抗阻運動減緩糖尿病肌肉衰減綜合征發生的進展

李　魏，劉曉亭

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抗阻運動減緩糖尿病肌肉衰減綜合征發生的進展

李魏，劉曉亭

近年來，隨著老齡化社會的加快發展，老年性疾病的發病率居高不下，給老年人的生活帶來了嚴重的影響，同時，也給其家庭和社會帶來沉重的經濟和社會負擔。肌肉衰減綜合征(sarcopenia)作為一種增齡性疾病，逐漸引起了人們的重視。肌肉衰減綜合征亦稱骨骼肌減少癥或增齡性骨骼肌減少，是以骨骼肌質量、力量以及功能的降低為主要特征的退行性綜合征。肌肉衰減綜合征一詞源于希臘語，1997年，由美國學者Rosenberg[1]首先提出，用以描述骨骼肌老化的進程。其發生主要與增齡性肌纖維喪失、骨骼肌線粒體功能紊亂、神經肌肉功能衰退、激素水平變化、慢性炎癥、熱量和蛋白質營養素的缺乏、基因與種族等因素相關，并與胰島素抵抗、糖尿病發生互為因果[2-3]，是多種因素綜合作用的結果。有研究發現，糖尿病在多方面影響著肌肉衰減綜合征的發生，但對肌肉衰減綜合征和糖尿病的研究大多是獨立進行的。現從兩者在多個環節的相互作用進行綜述，并試圖通過干預糖尿病來延緩或減少肌肉衰減綜合征的發生。

1糖尿病與肌肉衰減綜合征的研究進展

1.1肌肉衰減綜合征的定義及表現

2010年，老年肌肉衰減綜合征歐洲工作組(European Working Group on Sarcopenia in Older People,EWGSOP)的報告[4]將肌肉衰減綜合征定義為：老年人骨骼肌質量和骨骼肌力量及功能下降的一種病征。其主要表現為骨骼肌肌肉質量、體積及力量的下降，肌纖維萎縮，骨骼肌收縮功能下降等。骨骼肌細胞中糖脂代謝的異常與肌細胞的凋亡會導致肌肉的萎縮，使骨骼肌的質量及力量降低，而當骨骼肌中蛋白質的合成代謝率低于分解代謝率時，會使肌肉中的蛋白質合成減少，消耗增加[5]，從而導致肌肉的降解與丟失，促使肌肉衰減綜合征的發生。同時，肌纖維質量的丟失、氧化損傷與線粒體功能紊亂等也會導致骨骼肌的肌肉疲勞、肌肉耐力的下降，進而引發肌肉衰減綜合征[6]。

1.2糖尿病對骨骼肌的影響及其機制

胰島素有促進蛋白質合成，阻止蛋白質分解，抑制蛋白質生成葡萄糖的作用，因而研究胰島素抵抗在肌肉萎縮中的作用至關重要。而胰島素抵抗是糖尿病的主要發病機制之一，同時伴隨著糖尿病發生、發展的全過程。大量研究表明，長期的高血糖毒性作用使肌纖維結構、類型發生改變[7-9]。從肌肉組織的超微結構來看，糖尿病狀態下，肌細胞萎縮，肌細胞出現溶解性損傷,肌原纖維及肌膜溶解，肌膜下及肌細胞間水腫,線粒體減少及其結構受到損害，肌細胞間的毛細血管內皮細胞可見損傷，血管基底膜增厚明顯，肌細胞中可見雪旺細胞中粗面內質網擴張，細胞外板下出現大面積溶解區，神經纖維出現膜損傷，形成髓磷體[7]。有研究證實，DM大鼠存在著肌纖維束變窄，肌纖維間隙變大，間質增生，肌纖維局部空泡樣改變，有肌肉萎縮現象[8]。同時另一研究證實，2型糖尿病小鼠存在肌肉重量減輕，肌纖維橫截面積減小，肌肉蛋白質降解速率升高，蛋白質降解增加的表現，出現肌肉萎縮。同時，小鼠腓腸肌中肌動蛋白降解片段14-kDa肌動蛋白片段的密度增加，泛素-蛋白酶體蛋白質水解途徑被激活[9]。從上述研究來看，糖尿病在多方面影響著骨骼肌的形態、結構及類型，進而影響著肌肉衰減綜合征的發生及發展。其主要機制有以下幾方面：

