馮臣，藥家明，周國瑾，李慕瑤，王黎，王梅

1.武漢體育學院健康科學學院，湖北武漢市 430079；2.武漢亞洲心臟病醫(yī)院，湖北武漢市430022

0 引言

糖尿病是一種主要表現(xiàn)為血糖升高的慢性非傳染性疾病(以下簡稱“慢性病”)。目前我國糖尿病的患病人數(shù)已達世界第一，其中90%以上是2 型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)[1]。流行病學調(diào)查提示[2]，T2DM 患者的心腦血管、腎臟等器官的并發(fā)癥發(fā)生率高達74.74%，造成巨大的財政和社會負擔，嚴重影響聯(lián)合國2030可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)。T2DM 的發(fā)病機制主要包括胰島素抵抗和胰島β細胞功能障礙。由于體育活動缺乏、高脂飲食等不良生活方式流行，我國接近一半的糖尿病患者有腹型肥胖[3]。肥胖可出現(xiàn)脂肪沉積于內(nèi)臟組織，胰腺的脂肪沉積可加劇胰島素抵抗和β細胞功能障礙，加速T2DM的病程[4]。

世界衛(wèi)生組織(World Health Organization,WHO)頒布國際健康分類家族(WHO Family of International Classifications,WHO-FICs)，對健康服務數(shù)據(jù)進行標準化分類，為疾病診斷、康復干預和效果評價提供理論框架[5]，主要包括《國際疾病分類》(International Classification of Diseases,ICD)、《國際功能、殘疾和健康分類》(International Classification of Functioning,Disability and Health,ICF)和《國際健康干預分類》(International Classification of Health Intervention,ICHI)。此外，2020 年發(fā)布的《WHO 關于身體活動和久坐行為的指南》(以下簡稱《指南》)，分析并建議慢性病人群的身體活動需求[6]。運動是T2DM 患者治療的基本策略[7]，可有效調(diào)節(jié)T2DM 患者的血糖血脂紊亂和胰島素抵抗，降低內(nèi)臟脂肪含量，改善疾病預后[8-9]?！吨改稀方ㄗhT2DM 患者進行每周至少150 min的中等強度或75 min的高強度有氧運動，同時每周至少2次的中或高強度的肌肉強化訓練[5]。WHO-FICs在T2DM 患者診斷中的應用以及對患者身體活動的干預和效果評價見表1。

表1 WHO-FICs在T2DM中的應用

高強度間歇訓練(high intensity interval training,HIIT)是指在經(jīng)過一段時間的高負荷訓練后，接著進行一段時間的低強度訓練或完全休息，如此循環(huán)往復的運動方式[10]。HIIT 將《指南》建議的高強度有氧運動和間歇相結合，通過間歇期緩和高強度的沖擊，提高T2DM患者的運動耐受性。本研究構建的HIIT干預方案還包括《指南》推薦的肌肉強化訓練，在有氧運動為主的基礎上，增加涉及全身主要肌群的力量訓練。HIIT因其省時高效、趣味性強的特點，彌補了傳統(tǒng)的低中強度持續(xù)性運動在耗時長、枯燥單一的不足，有利于提高患者依從性[11]。HIIT 較持續(xù)訓練更能有效改善T2DM 患者的糖脂代謝[12]，減少內(nèi)臟脂肪沉積[13]。但目前國內(nèi)運動處方大多采用持續(xù)訓練，對于HIIT的應用證據(jù)不足[14]。本研究基于《指南》，構建8周的HIIT干預方案，觀察其對T2DM患者的糖脂代謝及胰腺脂肪含量干預的效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2021年5月至10月互聯(lián)網(wǎng)社交媒體招募受試者12例，均診斷為T2DM(ICD-11編碼5A11)。

納入標準：①年齡45～59 歲；②無因糖尿病并發(fā)癥住院史；③心電圖和磁共振顱腦平掃無異常；④知曉試驗流程并自愿參與試驗。

排除標準：①過去1 年血糖波動明顯，病情控制不佳，因嚴重低血糖或高血糖并發(fā)酮癥酸中毒需要急診或住院治療；②有認知功能、精神或心理障礙。

剔除與脫落標準：①主觀意向放棄；②試驗過程中因各種原因無法定期體檢或干預缺席≥3次。

12例患者經(jīng)過體檢和篩查后，全部納入。研究期間因搬家脫落1 例，最終納入11 例，其中男性4 例，女性7 例；年齡(52.18±6.2)歲；體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI)(24.49±3.85)kg/m2；病程(5.86±2.80)年。

本研究經(jīng)武漢體育學院醫(yī)學倫理委員會審批通過(No.2021-008)。

1.2 方法

患者接受常規(guī)健康宣教和飲食指導，在此基礎上加用HIIT運動處方的干預。

1.2.1 運動方式

有氧運動是指身體大肌群參與的持續(xù)性、節(jié)律性的運動，肌肉強化訓練是指針對特定肌群的負荷訓練，《指南》強調(diào)T2DM 患者盡可能規(guī)律參與這兩種運動。本研究以跳躍性、跑步性等有氧運動為主，結合啞鈴、彈力帶等器械性運動的肌肉訓練，采用多組合全身性HIIT循環(huán)訓練[15]。

1.2.2 運動強度

基于患者佩戴的Polar 心率表顯示的心率以及描述的主觀用力程度分級表(rating of perceived exertion,RPE)，通過體位、動作速度、彈力帶或啞鈴來調(diào)整負荷。個體最大心率(heart rate,HRmax)=220-年齡。訓練過程中密切觀察HR 值，每個動作詢問1 次RPE 值。具體運動強度見表2。

