糖尿病是一組以高血糖為特征的代謝性疾病，目前已經成為一個全球性的健康問題。氧化應激與糖尿病及其并發癥的發生有密切關系，合理有效的規律運動能為糖尿病患者帶來許多益處，運動已被證實對氧化應激有一定的影響。本文旨在總結糖尿病中氧化應激增加的的機制以及運動與其之間的關聯。

1、 糖尿病中氧化應激增加的機制

氧化應激與糖尿病密切相關，抗氧化治療可以有效延緩或防止糖尿病的進展，對其并發癥也有一定的作用。有關氧化應激與糖尿病的關系，存在一個廣泛的爭議: 氧化應激的增加僅僅是關聯糖尿病，還是和糖尿病有因果關系。這個爭議是因為氧化應激的檢測通常是基于對相關產物即活性氧的檢測。

脂質過氧化反應和蛋白質氧化為指標的氧化應激的發生，在胰島素依賴型糖尿病患者和非胰島素依賴型糖尿病患者中都存在。Baynes 等人研究指出，有并發癥的晚期糖尿病患者，氧化應激會增加。Collier等人發現，糖尿病患者體內，氧化低密度脂肪蛋白質以及易氧化的物質都會增加。很多學者提出了糖尿病中氧化應激明顯增加的機制，具體有以下幾個方面:

1. 1 糖基化終產物 \\(Advanced glycation end prod-ucts，AGEs\\) 的生成

糖基化終產物是機體內的糖類、蛋白質和氨基酸等物質不經過酶促反應就能形成的聚合物，它會隨著年齡的增加而增加，糖尿病患者體內易形成此種產物，糖基化終產物也會加速糖尿病的進程。Jones 等人研究表明，糖化本身就可能導致產生超氧化物，從而增加氧化應激，而過氧化氫酶和其他抗氧化劑減少交聯會導致糖基化終產物產量的增加。

1. 2 谷胱甘肽的氧化還原

谷胱甘肽在抗氧化防御上起著核心作用，還原型谷胱甘肽能夠直接解毒活性氧如過氧化氫和脂質過氧化物，或者通過谷胱甘肽過氧化物酶催化機制來進行解毒。谷胱甘肽還能夠再生主要的水質和脂質抗氧化劑、抗壞血酸鹽和生育酚。

Osterode研究指出，1 型糖尿病血漿硒水平正常，但紅細胞硒含量和谷胱甘肽過氧化物酶活性會降低。也有學者的研究結果與之存在差異，Walter研究表明，1 型和 2 型糖尿病患者相比對照組，血紅細胞、全血和白細胞中谷胱甘肽過氧化物酶活性沒有顯著差異。De Mattia 等人通過研究發現，2 型糖尿病患者紅細胞谷胱甘肽水平下降，氧化型谷胱甘肽水平增加。Vijayalingam則提出，在 2 型糖尿病的不同階段，血谷胱甘肽水平都有明顯降低，會出現葡萄糖不耐受和高血糖，糖尿病患者紅細胞谷胱甘肽水平和糖尿病并發癥的存在逆相關。糖尿病中谷胱甘肽水平變化的病理生理學意義有待證明。

1. 3 超氧化物歧化酶\\(Superoxide dismutase，SOD\\)和過氧化氫酶活性的降低

超氧化物歧化酶和過氧化氫酶是重要的抗氧化酶，超氧化物除了直接的毒性作用，還有可能與其他活性氧如一氧化氮反應形成有毒物如過氧硝酸鹽。過氧亞硝基與酪氨酸剩余物反應導致血漿蛋白中硝基酪氨酸產生，這被認為是氧化應激增加的一種間接證據Ceriello 等人在 2 型糖尿病患者的血漿中檢測到硝基酪氨酸。Wolff 等人研究發現，超氧化物可以被歧化為更多活性氫過氧化物，通過芬頓反應可以導致高毒性的羥基自由基的形成。

Arai研究發現，糖尿病患者紅細胞中銅、鋅超氧化物歧化酶\\(Cu． Zn-SOD\\) 活性下降，紅細胞 Cu． Zn-SOD 活性與糖尿病患者血糖控制存在負相關。相關研究存在一定的差異，Tho 和 Candlish研究發現，在 1型和 2 型糖尿病患者中，無論有沒有微血管并發癥，與正常受試者相比，紅細胞 Cu． Zn-SOD 活性并沒有顯著性差異。Akkus 等研究發現，2 型糖尿病患者和健康對照組相比，白細胞 SOD 活性沒有顯著性差異，但是脂質過氧化水平增加，抗壞血酸鹽含量減少。