1.2.1糖尿病代謝因素

正常狀態下，在受到胰島素和肌肉收縮刺激作用下，葡萄糖轉運蛋白4(glucose transpoter 4,GLUT4)向細胞膜轉位，并與細胞膜融合成葡萄糖轉運的載體，引起糖的跨膜轉運[10]。在糖尿病狀態下，肌細胞的細胞質膜和細胞內膜受到嚴重損傷，故骨骼肌中胰島素反應性GLUT4含量及活性降低[8,11-12]，導致葡萄糖的攝取和利用降低。同時，由于肌肉組織中出現大量脂質的異常沉積，肌細胞內三酰甘油含量增加，導致肌肉組織對葡萄糖利用減少，肌糖原生成及儲存減少，最終發生胰島素抵抗，進而惡化或加重糖尿病。

線粒體是細胞的氧化中心，糖尿病狀態下，肌組織的線粒體減少及其結構受到損害，因此導致不能提供足夠的三磷腺苷(adenosine triphosphate，ATP)及Ca+，無法使肌球蛋白的頭片與肌動蛋白-肌鈣蛋白-原肌球蛋白復合體啟動肌肉的收縮過程[13]，造成肌肉疲勞，肌耐力下降。同時，線粒體損傷后，還可導致糖尿病病人骨骼肌細胞內酶系統活性的降低，使骨骼肌細胞出現病理改變，發生肌肉組織的變性、崩解[14]。糖尿病狀態下骨骼肌的解偶聯蛋白3(uncoupling protein 3,UPC3)表達下調,使線粒體產生自由基增加,線粒體受損,細胞凋亡途徑激活,導致骨骼肌的損害[15]。

研究證實，糖尿病情況下存在明顯的氧化應激，糖尿病初期，大鼠的骨骼肌組織中氧化應激脂質過氧化產物(MDA)含量顯著升高，超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH-Px,GPX)活力明顯上升[16-17]。這可能是因為高血糖會導致內皮細胞線粒體生成超氧陰離子增多[18]，而超氧陰離子增多會進一步引起糖基化終末產物(advanced glycationend products,AGEs)的形成，AGE形成的過程中會產生大量的自由基，可以使蛋白質氧化。另一方面，糖尿病過程中，晚期糖基化終末產物受體(receptor for advanced glycation end products,RAGE)的表達量會明顯增加[19],AGE和RAGE結合后可產生大量活性氧(reactive oxygen species,ROS),引起細胞內的氧化應激，而氧化應激會造成細胞的損傷。

同時，有研究證實糖尿病狀態下，由于胰島素絕對或相對不足，激活了泛素-蛋白酶體蛋白質降解途徑，導致肌肉組織中蛋白質降解加快，使蛋白質代謝呈負平衡狀態[12,20-21]，進而導致肌肉逐漸萎縮。

1.2.2糖尿病微血管損傷

糖尿病微血管嚴重病變也可導致肌肉萎縮。糖尿病病人肌細胞間的毛細血管內皮細胞損傷，血管基底膜增厚[10,22]，使組織與血液之間物質交換距離增加，阻礙代謝物質交換和氧彌散，從而加重了肌肉組織的缺氧和損傷。

1.2.3糖尿病神經損傷

高血糖狀態下,醛糖還原酶活性增加,激活了多元醇通路,導致山梨醇和果糖生成增加[23]。山梨醇和果糖的聚積，引起雪旺細胞及神經纖維的腫脹，影響了神經傳導速度。同時高血糖狀態下引起氧化應激增強，加重了神經組織的損傷。而血管病變能夠導致神經缺血，引起神經損傷[10]，后期神經損害加重，逐漸導致肌力、肌張力減弱，肌肉萎縮，腱反射減弱或消失。

