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【摘要】目前认为低氧运动是2型糖尿病治疗的一个重要影响因素。本文就葡萄糖转运与2型糖尿病、低氧运动与葡萄糖转运之间的关系作一简要综述。
【关键词】低氧运动；葡萄糖转运；2型糖尿病
【中图分类号】R-1 【文献标识码】B 【文章编号】1671-8801（2016）01-0170-01
1.葡萄糖转运蛋白与2型糖尿病
1.1葡萄糖转运蛋白
人体内游离的葡萄糖要想进入组织内，不是单纯的自由扩散可以完成的，是需要载体才能进行的。葡萄糖转运体就是人体从血液向组织细胞内运送葡萄糖时所需要用到的载体。葡萄糖转运体是多种蛋白亚型的总称，在人体内所在的位置各不相同，不同的葡萄糖转运体间与葡萄糖的亲和力也有显著差异。在病理生理方面葡萄糖转运蛋白对于糖尿病有非常大的作用。GLUT4在基因转录和转位中任意一个步骤发生故障都可能导致外周组织胰岛素抵抗。因此目前科学研究主要针对GLUT4 的基因转录和转位的各个步骤出现的障碍，研发能促进障碍恢复的药物从而达到治疗糖尿病的效果。
1.2 2型糖尿病
糖尿病是一种与胰岛素的产生与发挥作用出现异常相关联、以高血糖症为主要表现特征的代谢性疾病，主要有两种，一种以胰岛素绝对缺乏为主的 1 型糖尿病，另一种是以胰岛素相对缺乏和胰岛素抵抗为主的 2 型糖尿病[1]。2型糖尿病患者一般不会很快发病，发病初期大都感觉不到，体型和一般人相比略显肥胖，会出现口干、口渴等一系列症状。早期患病被发现通常是在常规体检时，或因其他疾病就诊时被检查出。大部分患者血糖可以控制，只需要通过控制饮食结构和食量以及口服降糖药即可。
1.3 运动对糖尿病的影响
最近几年我国经济发展迅猛，随着人民生活水平的逐渐提高，糖尿病的患病率也逐年提高，糖尿病己经发展为足以危害人民健康的重大社会问题。随着糖尿病防治研究日渐深入，运动疗法在糖尿病预防及治疗的医护工作者中逐渐受重视。运动疗法具有疗效肯定、经济实用及简单易行等特点成为糖尿病预防和治疗的基础手段之一。现阶段文献表明，运动可以通过提高机体的能量消耗来消耗多余的脂肪，从而避免了脂质物质在骨骼肌细胞、肝细胞及胰腺细胞中过多积累，减轻脂质对骨骼肌细胞、肝细胞及胰腺细胞的毒性作用，提高了胰腺细胞分泌胰岛素及骨骼肌细胞摄取葡萄糖的能力；
2.低氧运动对骨骼肌葡萄糖转运的影响
2.1 低氧
低氧的定义是机体生命活动所需要的氧不能得到充足地供給。低氧严重到一定程度能够对人体生命产生威胁，但如能将低氧的程度控制在可承受范围内，将对人体产生有利的影响[2]。
在低氧状态下，人体内的基础代谢会加快，神经、激素会发生一系列的应激反应，在这种情况下糖作为体内最主要的能源物质优先被组织利用。长期低氧环境下，糖代谢会发生较大变化，糖的摄取、利用、氧化等能力都有一定程度的提高。长期低氧条件下，红细胞血球压积增大、毛细血管增生、肺通气适应性能力改善。在细胞水平方面长期低氧也可以引起许多适应性改变，主要通过提高糖代谢供能比例，调整机体物质代谢平衡，维持机体内环境稳定。
2.2低氧对GLUT的影响
骨骼肌细胞中葡萄糖转运主要由 GLUT1、4 介导。长期低氧适应使得GLUT基因表达和转运能力增强，同时与葡萄糖亲和力较高的GLUT4被激活，由细胞内囊泡结构向细胞膜转位，增大组织细胞摄取葡萄糖的能力，目前被认为是低氧条件下人体适应环境的重要机制之一。
有离体实验表明长期低氧适应后，大鼠骨骼肌细胞膜上的 GLUT蛋白表达增多，证明长期低氧适应可以使葡萄糖摄取能力增强[3]。Ouiddir 等实验证明，低氧可以诱导肺泡上皮细胞GLUT1 活性增加，随氧浓度降低和时间延长GLUT1 mRNA的表达显著增加。Reynolds 等[4]在大鼠骨骼肌细胞中也发现了低氧对GLUT4蛋白表达具有诱导作用。葡萄糖转运体储备、表达、转位增加是加强葡萄糖摄取能力的基础。
2.3低氧和运动对GLUT的影响