1. 4 多元醇通路

高血糖癥會引起多元醇通路，這會導致醛糖還原酶的感應的和山梨糖醇的產生。多元醇通路通過不同的機制能誘導氧化應激的產生，包括煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸\\(Triphosphopyridine nucleotide，NAD-PH\\) 的消耗和隨之發生的谷胱甘肽的干擾和一氧化氮的代謝。

De Mattia研究發現，2 型糖尿病患者與健康對照組相比，紅細胞谷胱甘肽水平以及 NADPH 水平的平均值均下降，NADPH 水平低迷的病人，通過一個星期的托瑞司他治療，谷胱甘肽和 NADPH 水平有所改善。在動物實驗中也有類似的發現，Obrosova 等人用鏈脲佐菌素建模的糖尿病大鼠進行實驗，發現醛糖還原酶抑制劑索比尼爾能夠修復抗氧化劑還原型谷胱甘肽和抗壞血酸鹽的神經濃度，這會誘導脂質過氧化反應。

1. 5 胰島素抵抗

胰島素抵抗是正常劑量的胰島素產生低于正常生物學效應的一種狀態。研究表明，胰島素抵抗狀態下機體的氧化應激水平會增加。

一項歷經十年的對空腹血胰島素水平和葡萄糖水平的跟蹤研究，對血漿TBARS 水平進行了分析和預測，發現胰島素抵抗能夠誘導氧化應激。Niskanen通過檢測糖耐量受損患者的血漿硫代巴比土酸活性物質\\(Thiobarbituraticac-id-reactive substances，TBARS\\) 含量，發現糖耐量受損患者 TBARS 含量相比正常對照組高。Vijayalingam研究指出，存在糖耐量受損和早期高血糖的糖尿病患者，脂質過氧化反應更強烈。目前的研究中，把胰島素抵抗作為氧化應激增加的機制還不完全明了，這類的研究相對較少，考慮到胰島素抵抗對糖尿病和一般心血管疾病發病機制的作用，未來的研究還應該著重于胰島素抵抗對氧化應激的影響。

1. 6 低密度脂蛋白氧化的敏感性

Kawamura研究指出，糖尿病患者低密度脂蛋白氧化的敏感性會增加。Bowie 等研究發現，1 型和 2型糖尿病患者相比正常的受試者，低密度脂蛋白和紅細胞細胞膜對氧化更敏感。此外，Bowie還指出低密度脂蛋白對氧化的敏感性程度和低密度脂蛋白糖基化有密切關系。相關研究存在矛盾的結果，Altomare等研究發現，1 型糖尿病患者和對照組相比，低密度脂蛋白和超低密度脂蛋白膽固醇對氧化的敏感性沒有顯著差異。

迄今為止還沒有明確的證據可以證明，糖尿病患者相比健康對照組，是否低密度脂蛋白更容易氧化，是否糖尿病并發癥和血糖控制對低密度脂蛋白氧化的敏感性有影響。

1. 7 糖尿病患者的蛋白質氧化

蛋白質是氧化的一個重要的靶點，Chevion指出蛋白質羰基含量是最廣泛使用的蛋白質的氧化改變的標志，也是一個可靠的氧化應激的標志。Dominguez 等人研究指出，無論是 1 型還是 2 型糖尿病，蛋白質羰基含量都會升高。Altomare指出蛋白質羰基含量與糖尿病的并發癥相關。

除了脂質和蛋白質氧化，有報道稱糖尿病患者DNA 也存在氧化損傷。Dandona研究發現，1 型和 2型糖尿病患者都存在 DNA 的氧化損傷，這些變化可能會導致糖尿病中動脈粥樣硬化的形成以及疾病中微血管并發癥的發生。

2、 運動與氧化應激

1956 年 Harman 提出了自由基學說，由于這個理論的產生，運動與氧化應激的研究已經成為運動醫學領域的一個重點。正常情況下，機體內會不斷的產生自由基，而抗氧化防御系統則會保護機體受到傷害。運動導致活性氧的大量產生，如果機體清除活性氧的能力不足，不能與產生活性氧的能力平衡，運動性內源活性氧產生增多，會導致機體發生氧化應激，需要注意的是，運動強度、運動方式的不同對氧化應激的影響不同。

人體在進行中等強度運動時，呼氣中脂質過氧化反應的副產品戊烷的含量會增加。中等強度的運動時，耗氧量增加 8-10 倍，肌肉的氧通量增加 90-100 倍，自由基也會增加，從而損壞抗氧化防御系統。Da-vies讓大鼠進行跑臺力竭運動后，檢測骨骼肌和肝臟中的自由基濃度，發現相比對照組增加了 2-3 倍。

