaction of exercise anddiet on GLUT-4protein and gene expression in type I and type II rat skeletal muscle[J].Acta Physiol Scand，2002，175：37.。