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长期有氧运动对糖尿病大鼠主动脉血管内皮细胞功能的影响

摘要

研究目的:探讨长期游泳运动对2型糖尿病(T2DM)大鼠血管内皮细胞的影响及可能机制.rn 研究方法:采用高糖高脂饲料喂养联合链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)腹腔注射的方法复制2型糖尿病(typeⅡdiabetes mellitus,T2DM)大鼠模型.从45只8周龄雄性Wistar大鼠中随机抽取14只分为空白对照组(C,n=7)和单纯运动组(CE,n=7),给予普通饲料喂养,其余31只给予高糖高脂喂养7周,空腹12h后小剂量腹腔注射STZ(溶于0.1mol/L,pH=4.2的枸橼酸缓冲液中)30mg/kg,同时C和CE组腹腔注射等量枸橼酸缓冲液。72h后选取非禁食血糖>16.7mmol/L者作为T2DM大鼠。将造模成功的20只大鼠随机分为糖尿病对照组(DM,n=10)和糖尿病运动组(DME,n=10)。CE组、DME组进行8周无负重游泳训练,每周6次,每次60分钟。监测实验过程中各组大鼠体重变化,使用强生血糖仪测定造模前后及运动8周后各组大鼠空腹血糖(FPG),采用酶联免疫吸附法(ELISA)检测STZ注射前和8周运动后空腹血清胰岛素(fastinginsulin,FINS)水平、8周运动后血浆中血管性假性血友病因子(von Willebrand factor,vWF)、纤溶酶原激活物抑制剂(plasminogen activator inhibitor-1,PAI-1)以及胸主动脉中二脂酰甘油(diacylglycerol,DAG)、蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)的含量,行HE染色观察胸主动脉形态学改变。rn 研究结果:1.T2DM模型成功复制后,与空白对照组大鼠相比:1)糖尿病大鼠体重减轻,FPG、血清FINS水平明显升高(P<0.01或P<0.05),胰岛素抵抗指数明显升高(P<0.01),呈现高血糖、高胰岛素血症、胰岛素抵抗指数升高的特点,出现胰岛素抵抗症候群;2)糖尿病对照组大鼠血浆vWF、PAI-1的含量显著增加(P<0.01),胸主动脉中DAG含量也明显增加、PKC活性显著升高(P<0.05);3)糖尿病对照组大鼠胸主动脉光镜下可见明显的病理损伤反应:内膜局限性增厚、表面不光滑,内皮细胞损伤、突起、形态不规则,中膜平滑肌细胞排列较整齐。2.实验末:1)与空白对照组相比,糖尿病对照组大鼠血清FINS明显降低,但FPG、胰岛素抵抗指数仍处于极高水平,差异具有统计学意义(P<0.01);2)与糖尿病对照组相比,糖尿病运动组大鼠体重增加,血清FINS显著升高(P<0.01),FPG、胰岛素抵抗指数明显降低(P<0.05),但均未恢复到空白对照组水平;此外,血浆vWF、PAI-1含量以及胸主动脉中PKC活性均明显降低(P<0.05),而DAG水平也有所降低,差异无统计学意义(P>0.05);3)糖尿病运动组主动脉壁各层细胞排列规则,病变明显减轻。此外,与空白对照组比较,正常大鼠进行8周游泳运动,上述指标未出现明显改变。rn 研究结论:1)高糖高脂喂养联合小剂量STZ注射可成功建立实验性T2DM动物模型。2)8周游泳运动可降低vWF、PAI-1水平,减轻糖尿病造成的血管内皮细胞损伤,对内皮细胞起保护作用,其机制可能与减少组织DAG的合成、抑制PKC途径的激活有关。后续研究可通过细胞内调节蛋白PKC、VEGF、TGF-β等信号蛋白质的变化进一步研究糖尿病血管并发症发生、发展的机制及预防措施。

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