Sen 等人檢測了機體脂質、蛋白質以及遺傳物質的氧化損傷水平，研究發現劇烈運動會誘導氧化應激的增加。黃園等人通過讓 12 名田徑運動員進行高強度無氧運動訓練，觀察血液和紅細胞氧化應激水平的變化，研究結果證實，高強度無氧運動會導致血液氧化應激水平的升高，造成血液脂質過氧化的增強和紅細胞的氧化應激損傷。

運動似乎會誘導氧化應激，而規律的體育鍛煉卻可以抑制氧化應激的發生，無論是規律的耐力運動或者是有氧運動，似乎都會誘導氧化劑的保護作用，從而減少氧化損傷。楊洪濤等人研究發現，規律的運動提高了胰島素抵抗大鼠脂肪組織抗氧化酶的活性，抑制了細胞內能量過剩而導致的氧化應激，改善了胰島素抵抗現象。

最大攝氧量是評定身體素質的指標之一，規律的運動能夠改善機體的最大攝氧量。Laaksonen 等人研究發現，以最大攝氧量作為衡量標準的身體素質，與糖尿病患者血漿 TBARS 有強烈的負相關，這表明規律運動對抗氧化應激有一定作用。

3、 運動與糖尿病中的氧化應激

運動作為預防醫學的一種工具，已經被廣泛推薦，當然也適用于糖尿病患者。氧化應激與動脈粥樣硬化和糖尿病微血管并發癥有關，運動可以加速引起氧化損傷，而規律訓練似乎能增強抗氧化防御系統。與急性和慢性運動相關的氧化應激所帶來的益處和風險，如糖尿病患者對氧化應激敏感性的增加，有一些相關的研究。

Laaksonen 等人招募了 9 個 1 型糖尿病患者和13 個 20 到 30 歲健康男性作為對照組進行實驗，受試者熱身之后，以 60% 的最大攝氧量進行 40min 功率自行車運動，運動后立即取血液樣本，經檢測，運動后，糖尿病患者相比對照組，血漿 TBARS 含量增加，這證實了在糖尿病中，運動誘導了氧化應激。1 型糖尿病患者降低的過氧化氫酶活性也有助于增加氧化應激，增加的葡萄糖和過氧化氫水平被證實會降低氧化氫酶的活性，即使沒有并發癥，1 型糖尿病患者脂質過氧化反應也會增強，超氧化物產量增加可能會加劇氧化應激。

紅細胞 SOD 和過氧化氫酶活性下降，在糖尿病患者中通常都能發現。

糖尿病患者血液總谷胱甘肽水平的增加，可以表明氧化應激的適應性反應的增加。很多研究發現，在糖尿病患者中，谷胱甘肽水平或者減少或者不變。DiSimplicio 等人的研究指出，無并發癥的 1 型糖尿病患者血小板谷胱甘肽水平會增加。血漿 TBARS 和最大攝氧量有強烈的負面關聯，這表明良好的身體狀況可能有對抗氧化應激的保護作用。那么，糖尿病患者是否可以通過規律鍛煉減少脂質過氧化反應需要被深入研究，這會有深遠的臨床意義。

Gul 等人用鏈脲佐菌素誘導的實驗性糖尿病大鼠進行實驗，結果發現，股外側肌和腓腸肌肌谷胱甘肽過氧化物酶的 TBARS 水平增加，這提示耐力訓練能降低脂質過氧化水平，然而，耐力訓練時，心臟的共軛二烯烴增加、谷胱甘肽過氧化物酶活性下降。Kihl-strom的研究也得出了一致的結果，健康大鼠經過耐力訓練，心臟抗氧化水平會下降。Khanna研究表明，未經訓練的糖尿病大鼠急性力竭運動，肝 TBARS水平和心臟中二烯烴水平都增加，這會誘發氧化應激。

這些結果表明，糖尿病的相關實驗中，盡管心臟有不良反應，耐力訓練似乎會對依賴骨骼肌抗氧化防御調節的谷胱甘肽起到正調節作用。

4、 小結和展望

氧化應激與糖尿病關系密切，已經越來越多的涉及到糖尿病微小血管及大血管疾病的發病機制。有證據表明，減少脂質過氧化反應有利于糖尿病的治療。運動會誘發氧化應激，而有規律的體育鍛煉卻可以在糖尿病中對氧化應激有一個保護性效應，那么如何使用體育鍛煉作為糖尿病的一種安全的治療方式值得進一步的研究，這對糖尿病及其并發癥的防治有重要的臨床意義。

參考文獻:
［1］ 韓寶玲． 氧化應激在 2 型糖尿病及其并發癥發病機制中的作用［J］． 實用臨床醫藥雜志，2011\\(3\\) : 128-130．