ج دیابت عبارت‌اند از: دیابت نوع ۱ (T1D)23 و دیابت نوع ۲ (T2D)24 که هر دوی آنها ناشی از ترکیب عوامل خطرزای محیطی و ژنتیک هستند. دیابت نوع ۱، بیماری ایمنی خودکار است که با تخریب انتخابی سلول‌های بتای پانکراس تولیدکننده انسولین توسط سلول‌های خودواکنشی T کمکی ۱ (Th1)25 و میانجی‌های آنها رخ می‌دهد و اغلب با نقص در عمل انسولین مشخص می‌شود. به نظر می‌رسد زمانی دیابت نوع ۱ آغاز می‌شود که سیستم ایمنی، پروتئین‌های روی سطح سلول‌های بتا را شناسایی کرده و به آنها حمله می‌کند و احتمالا آنها را با مواد آنتی‌ژنی متعلق به یک اندام متجاوز اشتباه می‌گیرد. پاسخ ایمنی، منجر به غوطه‌ورشدن لنفوسیت‌های T در جزایر پانکراس شده و باعث التهاب معروف به انسولیته۲۶ می‌شود. وقتی سلول‌های بتا به اندازه کافی تخریب شدند، علایم دیابت ظاهر می‌شود[۵۹].
بیمارانی که از دیابت نوع ۱ رنج می‌برند باید از انسولین تزریقی استفاده کنند تا بتوانند از طریق پاسخ ایمنی خودکار نقص مربوط به انسولین را جبران کنند. درمان‌های جدید موجود، دقیقا از عملکرد طبیعی سلول بتا تقلید نمی‌کنند، که میزان ترشح انسولین را در پاسخ به نیازهای بیولوژیکی تنظیم می‌کند. بنابراین افراد مبتلا به دیابت نوع ۱ باید به‌طور پیوسته سطوح گلوکز خود را کنترل و در صورت نیاز، انسولین تزریق کنند. عدم کنترل صحیح می‌تواند منجر به هایپوگلیسمی۲۷ شود که ممکن است منجر به کما و همچنین هایپرگلیسمی‌شود که خطر پیشرفت ناراحتی‌های دیابتی مانند کوری، ناتوانی کلیوی و قطع عضو را افزایش می‌دهد[۶۰].
در مقایسه با دیابت نوع ۱، دیابت نوع ۲ اختلال متابولیکی پیچیده‌تری است که با چاقی، نقص در عملکرد سلول بتا، افزایش گلوکز تولیدی درون‌کبدی و مقاومت انسولین در بافت‌های هدف مشخص می‌شود. دیابت نوع ۲ رایج‌ترین بیماری متابولیک در سراسر دنیاست[۶۱]. شیوع دیابت نوع ۲ در سراسر دنیا، عمدتا به دلیل افزایش شیوع سبک زندگی بی‌تحرک، مصرف رژیم‌های غذایی پرکالری و چاقی، افزایش می‌یابد. تخمین زده می‌شود بین سال‌های ۲۰۰۰ تا ۲۰۱۰ شیوع دیابت نوع ۲ تا ۴۷ درصد افزایش یافته و بیش از ۲۱۵ میلیون نفر را تحت تاثیر قرار دهد. به علاوه، این مشکل، دیگر محدود به جامعه سالمند نیست و تعداد کودکان و جوانان مبتلا به پیشرفت دیابت نیز رو به افزایش است[۵۹]. تخمین زده می‌شود که منطقه آسیای شرقی، بیشترین جمعیت افراد مبتلا به دیابت در دنیا را دارند که ۴۶ درصد از کل دیابت دنیا مربوط به مردم این منطقه است[۶۲].
در حدود ۹۰ درصد از عوارض دیابت نوع ۲ با چاقی مرتبط است. در این رابطه، تصور می‌شود تقریبا ۱۹۷ میلیون نفر در سراسر دنیا مبتلا به نقص تحمل گلوکز (IGT)28 باشند، که متداول‌ترین آنها ناشی از چاقی بوده و با سندرم متابولیک مرتبط هستند. انتظار می‌رود این تعداد تا سال ۲۰۲۵ به میزان ۴۲۰ میلیون نفر افزایش یابد[۵۹]. در تحقیقات، نشان داده شده که انواع شاخص‌های اضافه‌وزن مانند وزن نسبی، شاخص توده بدن و توزیع چربی بدن، جزء عوامل خطرزای دیابت نوع ۲ هستند[۶۳]. این مشکلات نه تنها منجر به ایجاد عوارض در بیمارانی می‌شود که نگران پیشرفت بیماری خود هستند، بلکه هزینه‌های زیادی را برای دولت و جامعه به همراه دارد. بنابراین درک بهتر مکانیسم‌های ملکولی مقاومت انسولین برای مبارزه با فراگیرشدن دیابت نوع ۲ و بیماری‌های قلبی عروقی لازم است.
