不同运动方式对T2DM大鼠形成过程中肾脏氧化应激及细胞凋亡的影响

【作者】 孙波； 曾桂芳； 林森； 胡亚哲；

【机构】 华中师范大学；

【摘要】 研究目的:探讨不同方式运动对T2DM大鼠形成过程中肾组织SOD酶活性、MDA含量变化及肾组织细胞凋亡水平的影响,为制定预防和治疗2型糖尿病的运动处方提供依据。研究方法:雄性SD大鼠随机分为安静对照组(NC)、糖尿病造模组(DM)、中强度运动组(MICT)、高强间歇运动组(HIIT)。通过高糖高脂饲料喂养加小剂量腹腔注射链脲佐菌素(STZ)构建T2DM模型。MICT和HIIT组在造模过程中采用8周的跑台训练。测量并计算各组大鼠肾重指数;检测血浆和肾组织中的SOD活性、及MDA含量变化;TUNEL法检测肾组织细胞凋亡水平。研究结果:与NC组和DM组相比,MICT组和HIIT组肾重指数均极显著增加(P<0.01);血浆中,与NC组相比,MICT组SOD活性极显著降低(P<0.01)、MDA含量极显著升高(P<0.01);与NC组相比,HIIT组MDA含量显著升高(P<0.05),SOD活性无显著性差异(P>0.05);肾组织中,与NC组相比,MICT组和HIIT组SOD活性显著降低(P<0.05),同时,HIIT组MDA含量显著低于NC组、DM组和MICT组(P<0.05);TUNEL法检测各组大鼠肾组织细胞凋亡水平IOD值均无显著性差异。研究结论:1)实验结束后进行肾脏取材并计算肾重指数发现,糖尿病造模组与正常对照组肾重指数无显著性差异,表明在糖尿病形成过程初期阶段,肾脏功能及形态未发生明显改变。因此,分析认为高血糖环境对肾功能的影响可能发生在糖尿病后期。同时,本研究还发现高强间歇运动组和中等强度运动组的肾重指数与糖尿病组和正常对照组相比显著提高,分析认为高强间歇与中等强度运动这两种运动形式均可引起肾脏功能代偿性肥大,从而增强肾脏功能,这可能为后期抵抗高血糖环境对肾功能的影响产生一定作用。2)实验结束后通过测取血浆和肾组织SOD酶活性及MDA含量后发现,中等强度运动组大鼠的血浆SOD活性显著低于正常对照组,且MDA含量显著高于正常对照组,分析认为中等强度运动可降低大鼠体内血浆SOD活性,导致抗氧化作用失衡,出现明显的氧化应激代谢产物MDA的堆积。同时,高强间歇运动组血浆MDA与正常对照组显著升高,但SOD活性与正常对照组无显著性差异,分析认为在同等运动量的情况下,高强间歇运动组未引起机体血浆SOD酶活性的下降,推测MDA的含量随着后期运动时间的增加可能会出现下降。本研究还发现,在大鼠肾组织中,中等强度运动组大鼠肾组织中的SOD活性与正常对照组相比显著降低,但MDA含量与正常对照组无显著性差异,这与血浆中的SOD、MDA变化不一致,分析认为在糖尿病大鼠形成过程中在中等强度运动状态下血浆中的抗氧化酶SOD的降低导致脂质过氧化代谢产物发增多,出现了一定程度的氧化应激反应,但由于此阶段属于糖尿病形成过程的初期,肾组织还尚未发生器质性变化,说明肾组织脂质过氧化代谢能力正常,因此肾组织MDA水平未出现显著升高。除此之外,本研究还发现高强间歇运动组肾组织SOD活性与正常对照组相比显著降低,但其MDA含量与正常对照组、糖尿病造模组、中等强度运动组相比亦有显著性降低,分析认为高强度间歇运动组大鼠肾组织代谢MDA的功能较强,抗氧化防御系统处于动态平衡的过程中,从而减少氧自由基与脂质发生过氧化反应后的产物MDA的生成。同时,这与血浆中的SOD、MDA的变化也不一致,分析认为氧化应激反应中的酶与产物SOD与MDA在血浆和肾组织中的表达并非同步。3)对各组大鼠肾脏细胞进行TUNEL法检测其凋亡水平,发现各组大鼠肾组织细胞IOD值未出现显著性差异,分析认为出现这一结果的原因可能是由于大鼠处于T2DM形成初期,发展进程较为缓慢,且这一过程中肾组织处于代偿阶段,导致糖尿病造模组、中等强度运动组和高强度间歇运动组肾组织大鼠肾细胞凋亡水平趋于稳定状态。综上所述,分析认为两种运动干预的形式均可提高T2DM形成过程中的大鼠肾重指数,促进肾脏功能性肥大;两种运动干预的形式均能影响T2DM造模过程中大鼠机体氧化应激能力;高强度间歇运动通过显著降低T2DM造模过程中大鼠肾脏脂质过氧化反应产物MDA的水平,改善T2DM造模过程中大鼠肾脏功能损伤;正常对照组、糖尿病造模组、中等强度运动组和高强间歇运动组肾组织细胞IOD值无显著差异。表明在糖尿病形成初期,肾组织处于代偿状态,一定程度维持细胞凋亡的稳态。更多还原