有实验研究表明，耐力运动能够提高骨骼肌细胞GLUT4蛋白表达水平，并且可以促进GLUT4从细胞内囊泡结构向细胞膜转位。有研究显示缺氧和肌肉收缩两种刺激可能是通过同一信号传导途径刺激骨骼肌细胞葡萄糖跨膜转运的。PI-3K参与胰岛素刺激葡萄糖转运，是该途径必需蛋白，但在缺氧和收缩刺激的葡萄糖转运中PI-3K不表达。缺氧和收缩刺激增加葡萄糖转运是通过一个非胰岛素依赖的途径AMPK参与这一过程。
但也有研究认为缺氧和收缩是通过不同的信号通路刺激骨骼肌细胞影响葡萄糖转运的。对甘油二酯敏感的PKC依赖的信号参与了收缩刺激的骨骼肌细胞葡萄糖转运途径，但在低氧刺激的信号途径中没有被发现。David C的研究认为，低氧刺激和收缩刺激的骨骼肌葡萄糖转运需要通过一个Ca2+依赖的机制。同时有研究表明低氧刺激葡萄糖转运还与组织内糖原含量有关，糖原含量较高时低氧刺激的葡萄糖转运受抑制[4]。
因此低氧运动可以增强葡萄糖转运蛋白的表达和转运能力，使组织摄取葡萄糖能力增强，从而使外周血糖降低，缓解糖尿病症状。治疗糖尿病中较为重要的环节就是提高葡萄糖转运能力，那么低氧运动自然可以作为糖尿病的治疗手段在广大糖尿病患者中推广。
参考文献：
[1] Chiu KC， Chuang LM， Sead MF， et al. Association of lepton receptor polymorphism with insulin resistance [J]. Eur J Endocrinol， 2004， 150（5）：725-729.
[2] 周兆年. 低氧与健康研究.中国基础科学，2003，5（20）
[3] 黄缄，高钰琪，张国斌，等.大鼠缺氧习服后骨骼肌葡萄糖摄取的特点[J].第三军医大学学报，2004，26（1）：5-7
[4] Reynolds， T. H.， Brozinick， J. T.， Jr.， Rogers， M. A.， & Cushman， S. W. （1998）. Mechanism of hypoxia-stimulated glucose transport in rat skeletal muscle： potential role of glycogen. The American Journal Of Physiology， 274（5 Pt 1）， E773-E778.
【关键词】低氧运动；葡萄糖转运；2型糖尿病
【中图分类号】R-1 【文献标识码】B 【文章编号】1671-8801（2016）01-0170-01
1.葡萄糖转运蛋白与2型糖尿病
1.1葡萄糖转运蛋白
人体内游离的葡萄糖要想进入组织内，不是单纯的自由扩散可以完成的，是需要载体才能进行的。葡萄糖转运体就是人体从血液向组织细胞内运送葡萄糖时所需要用到的载体。葡萄糖转运体是多种蛋白亚型的总称，在人体内所在的位置各不相同，不同的葡萄糖转运体间与葡萄糖的亲和力也有显著差异。在病理生理方面葡萄糖转运蛋白对于糖尿病有非常大的作用。GLUT4在基因转录和转位中任意一个步骤发生故障都可能导致外周组织胰岛素抵抗。因此目前科学研究主要针对GLUT4 的基因转录和转位的各个步骤出现的障碍，研发能促进障碍恢复的药物从而达到治疗糖尿病的效果。
1.2 2型糖尿病
糖尿病是一种与胰岛素的产生与发挥作用出现异常相关联、以高血糖症为主要表现特征的代谢性疾病，主要有两种，一种以胰岛素绝对缺乏为主的 1 型糖尿病，另一种是以胰岛素相对缺乏和胰岛素抵抗为主的 2 型糖尿病[1]。2型糖尿病患者一般不会很快发病，发病初期大都感觉不到，体型和一般人相比略显肥胖，会出现口干、口渴等一系列症状。早期患病被发现通常是在常规体检时，或因其他疾病就诊时被检查出。大部分患者血糖可以控制，只需要通过控制饮食结构和食量以及口服降糖药即可。
1.3 运动对糖尿病的影响
最近几年我国经济发展迅猛，随着人民生活水平的逐渐提高，糖尿病的患病率也逐年提高，糖尿病己经发展为足以危害人民健康的重大社会问题。随着糖尿病防治研究日渐深入，运动疗法在糖尿病预防及治疗的医护工作者中逐渐受重视。运动疗法具有疗效肯定、经济实用及简单易行等特点成为糖尿病预防和治疗的基础手段之一。现阶段文献表明，运动可以通过提高机体的能量消耗来消耗多余的脂肪，从而避免了脂质物质在骨骼肌细胞、肝细胞及胰腺细胞中过多积累，减轻脂质对骨骼肌细胞、肝细胞及胰腺细胞的毒性作用，提高了胰腺细胞分泌胰岛素及骨骼肌细胞摄取葡萄糖的能力；