اگرچه دیابت نوع ۲ به‌عنوان بیماری پلی‌ژنی۲۹ در نظر گرفته می‌شود، ولی تا امروز اکثر پیشرفت‌ها در درمان، تشخیص ژن‌هایی بوده‌اند که منجر به چند شکل غیر معمول دیابت با وراثت تک‌ژنی می‌شوند. رایج‌ترین شکل دیابت تک‌ژنی، سندرم دیابت جوانی در شروع بلوغ (MODY)30 است که باعث می‌شود دیابت غیر وابسته به انسولین، قبل از ۲۵ سالگی ظاهر شود و منجر به جهش در DNA میتوکندری شود[۶۴]. دیابت نوزادی (NDM)31 شکل دیگری از دیابت تک‌ژنی است، که معمولا به‌عنوان دیابت آشکار تعریف می‌شود که در طی ۶ ماه اول زندگی تشخیص داده می‌شود[۶۵].
مطالعات قبلی همچنین سایتوکین‌ها را به‌عنوان میانجی‌های مهم در تخریب سلول‌های بتای پانکراس و عملکرد ضعیف منجر به دیابت نوع ۱ و ۲ درگیر کردند[۶۶, ۶۷]. نشان داده شده است که سایتوکین‌های پیش‌التهابی اینترلوکین – β۱۳۲، به تنهایی یا در ترکیب با عامل نکروز تومور آلفا (TNF-α) یا اینترفرون گاما (IFN-γ)۳۳، تاثیرات منفی چشمگیری روی سلول‌های بتای پانکراس در محیط آزمایشگاه می‌گذارد[۶۸, ۶۹].
۲-۲-۱-۲- عوامل موثر بر شیوع دیابت نوع ۲
به خوبی ثابت شده است که دیابت نوع ۲ از تداخل بین زمینه ژنتیک و عوامل خطرزای رفتاری و محیطی ناشی می‌شود[۷۰]. مطالعات قبلی نشان داده‌اند که پیشرفت دیابت در وابستگان درجه یک افراد مبتلا به دیابت نوع ۲ احتمالا ۳ برابر بیشتر از افراد بدون سابقه خانوادگی این بیماری است[۵۹]. این مطالعات همراه با مطالعات دیگر، نشان می‌دهند که عوامل ژنتیک، سهم عمده‌ای در توسعه دیابت نوع ۲ دارند و در واقع بیان شده است که این بیماری نسبتا ذاتی است. عوامل محیطی، به‌ویژه رژیم غذایی، فعالیت بدنی و سن، با زمینه ژنتیک منجر به شیوع این بیماری می‌شوند. با این حال علیرغم نقش عمده ژنتیک، هنوز دلیل ایجاد دیابت نوع ۲ مبهم باقی مانده و اساس ژنتیکی این بیماری ناشناخته است.
۲-۲-۱-۳- نقش تمرین در پیشگیری و درمان دیابت نوع ۲
بیماران مبتلا به اختلال در تحمل گ
ل
وکز و اختلال در گلوکز ناشتایی، به اندازه بیماران دیابتی، دارای مقاومت انسولینی و هایپرگلیسمی نیستند و این شرایط را اغلب به‌عنوان شرایط پیش از دیابت در نظر می‌گیرند. افزایش چاقی، عدم فعالیت بدنی، بی‌تحرکی، جزء عوامل خطرزا برای مقاومت انسولین و دیابت هستند[۷۱, ۷۲].
مزایای تمرین در پیشگیری و درمان دیابت نوع ۲ به‌طور وسیعی شناخته شده است[۷۳]. تمرین باعث بهبود کنترل قند خون، ترکیب بدن، آمادگی قلبی ریوی، خطر قلبی عروقی، عملکرد جسمانی و سلامتی بیماران دیابتی یا پیش از دیابت می‌شود[۷۴, ۷۵].
سطوح پایین فعالیت بدنی و آمادگی جسمانی (قلبی عروقی و عضلانی اسکلتی)، عوامل خطرزای مهم، مستقل و قابل اصلاح برای توسعه دیابت نوع ۲ هستند. علاوه بر این، اصلاح سبک زندگی، مانند فعالیت ورزشی، در حال حاضر راهکار مهمی در جهت پیشگیری از دیابت ارایه می‌کند. چندین مطالعه تصادفی کنترل‌شده در مقیاس وسیع در مورد اصلاح سبک زندگی در جامعه پیش از دیابت صورت گرفته است[۵۹]. در این مداخلات، فعالیت بدنی و اهداف تغذیه‌ای به‌طور همزمان مد نظر قرار گرفته شدند که موفقیت زیادی در پیشگیری از شروع دیابت نوع ۲ مشاهده شد. علاوه بر این، برنامه پیشگیری دیابت در آمریکا برای مداخله ۴ ساله سبک زندگی که ۱۵۰ دقیقه در هفته فعالیت بدنی و برنامه تغییر رژیم غذایی را جهت القای کاهش ۷ درصدی وزن تجویز کرده بودند، کاهش ۵۸ درصدی شیوع بیماری دیابت نوع ۲ را گزارش کردند[۷۶]. در هندی‌های مبتلا به کمبود گلوکز ناشتا۳۴، توصیه سبک زندگی با انجام ۲۱۰ دقیقه پیاده‌روی در هفته منجر به کاهش ۵/۲۸ درصدی خطر شیوع دیابت شد[۷۷].
