《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease》：Swimming exercise attenuates diabetic myopathy and is associated with histological and mitochondrial changes in pregnant rats (
Rattus norvegicus)
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糖尿病妊娠大鼠腹直肌糖尿病性肌病（DiM）的游泳运动干预机制研究。通过链脲佐菌素诱导糖尿病模型，比较运动组与对照组肌干细胞（MuSCs）、线粒体功能及炎症指标，发现游泳可显著增加MuSCs数量及线粒体生物量，提升柠檬酸合酶活性，抑制肌纤维萎缩。
布鲁娜·博洛尼亚·卡蒂内利（Bruna Bologna Catinelli）|安赫利卡·梅尔西亚·帕斯科恩·巴尔博萨（Angélica Mércia Pascon Barbosa）|阿琳·梅多拉戈·卡尔（Aline Medolago Carr）|拉斐尔·吉伦·德·奥利维拉（Rafael Guilen de Oliveira）|费尔南达·克里斯蒂娜·贝尔加莫·阿尔维斯（Fernanda Cristina Bergamo Alves）|弗朗西埃尔·莫塞莱（Franciele Mosele）|阿格纳尔多·布鲁诺·基耶斯（Agnaldo Bruno Chies）|塞尔吉奥·路易斯·费利斯比诺（Sérgio Luis Felisbino）|路易斯·索布雷维亚（Luis Sobrevia）|帕特里夏·德·索扎·罗西尼奥利（Patrícia de Souza Rossignoli）|玛丽尔扎·维埃拉·库尼亚·鲁奇（Marilza Vieira Cunha Rudge）
巴西圣保罗州立大学（UNESP）博图卡图医学院妇产科系产科学研究生项目
摘要
目的
糖尿病引起的肌病（DiM）可以通过游泳运动（SE）在糖尿病孕妇大鼠中得到改善。本研究旨在探讨肌肉干细胞（MuSCs）、线粒体适应性以及炎症在这一过程中的作用。
方法
通过给Wistar雌性新生大鼠在出生第一天注射100 mg/kg链脲佐菌素，建立了一个轻度高血糖的妊娠大鼠模型。成年后，这些大鼠被分为久坐组和运动组。运动方案为每周6天、每天60分钟的游泳，从妊娠第0天持续到第20天。妊娠第21天，采集血液样本、腹直肌（RAM）和比目鱼肌样本，以分析纤维类型、肌肉干细胞数量、线粒体适应性及炎症标志物。
结果
糖尿病组中快速收缩纤维和慢收缩纤维的数量较少。游泳运动增加了肌肉干细胞的数量、肌肉干细胞与肌核的比例、线粒体面积和数量，并恢复了柠檬酸合成酶的活性。此外，游泳运动还提高了肌肉干细胞与纤维的比例、肌核与纤维的比例以及线粒体数量与纤维的比例，表明糖尿病组中线粒体数量与纤维数量之间存在正相关关系。炎症分析未发现促炎标志物的表达或定量方面的差异。
结论
这些结果表明，游泳运动具有多重作用：增加肌肉干细胞和线粒体的数量与面积，并恢复柠檬酸合成酶的活性。这表明，在糖尿病动物中，游泳运动通过改变肌肉组织学、肌肉干细胞的数量以及线粒体适应性，可能在减轻糖尿病孕妇大鼠的腹直肌肌病方面发挥关键作用。
引言
妊娠糖尿病（GDM）是妊娠期间的常见并发症[1]。2型糖尿病（T2DM）患者的骨骼肌健康会受到影响，其慢性并发症包括骨骼肌损伤和退化[2][3][4]。GDM会导致肌肉萎缩[5][6][7]、纤维类型从氧化型向糖酵解型转变[8][9]，以及骨骼肌能量代谢受损[10][11]。这些变化会导致肌肉无力和运动耐受性下降[6][12]。
GDM还会使肌肉纤维类型从快速收缩型向慢收缩型转变，从而导致骨骼肌萎缩、无力和胶原蛋白沉积增加[13][14][15][16][17][18]。这些变化可见于患有妊娠糖尿病的女性的盆底肌肉（PFM）[13][14][15][19][20][21][22]和腹直肌（RAM）[16][17][18]中。这种被称为糖尿病引起的肌病（DiM）的肌肉损伤会加剧GDM患者肌肉的萎缩。此外，DiM还会影响患者的生活质量，导致妊娠特异性尿失禁（PS-UI）和长期尿失禁（long-UI）[17][23][24]。
