有氧運動強度對2型糖尿病患者鐵代謝的影響及其機制分析

摘要：糖尿病已經成為嚴重危害全球人類健康的常見病與多發病之一。近來大量實驗和研究表明，運動療法在治療以及預防2型糖尿病方面起到了重要的作用，有氧運動通過緩解鐵過載來增加氧化應激水平；同時運動促進骨骼肌細胞對血液中葡萄糖的直接攝取和利用，提高了胰島素轉運血糖的活性。此外，膳食中血紅素鐵攝入量增加以及機體鐵代謝紊亂都可能導致2型糖尿病及其并發癥的發生。這些研究成果對2型糖尿病的干預治療提供了新思路。對2型糖尿病及其運動療法與鐵代謝的研究簡要綜述。

關鍵詞：有氧運動；2型糖尿病；鐵代謝；氧化應激；胰島素抵抗

近年來，糖尿病發病率與人數日益增加。糖尿病可致全身多處重要器官的損傷，嚴重影響患者的生活質量及生命，且隨著2型糖尿病患者的日益增多，其已成為全球性的健康問題之一。2型糖尿病患者表現為胰島素抵抗和β細胞功能障礙。目前，世界糖尿病的綜合治療基本都遵循著“五駕馬車”的原則，即藥物治療、飲食治療、運動治療、定期監測、糖尿病的自我管理教育[1]。在我國，對于運動治療的認識人們已經初步了解，即堅持長期的有規律運動，有利于提高胰島素的敏感性，進而控制患者的血糖和脂肪代謝，達到治療和減緩并發癥的作用[2-4]。同時，運動療法是一項經濟、安全簡便、最易持久的方法，但過高的運動強度可能導致老年糖尿病患者產生并發癥，如冠心病心絞痛的發作、血壓升高、低血糖等并發癥，量化運動強度對于優化運動療法臨床療效與安全性具有重要意義[5]。

1 有氧運動與鐵代謝

體質量增加是導致肥胖是糖尿病發生、發展的重要因素。Coldilz[6]等對3861名30～55歲美國女性歷時8年的研究發現，體質量增加是2型糖尿病的主要決定因素。而肥胖可以顯著上調肝臟鐵調素（hepcidin）的表達，通過上調肝臟hepcidin表達直接或間接影響其他鐵代謝相關調控分子來實現鐵過載[7]。有氧運動可以減輕患者體質量，從而下調肝臟hepcidin的表達。同時，骨骼肌組織是機體利用葡萄糖最主要組織，也是糖尿病發生胰島素抵抗主要部位之一。運動促進骨骼肌細胞對血液中葡萄糖的直接攝取和利用，提高了胰島素轉運血糖的活性，運動增加骨骼肌中胰島素刺激的葡萄糖-6-磷酸鹽，增加己糖激酶的活性。運動使肌細胞內葡萄糖轉運磷酸化作用加強，肌糖原合成成倍增加，還促使骨骼肌細胞的GLUT4的含量增加，從而減少了胰島素抵抗。

2型糖尿病患者普遍存在機體鐵過負荷，而鐵過負荷已被大量研究證實可以通過氧化應激損傷胰島β細胞，最終引起胰島素抵抗以及胰島素分泌下降，是2型糖尿病發生和發展的獨立危險因素。

2 鐵穩態

鐵是人體必需營養元素之一，參與多種生物進程，如促進紅細胞生成、參與機體氧運輸、作為機體多種酶的輔助因子等。

在動物的體內，鐵通過腸道內的吸收和組織細胞的死亡掉落、膽汁的排泄維持相對平衡。在十二指腸中，吸收的鐵由Fe3+通過十二指腸細胞色素b還原成二價鐵，而后在二價金屬轉運體1（Divalent metal transporter 1，DMT1）的介導下變成Fe2+進入腸細胞，經過膜鐵轉運蛋白皮細胞。然后由膜鐵轉運蛋白（ferroportin，FPN，SLC40A1）轉運離開進入血循環。多數細胞均通過轉鐵蛋白受體1（TfR1）來介導轉鐵蛋白結合鐵的吸收；Fe3+與轉鐵蛋白（TF）結合，成為轉鐵蛋白結合性鐵成為可溶形式被細胞攝取利用。人體細胞主要通過TF、TFR、血清鐵蛋白（SF）、鐵調節蛋白（IRP）、鐵調素Hepcidin等共同參與協調作用來維持細胞的鐵穩態。其中鐵調素作為一種主要的負性鐵調節激素，抑制鐵的吸收。

3 鐵代謝與氧化應激

亞鐵離子是助氧化劑，催化細胞反應，導致活性氧（Reactive Oxygen Species，ROS）產生，增加氧化應激水平[12]。鐵過載增強組織中不穩定鐵的氧化應激性，產生大量的ROS并引起脂質、蛋白質和DNA損傷[9]。在2型糖尿病過程中，ROS與胰島β細胞破壞和胰島素抵抗有關[10]。

4 結論

適度的有氧運動可以緩解鐵過載，不僅可以抑制ROS形成，減輕氧化應激引起的組織損傷，并促進鐵的重新分布和利用，同時增強機體抗氧化酶的活性，減輕胰島β細胞破壞和胰島素抵抗，這對2型糖尿病的治療的預防起到一定的指導意義。

參考文獻：

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編輯/羅茗柯