کنترل نادرست قند خون منجر به تسریع بیماری‌های کلیوی، قلبی و چشمی می‌شود که نهایتا مرگ و میر را به همراه دارد. بنابراین کنترل قند خون به‌طور سنتی تمرکز اصلی مطالعات تمرینی در بیماران در آستانه خطر یا مبتلا به دیابت نوع ۲ است. اثرات مفید فعالیت با تمرینات هوازی، مقاومتی یا ترکیبی از هر دو روش تمرینی نشان داده است که ترکیب این دو روش به صورت مشترک عمل کرده و نتایج بیشتری را نسبت به هر یک از این روش‌ها به‌صورت مستقل منجر می‌شوند. این بهبودها در کنترل قند خون، معمولا منجر به کاهش مصرف داروهای دیابت می‌شوند[۷۸]. مکانیسم مسئول مزایای ناشی از فعالیت ورزشی پیچیده بوده و شامل بهبود در حساسیت انسولین، مصرف گلوکز وابسته به انسولین ناشی از افزایش تعداد و عملکرد GLUT435 عضله، افزایش تعداد مویرگ‌ها و جریان خون عضله است. این سازگاری‌ها قویا تحت تاثیر هزینه انرژی قرار می‌گیرند [۷۹].
سودمندی تمرین در کاهش چربی بدن و افزایش توده خالص بدن در بیماران دیابتی نشان داده شده است، اگر چه این بهبودها ممکن است در القای بهبود در کنترل قند خون ضروری نباشند. با این حال نشان داده شده است که بهبود عوامل متابولیک به‌طور کلی رابطه نزدیکی با کاهش بافت چرب احشایی دارد تا با کاهش وزن [۷۹].
بنابراین استفاده از تمرین برای پیشگیری و درمان بیماری دیابت، مزایای زیادی برای این گروه به همراه خواهد داشت. بنابراین فعالیت ورزشی باید به‌عنوان یکی از ملزومات برای هر طرح درمانی بیماران مبتلا به دیابت نوع ۲ در نظر گرفته شود.
۲-۲-۲- بافت چرب
بافت چرب به‌عنوان یک اندام درون‌ریز فعال که در تنظیم فیزیولوژی کل بدن شرکت می‌کند، در نظر گرفته می‌شود. در گذشته بافت چرب به‌عنوان جایگاهی برای سنتز و ذخیره تری‌گلیسیرید در دوره‌های وفور مواد مغذی و هیدرولیز و آزادسازی اسیدهای چرب استری‌نشده (NEFA)36 در هنگام ناشتایی در نظر گرفته می‌شد. در حالی‌که نشان داده شده است بافت چرب، منبع انواعی از هورمون‌ها با نام آدیپوکین‌ها، سایتوکین‌ها و عوامل رشدی و مواد فعال‌کننده زیستی می‌باشد[۸۰].
در طی دوران رشد، بافت چرب، ژن‌هایی که برای آنزیم‌های لیپوژنیک و لیپولیتیک۳۷ کدگذاری می‌شوند را تحریک می‌کند و فعالیت‌های این آنزیم‌ها را در بیوسنتز تری‌گلیسیرید و لیپولیز کنترل می‌کند[۴۳]. از آنجایی‌که لیپولیز به‌شدت توسط شرایط هورمونی و تغذیه‌ای کنترل می‌شود بنابراین عاملی مثل عدم تغذیه مناسب می‌تواند باعث گرسنگی و نهایتا منجر به بازداری فعالیت آنزیم‌های لیپوژنیک شود[۸۱].