2抗阻運動減緩糖尿病肌肉衰減綜合征機制的研究進展

糖尿病在多方面影響著肌肉衰減綜合征的發生，因此有效的干預糖尿病的發生及發展對減緩肌肉衰減綜合征發生具有重要意義。運動對控制2型糖尿病具有重要作用，是防治2型糖尿病的重要手段。這是因為運動可以增加骨骼肌細胞中GLUT4的含量[24-26]，從而增加骨骼肌對葡萄糖的攝取和利用，增加肌肉毛細血管數量及其血流量，起到降糖、改善機體胰島素敏感性的作用。近年來研究發現，除了有氧運動外，抗阻運動也是治療糖尿病的有效方法。有研究證實，進行抗阻運動實驗后，糖尿病病人空腹血糖、餐后2 h血糖、膽固醇、糖化血紅蛋白(HbAlc)及三酰甘油水平降低[27-29]，說明抗阻運動可有效地降低糖尿病病人的血糖水平，改善血糖、血脂。同時抗阻運動能夠加速脂肪分解，糾正脂代謝，防止肌肉質量下降，從而提高對胰島素的敏感性，減輕胰島素抵抗，加速糖代謝，更好地發揮胰島素降糖的作用。

糖尿病病人日常可以用啞鈴、盛滿沙子或水的礦泉水瓶和彈力繃帶等進行抗阻運動，運動應針對大肌群，同時應包括多關節和混合運動。當然運動方式要選擇病人平時喜好并能堅持的方式，確保運動的持續性。但值得注意的是，在進行抗阻運動前，排除運動禁忌證病人，然后評估病人的肌肉耐力和力量，然后進行中等強度的訓練，并及時調整個體化方案。每周至少保證3 d進行抗阻運動，對于同一肌群的抗阻運動不應在連續的2 d內進行，同時最好能在專業的運動醫師或教練的指導下進行，以保證動作的規范化及負荷的合理化，避免運動中受傷[30]，合理有效地利用抗阻運動治療糖尿病。

綜上所述，糖尿病在多方面影響著肌肉衰減綜合征的發生，而抗阻運動可以有效地治療糖尿病，減少糖尿病病人的肌肉萎縮，進而延緩肌肉衰減綜合征的發生及發展。因此，我們應重視糖尿病病人的抗阻訓練，在提高老年人生存質量的同時，減輕家庭經濟負擔及社會負擔。

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(本文編輯王麗寇麗紅)

Probe into resistance exercise to slow occurrence of sarcopenia in patients with diabetes

Li Wei，Liu Xiaoting

Liaoning University of Chinese Medicine，Liaoning 110847 China

摘要：隨著老齡化社會的發展，肌肉衰減綜合征作為一種增齡性疾病，給老年人的生活帶來了嚴重的影響。肌肉衰減綜合征的發病機制復雜多樣，其中，糖尿病作為肌肉衰減綜合征的發生機制之一，對肌肉衰減綜合征的發生及發展具有重要影響。現從糖尿病引發肌肉衰減綜合征的機制入手，探討抗阻運動對糖尿病康復效果的影響，從而延緩肌肉衰減綜合征的發生與發展。

關鍵詞：肌肉衰減綜合征;糖尿病;抗阻運動；代謝因素；微血管損傷；神經損傷

AbstractWith the speeding development of aging society，sarcopenia syndrome as a disease with increasing age brought the serious influence on the life of the aged.The mechanisms of sarcopenia syndrome were complex and diverse，among them，diabetes as one of the mechanisms of sarcopenia syndrome had important influence on the occurrence and development of sarcopenia syndreme.We will start from the mechanism of diabetes caused sarcopenia syndrome to probe into the influence of resistance exercise on rehabilitation effect of diabetes mellitus，in order to delay the occurrence and development of sarcopenia syndrome.

Key wordssarcopenia syndrome;diabetes mellitus;resistance exercise;metabolic factors;microvascular injury;nerve injury

(收稿日期：2016-02-24)

中圖分類號：R473.5

文獻標識碼：A

doi:10.3969/j.issn.2095-8668.2016.01.02

文章編號：2095-8668(2016)01-007-04

作者簡介李魏，碩士研究生在讀，單位：110847，遼寧中醫藥大學；劉曉亭單位：110847，遼寧中醫藥大學。

基金項目為遼寧省科學事業公益研究基金項目，課題號：20140010260。