如何锻炼能提高糖尿病患者的心脏功能呢？

一项用小鼠做的有关心肌功能的详细研究提出了有关为何锻炼有益于提高2型糖尿病患者心脏功能的证据。由约翰霍普金斯大学医学院的科学家所领导的研究团队发现，心脏在应激状态下如运动时所消耗的更多的脂肪酸能够抵消糖过量的有害作用，并能通过多种方式提高糖尿病人心脏的泵功能。

研究成果也解释了引起糖尿病心肌病的复杂事件链，而糖尿病心肌病作为心衰的一种形式，是2型糖尿病致命并发症之一。

这项研究在2012年7月17日出版的Diabetes月刊中有所描述，研究对象为一种2型糖尿病的小鼠模型，主要关注点为心肌细胞内的能量交换。研究者关注糖与脂肪的作用——二者是为细胞供能的不同“燃料”——以及它们如何影响心肌的功能。

“我们的工作提供了有关脂肪酸在应激下的糖尿病心脏中所扮演角色的新观点，并提出了可能的改善心功能的新疗法，”约翰霍普金斯大学医学院医学助理教授、该研究文章的资深作者MiguelAon博士说，“人们普遍认为脂肪酸对心肌功能有害，但我们的研究表明对糖尿病心脏来说恰恰相反。”

研究者研究了来自于正常小鼠和糖尿病小鼠的完整心脏，也单独研究了来自于小鼠心脏的线粒体——细胞内的微小能量供应器。心脏依靠线粒体产生的能量产生搏动。

因为小型哺乳动物的糖尿病与人类糖尿病类似，因此特殊繁育的糖尿病小鼠长期以来被成功地应用于研究人类糖尿病。举例来说，由于胰岛素功能受损，患有糖尿病的人和小鼠血液中都会含有过量的葡萄糖；并且糖尿病患者或小鼠都会超重或肥胖。

在此项试验中，研究者给予正常心脏和糖尿病心脏过量葡萄糖，并让它们浸泡于异丙肾上腺素中刺激心脏加速搏动——异丙肾上腺素是一种激素样物质，作用类似于体内自然产生的儿茶酚胺，在人处于应激条件下或剧烈运动时活化。虽然正常的心脏能够处理增加的葡萄糖负荷并正常泵血，但是糖尿病心脏不能充分地收缩或舒张以应对葡萄糖负荷或正常泵血。

之后，科学家重复试验，给予正常心脏和糖尿病心脏两倍于常规剂量的脂肪酸。“我们发现正常心脏的功能没有改变，但令我们惊讶的是，糖尿病心脏功能明显改善，达到正常心脏水平，”约翰霍普金斯大学医学院医学助理教授、该研究文章的合作作者NazarenoPaolocci博士说。

Aon说脂肪酸能够提高细胞内能量交换并帮助心脏抵抗活性氧族物质（ROS）的副作用。这些ROS分子在细胞内信号传递中有积极作用，但太多的ROS可能引起氧化应激，损伤甚至杀死细胞。

研究者发现脂肪酸还能够抵消糖过多所导致的糖尿病心脏功能损害。

当我们吃得过量时，过多的能量以脂肪形式储存，导致超重或肥胖，这增加了患2型糖尿病的风险。当人们体重缓慢增加时，脂肪在细胞内蓄积并产生毒性，损害细胞的其他功能。长期以来，人们普遍认为有氧运动例如快走、慢跑、汽车和游泳，能够减少糖尿病对心肌的不良影响。

Aon说，有氧运动消耗体内储存的脂肪酸为心脏提供更多的能量，而这项研究表明当糖尿病心脏需要更快地搏动时增加的脂肪酸对其有益。

这项研究的另一重要发现与我们理解为何2性糖尿病患者会发生心肌病（心力衰竭的一种形式）有关。“随时间流逝，如果心肌不能获得足够的能量，那么产生正常心脏搏动所需的机械和电功能将被损伤，这将引起心肌病。”Aon说，“在我们的试验中，我们能够观察到作为细胞内能量供应器的线粒体的功能损伤与心脏机械和电功能损伤之间的因果关系，这有助于解释为何2性糖尿病患者会患心肌病。”

为了抵消损伤事件链，研究者在糖尿病小鼠心脏细胞中增加了一种重要的抗氧化物质——谷胱甘肽，而这极大地提高了心脏细胞的机械功能。研究者也发现增加心肌细胞对脂肪酸的暴露可以提高自然产生的谷胱甘肽量。因此，科学家总结，谷胱甘肽或类似化合物可能为2型糖尿病患者治疗的新途径。

“目前我们解释了为何运动能够提高2型糖尿病患者的心脏功能，”Aon说，“下一步将研究如何利用这些知识阻止糖尿病心脏损害，尤其是在那些不能良好控制血糖水平的患者之中。”

此项研究由美国国家心肺及血液研究中心赞助，该机构隶属于美国国家卫生研究院，研究号为#R01HL091923-01。授权题目为“糖尿病心脏中线粒体功能异常的机制”。