自噬介导运动改善2型糖尿病骨代谢紊乱的作用机

背景：研究发现，自噬可通过核因子 κB受体活化因子配体、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白、Wnt/β-连环蛋白途径和p38丝裂原活化蛋白激酶等信号通路来调控2型糖尿病骨代谢。

目的：分析总结近年来自噬在运动改善2型糖尿病骨代谢紊乱中的作用及可能分子机制。

方法：以“自噬；运动；2型糖尿病；骨代谢”“autophagy；exercise；type 2 diabetes mellitus；bone metabolism”作为关键词在PubMed、中国知网等文献资料库中查询有关自噬介导运动改善2型糖尿病骨紊乱的相关文献，并对其进行研究，然后按照一定逻辑进行分析和综述。

结果与结论：①研究发现自噬可以通过PPAR-γ、Hedgehog、MITF和过氧化物酶体增殖激活受体等信号通路作用，从而在运动改善2型糖尿病骨代谢紊乱中发挥调控作用；②自噬在2型糖尿病中能上调成骨细胞的分化能力以及下调破骨细胞吸收能力，并对成骨细胞形成骨组织细胞和骨钙素的矿化产生重要影响。

BACKGROUND:Autophagy can regulate bone metabolism disorders in type 2 diabetes mellitus via nuclear factor KB receptor activating factor ligand, mammalian target of rapamycin, Wnt/β-catenin pathway, and p38 mitogen-activated protein kinase.

OBJECTIVE:To analyze and summarize the role and possible molecular mechanism of autophagy to improve bone metabolism disorder in type 2 diabetes mellitus.

METHODS:Using “autophagy; exercise; type 2 diabetes mellitus; bone metabolism” as keywords, we retrieved literature regarding autophagy for improving bone metabolism disorder in type 2 diabetes mellitus in PubMed and China Knowledge Network, and logically analyzed and summarized the included studies.

RESULTS AND CONCLUSION:Autophagy can improve bone metabolism disorders in type 2 diabetes mellitus through activation of signaling pathways, such as PPAR-γ, Hedgehog, MITF, and peroxisome proliferator-activated can up-regulate the differentiation capacity of osteoblasts, down-regulate the absorption capacity of osteoclasts in type 2 diabetes mellitus, and has an important effect on bone formation and osteocalcin mineralization.

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文题释义：

骨代谢：骨作为生命活动的重要器官之一，其细胞在不断进行代谢，细胞之间还会产生相互作用，在此过程中还存在骨髓中的红细胞生成细胞和基质细胞的相互作用，进而完成骨的修复和重建。

骨自噬：在骨组织细胞内发生的一种分化和吸收的循环过程，是骨组织细胞代谢的重要组成部分和必要的环节，正常状态下的自噬维持着骨中细胞的吸收和分化，在受到内部或外部刺激后，骨自噬水平会加强，以完成对骨细胞代谢的调控和对病态的应激。

0 引言 Introduction

自噬作为维持内环境稳定和调控机体新陈代谢的重要生理机制，生长因子、胰岛素、营养因子、能量和环境的压力以及氨基酸的缺失会诱使细胞产生自噬溶酶体，吞噬自身内部蛋白质和其他大分子物质，从而调控关键分子或蛋白表达来介导骨代谢、细胞凋亡、衰老、生长发育、炎症反应等生物学过程。2型糖尿病作为因能量代谢紊乱导致的代谢性疾病，机体内成骨细胞主导的骨形成代谢和破骨细胞主导的骨吸收代谢的紊乱和代谢失衡，导致骨组织形态结构退化和并发症骨质疏松的发生。KAYVAN等[1]研究发现，沉默信息调节因子1对成骨细胞骨分化以及破骨细胞骨吸收有着重要的调控作用，当对小鼠进行敲除沉默信息调节因子1的实验后发现该组小鼠的成骨细胞数量和活性均明显下降，并发现破骨细胞活性显著增强。谭伟源等[2]通过成功诱导成骨后发现2型糖尿病骨质疏松组大鼠脂肪间充质干细胞的成骨分化能力要明显低于对照组，同时也低于单纯的骨质疏松组。以上研究都可说明自噬在2型糖尿病抑制骨代谢中扮演重要角色。

运动作为调控骨代谢的重要手段，其亦可显著改善2型糖尿病骨紊乱。对此张玲莉等[3]研究发现，4周的跑台运动可以促进2型糖尿病大鼠的骨形成以及有效地抑制骨吸收，但在骨量上未能明显反映。而江洪[4]通过对2型糖尿病大鼠分组并分别进行低、中、高强度的运动训练，结果发现不同强度的运动训练对2型糖尿病大鼠的骨密度和骨代谢都有影响，同时提出了采取适当的运动疗法可以提高血清中的骨钙素含量，改善骨代谢能力，进而更好地预防骨质疏松地出现。而自噬作为改善2型糖尿病骨代谢的重要生物学机制，研究发现，自噬可通过核因子κB受体活化因子配体(receptor activator of nuclear factor-K B ligand，RANKL)、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)、Wnt/β-连环蛋白途径(Wingless/Integrated/β-catenin，Wnt/β-catenin)和p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 mitogen activated protein kinase，p38MAPK)等信号通路来调控2型糖尿病骨代谢[5-6]。并且，运动亦可通过以上机制来调控2型糖尿病骨代谢。但是，体育科学领域内有关自噬调控2型糖尿病骨代谢紊乱及运动对其影响的相关研究尚鲜有报道。

文章来源：《运动精品》 网址: http://www.ydjpzz.cn/qikandaodu/2020/0715/403.html