患有DiM的大鼠的腹直肌（RAM DiM）表现出与患者相似的病理变化[16][17][18]。游泳运动可以改善妊娠大鼠的RAM DiM，表现为肌肉面积增加、快速收缩纤维和慢收缩纤维的面积和直径增大，I型胶原蛋白沉积减少，I型/III型胶原蛋白比例降低[25]。其他研究表明，糖尿病会导致肌肉干细胞（MuSCs）的数量和功能下降[26][27][28][29]，使受影响的肌肉细胞向纤维生成或结缔组织方向转化[30]。此外，糖尿病患者的骨骼肌中还观察到线粒体生成减少[31][32][33][34][35]以及促炎细胞因子（如TNF-α、IL-6和IL-1β）水平升高[3][30][32][36]。因此，肌肉干细胞和线粒体功能障碍以及炎症可能共同导致糖尿病患者的肌肉萎缩和胶原蛋白沉积增加。
运动能够增加肌肉干细胞的数量和功能[26][37][38][39]，同时提高骨骼肌的氧化能力（表现为有氧代谢酶活性和线粒体含量的增加[40][41][42]，并减轻全身和骨骼肌的炎症，促进蛋白质合成，减少肌肉退化相关信号通路[43][44][45]。然而，目前对于高血糖环境下游泳运动如何减轻DiM的机制仍需进一步研究。
本研究旨在探讨糖尿病孕妇大鼠在高血糖环境下的腹直肌萎缩情况，重点关注与肌肉恢复相关的机制。
伦理批准与动物实验
该临床前研究的方案已获得圣保罗州立大学（UNESP）机构动物护理和使用委员会的批准，符合巴西动物实验控制委员会（CONCEA）的要求（方案注册编号1365/2020）。实验所用雌雄Wistar大鼠来自ANILAB实验室，饲养条件为恒温（22±2°C）和恒湿（55±5%），处于12小时光照-12小时黑暗的周期中，食物和水自由供应，每只大鼠单独饲养。
游泳运动对肌肉纤维数量、面积和直径的影响
免疫组化分析显示，与NDsed组相比，Dex组的总纤维数量以及快速收缩纤维和慢收缩纤维的数量均较低（图2A-C）。同时，Dex组的快速收缩纤维面积和直径也大于NDsed组和Dsed组（图2B-C）。
游泳运动对糖尿病动物肌肉组织和肌肉干细胞数量的影响
免疫荧光分析显示...
讨论
已有大量关于妊娠糖尿病（GDM）的实验模型用于描述该疾病相关的机制和并发症[15][46][51][52][53][54][55]。虽然已知GDM会影响骨骼肌，但关于GDM如何导致肌肉质量下降的信息仍然有限。GDM会在大鼠和人类中引发腹直肌萎缩[17]，导致肌肉功能从氧化型向糖酵解型转变[18][56]，从而引起肌肉无力[19][20][22]。本研究进一步证实了这一现象...
作者贡献声明
布鲁娜·博洛尼亚·卡蒂内利（Bruna Bologna Catinelli）：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、方法设计、数据分析、概念构建。
安赫利卡·梅尔西亚·帕斯科恩·巴尔博萨（Angélica Mércia Pascon Barbosa）：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、项目监督、资金申请、概念构建。
阿琳·梅多拉戈·卡尔（Aline Medolago Carr）：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据管理、形式分析。
拉斐尔·吉伦·德·奥利维拉（Rafael Guilen de Oliveira）：撰写 – 审稿与编辑...
资金支持
本研究得到了巴西圣保罗研究基金会（FAPESP）（项目编号2016/01743-5）和巴西国家科学技术委员会（CNPq）（项目编号409902/2018-7）的支持。B.B. Catinelli获得了CAPES高等教育人员发展协调办公室（编号2020/88887.481402/2020-00）的博士奖学金。M.V.C. Rudge获得了CNPq的研究奖学金。L. Sobrevia感谢...
未引用参考文献
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利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
致谢
作者感谢研究人员的支持，以及UNIPEX（博图卡图医学院实验研究单元）、UNESP生物科学研究所电子显微镜中心、UNESP哲学与科学学院生理科学实验室、马里利亚医学院（FAMEMA）药理学实验室和马里利亚医学院人类胚胎学实验室提供的基础设施支持。特别感谢Augusto Nascimento的协助...