۲-۲-۳- انواع بافت چرب
بافت چرب را می‌توان به دو نوع اصلی تقسیم کرد: بافت چربی سفید (WAT)38 و بافت چربی قهوه‌ای (BAT)39. بافت چربی سفید نمایانگر بخش عمده بافت چربی در انسان‌ها و ناحیه فیزیولوژیکی ذخیره تری‌گلیسیرید در حین مصرف انرژی و رهایی اسید چرب استری نشده می‌باشد، هنگامی که هزینه انرژی بیشتر از انرژی دریافتی است[۸۲]. بافت چربی همچنین اندام‌های داخلی را احاطه می‌کند و محافظت‌هایی را برای این اندام‌ها در مقابل ضربات فراهم می‌کند. تصویر کلی عملکرد بافت چربی سفید در سال‌های اخیر به‌طور اساسی تغییر کرده است. چربی سفید امروزه به‌عنوان یک اندام درون‌ریز اصلی در نظر گرفته می‌شود که منجر به ترشح هورمون‌های حیاتی شده و همچنین علاوه بر اسیدهای چرب، تعدادی از عوامل پروتئینی را ترشح می‌کند که در بدن نقش موضعی و سیستمیک را بازی می‌کنند[۴۳].
از طرفی، بافت چربی قهوه‌ای یک منبع اختصاصی بافت چربی است که در پیدایش ترموژنز۴۰ بدون لرزیدن و هزینه انرژی، به‌ویژه در پستانداران کوچک و نوزاد انسان نقش دارد[۸۳]. بافت چربی قهوه‌ای انرژی مواد غذایی را به گرما تبدیل می‌کند، به‌ویژه
از طریق اکسیداسیون اسیدهای چرب در میتوکندری باعث تولید میزان زیادی گرما می‌شود. وقتی که جانوران در معرض محیط سرد و رنگ‌های تیره قرار می‌گیرند، ذخایر لیپید آنها تخلیه می‌شود. بر خلاف بافت چربی سفید، بافت چرب قهوه‌ای دارای عروق خونی و اعصاب بدون میلین بیشماری است که تحریک سمپاتیکی را برای آدیپوسیت‌ها فراهم می‌کند. چربی قهوه‌ای در نوزاد حیوانات بارزتر است. در نوزاد انسان، تقریبا ۵ درصد از کل بدن را شامل می‌شود که با افزایش سن کاهش می‌یابد به گونه‌ای در دوران بزرگسالی ناپدید می‌شود[۸۴].
۲-۲-۴- کارکرد ترشحی و اندوکرین
در سال‌های اخیر، بافت چرب به‌عنوان یک اندام درون‌ریز در نظر گرفته شده است که هورمون‌هایی را به داخل جریان خون آزاد می‌کند. آزادسازی این هورمون‌ها و پپتیدها در فعالیت‌های فیزیولوژیکی بدن، مقاومت انسولین، چاقی و دیابت شرکت دارند. به تمامی آدیپوسیت‌هایی که این نوع هورمون‌ها را ترشح می‌کنند، آدیپوکین می‌گویند. این درک قابل ملاحظه کمک می‌کند تا بتوان به وضوح نقش آدیپوسیت‌ها را
در تنظیم متابولیسم، انرژی دریافتی و ذخایر چربی و کارکرد درون‌ریز تعیین کرد (شکل ۲-۱) [۴۳].
شکل ۲-۱- عملکردهای بیولوژیکی آدیپوسیت‌ها. آدیپوسیت‌ها اندام درون‌ریز و متابولیک با فعالیت بالا هستند که هورمون‌های مهم، سایتوکین‌ها، مواد فعال‌کننده عروق و دیگر پپتیدها را ترشح می‌کنند.
عملکردهای درون‌ریز بافت چرب اولین بار توسط سایتری پی. کی و همکارانش۴۱ در سال ۱۹۸۷ پیشنهاد شد که توانایی تبدیل بافت چرب را به هورمون‌های استرویید نشان دادند[۸۵].
در طی سال‌های اخیر پیشرفت‌های زیادی در تشخیص ماهیت پیچیده بافت چرب به‌عنوان یک اندام درون‌ریز و همچنین ناحیه تنظیم ذخیره انرژی صورت گرفته است. متابولیسم بافت چرب بسیار پویا است. فراهمی و دفع مواد در خون به شدت بر اساس وضعیت تغذیه‌ای تنظیم می‌شود. بافت چرب، به‌عنوان یک اندام درون‌ریز، جهت تنظیم ذخیره انرژی، متابولیسم اسید چرب و هموستاز گلوکز، تخصص یافته است[۴۳].
علاوه بر ترشح و ذخیره چربی، بافت چرب به‌عنوان تنظیم‌کننده کلیدی اکثر کارکردهای فیزیولوژیکی شامل هموستاز انرژی، متابولیسم لیپید و گلوکز در نظر گرفته می‌شود. آگاهی از مسیرهای پیام‌رسانی ویژه، کلیدی برای حل دلایل عمده دیابت نوع ۲ و انواع بیماری‌های متابولیکی مرتبط با چاقی خواهد بود.
۲-۲-۵- تغییرات بافت چرب در چاقی و ارتباط آن با دیابت نوع ۲
چاقی، اختلالی در تعادل انرژی است که در آن دریافت مواد مغذی بیش از هزینه انرژی است و با