2.低氧运动对骨骼肌葡萄糖转运的影响
2.1 低氧
低氧的定义是机体生命活动所需要的氧不能得到充足地供給。低氧严重到一定程度能够对人体生命产生威胁，但如能将低氧的程度控制在可承受范围内，将对人体产生有利的影响[2]。
在低氧状态下，人体内的基础代谢会加快，神经、激素会发生一系列的应激反应，在这种情况下糖作为体内最主要的能源物质优先被组织利用。长期低氧环境下，糖代谢会发生较大变化，糖的摄取、利用、氧化等能力都有一定程度的提高。长期低氧条件下，红细胞血球压积增大、毛细血管增生、肺通气适应性能力改善。在细胞水平方面长期低氧也可以引起许多适应性改变，主要通过提高糖代谢供能比例，调整机体物质代谢平衡，维持机体内环境稳定。
2.2低氧对GLUT的影响
骨骼肌细胞中葡萄糖转运主要由 GLUT1、4 介导。长期低氧适应使得GLUT基因表达和转运能力增强，同时与葡萄糖亲和力较高的GLUT4被激活，由细胞内囊泡结构向细胞膜转位，增大组织细胞摄取葡萄糖的能力，目前被认为是低氧条件下人体适应环境的重要机制之一。
有离体实验表明长期低氧适应后，大鼠骨骼肌细胞膜上的 GLUT蛋白表达增多，证明长期低氧适应可以使葡萄糖摄取能力增强[3]。Ouiddir 等实验证明，低氧可以诱导肺泡上皮细胞GLUT1 活性增加，随氧浓度降低和时间延长GLUT1 mRNA的表达显著增加。Reynolds 等[4]在大鼠骨骼肌细胞中也发现了低氧对GLUT4蛋白表达具有诱导作用。葡萄糖转运体储备、表达、转位增加是加强葡萄糖摄取能力的基础。
2.3低氧和运动对GLUT的影响
有实验研究表明，耐力运动能够提高骨骼肌细胞GLUT4蛋白表达水平，并且可以促进GLUT4从细胞内囊泡结构向细胞膜转位。有研究显示缺氧和肌肉收缩两种刺激可能是通过同一信号传导途径刺激骨骼肌细胞葡萄糖跨膜转运的。PI-3K参与胰岛素刺激葡萄糖转运，是该途径必需蛋白，但在缺氧和收缩刺激的葡萄糖转运中PI-3K不表达。缺氧和收缩刺激增加葡萄糖转运是通过一个非胰岛素依赖的途径AMPK参与这一过程。
但也有研究认为缺氧和收缩是通过不同的信号通路刺激骨骼肌细胞影响葡萄糖转运的。对甘油二酯敏感的PKC依赖的信号参与了收缩刺激的骨骼肌细胞葡萄糖转运途径，但在低氧刺激的信号途径中没有被发现。David C的研究认为，低氧刺激和收缩刺激的骨骼肌葡萄糖转运需要通过一个Ca2+依赖的机制。同时有研究表明低氧刺激葡萄糖转运还与组织内糖原含量有关，糖原含量较高时低氧刺激的葡萄糖转运受抑制[4]。
因此低氧运动可以增强葡萄糖转运蛋白的表达和转运能力，使组织摄取葡萄糖能力增强，从而使外周血糖降低，缓解糖尿病症状。治疗糖尿病中较为重要的环节就是提高葡萄糖转运能力，那么低氧运动自然可以作为糖尿病的治疗手段在广大糖尿病患者中推广。
参考文献：
[1] Chiu KC， Chuang LM， Sead MF， et al. Association of lepton receptor polymorphism with insulin resistance [J]. Eur J Endocrinol， 2004， 150（5）：725-729.
[2] 周兆年. 低氧与健康研究.中国基础科学，2003，5（20）
[3] 黄缄，高钰琪，张国斌，等.大鼠缺氧习服后骨骼肌葡萄糖摄取的特点[J].第三军医大学学报，2004，26（1）：5-7
[4] Reynolds， T. H.， Brozinick， J. T.， Jr.， Rogers， M. A.， & Cushman， S. W. （1998）. Mechanism of hypoxia-stimulated glucose transport in rat skeletal muscle： potential role of glycogen. The American Journal Of Physiology， 274（5 Pt 1）， E773-E778.