表2 運動處方方案

1.2.3 運動時間

每周3 次，共8 周。每次干預總時長為30～35 min，依次進行準備活動5～10 min、HIIT 干預20 min、放松拉伸5 min。間歇方案：一個動作持續(xù)40 s 后間歇20 s，4 個動作為1 組，每次訓練重復4 組，組間休息1 min。

1.2.4 運動監(jiān)護

在每次運動前測量患者的血糖和血壓，確保處于安全范圍，運動中護士和教練全程監(jiān)護，并備有快速升糖食品；運動后觀察患者的反應。

1.3 效果評價

1.3.1 血糖及相關指標測定

分別于干預前和干預8 周后24 h 內(nèi)，患者禁食8～12 h，次日靜脈取血。采用AU5821 型自動生化分析儀(美國貝克曼公司)，采用葡萄糖氧化酶法檢測空腹血糖(fasting blood glucose,FPG)和餐后2 h 血糖(2-hour postprandial blood glucose,2hPG)；Bio-Bad 血 紅 蛋 白微柱測定法檢測糖化血紅蛋白(hemoglobin A1c,HbA1c)和空腹血清胰島素(insulin,Ins)水平。改良的穩(wěn)態(tài)模型胰島素抵抗指數(shù)(Homeostasis Model of Assessment for Insulin Resistance Index,HOMA-IR)由FPG和Ins值代入HOMA Calculator V2.2.3計算器得出。

1.3.2 血脂指標測定

采用AU5821 型自動生化分析儀進行血脂檢測。采用膽固醇氧化酶法測定血清總膽固醇(total cholesterol,TC)含量；采用磷酸甘油氧化酶法測定血清甘油三酯(triglyceride,TG)含量；采用消除法測定高密度脂蛋白膽固醇(high density lipoprotein cholesterol,HDLC)、低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein cholesterin,LDL-C)含量。

1.3.3 胰腺脂肪含量測定

采用Discovery750 3.0 T MRI 掃描儀(美國GE 公司)進行胰腺脂肪含量測定。采用非對稱性回波最小二乘估算法迭代水脂分離序列(iterative decomposition of water and fat with echo asymmetry and least-squares estimation quantitation sequence,IDEAL-IQ)采集腹部影像數(shù)據(jù)，具體成像參數(shù)如下：重復時間7.63 ms，回波時間3.57 ms，翻轉角4°，回波鏈長度3，矩陣320×320，掃描范圍224×160 cm，層厚8.0 mm，層間距1 mm。在GE AW4.6 工作站上由同一名影像科醫(yī)師獨立完成Dixon 序列圖像后處理。在脂肪分數(shù)圖上，于胰腺的頭部、體部、尾部各選取1個面積范圍為(150±10) mm2的有效感興趣區(qū)，取其平均值為胰腺脂肪分數(shù)(pancreatic fat fraction,PFF)。

1.3.4 身體成分指標測定

采用Inbody270 人體成分分析儀(韓國拜斯倍斯公司)，測定體質(zhì)量、BMI、體脂率和瘦體質(zhì)量。

1.4 統(tǒng)計學分析

采用SPSS 25.0 軟件進行統(tǒng)計學分析。計量資料符合正態(tài)分布，以(±s)表示，采用配對樣本t檢驗進行干預前后比較。顯著性水平α=0.05。

2 結果

脫落1例，最終11例完成試驗。

干預后，患者FPG、2hPG、HbA1c、Ins和HOMA-IR均改善(P ＜0.05)，TC、TG、HDL-C 和LDL-C均明顯改善(P ＜0.01)，PFF顯著改善(P＜0.001)，患者體質(zhì)量、BMI和體脂率均改善(P＜0.05)，瘦體質(zhì)量無明顯改善(P ＞0.05)。見表3。

表3 干預前后相關指標變化(n=11)

3 討論

我國成年人糖尿病患病率已接近13%，其中絕大多數(shù)是T2DM[1]，胰島素抵抗(insulin resistance,IR)是其主要的病理生理特征。脂肪異位沉積在IR中起主要作用[16]。胰腺作為維持血糖穩(wěn)態(tài)的重要器官，易出現(xiàn)脂肪沉積，且脂毒性可致胰島素表達異常和β 細胞凋亡等，參與T2DM 的病理進程[4]。此外，脂肪組織釋放的致炎因子還會增加胰腺癌風險[17]。

目前T2DM 患者通常以藥物治療為主，但長期服藥會帶來副作用或增加患者負擔，并且僅通過藥物治療也無法恢復胰島β 細胞功能，未能從根本上緩解病情，無法有效控制其并發(fā)癥[18]。但是，目前國內(nèi)很少醫(yī)生會在開醫(yī)囑時考慮運動療法，原因之一在于國內(nèi)醫(yī)生并不熟悉運動療法。

久坐行為通常是指在清醒狀態(tài)時代謝當量≤1.5的低能量消耗動作[19]。久坐行為增加、體力活動減少的現(xiàn)代不良生活習慣，已成為一種普遍現(xiàn)象。WHO 調(diào)查顯示體力活動缺乏已位列人類四大死亡危險因素[19]，亦是我國T2DM患病率逐年上升的原因之一[20]。

身體活動是公認具有成本效益的公共衛(wèi)生干預措施。《指南》結合慢性病人群的身體活動需求，給出針對性的體力活動指南[6]，為T2DM 患者的運動指導帶來新的契機。運動干預是T2DM 綜合管理的基礎[7]，運動發(fā)揮增強線粒體功能、促進肌肉等組織攝取和利用葡萄糖、調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝和減少內(nèi)臟脂肪沉積等作用[21]，可以改善疾病預后。但由于生活方式和疾病等因素，患者通常表現(xiàn)出比健康人更低的體力活動量。

通過對運動參數(shù)的調(diào)整，可以探討適合T2DM 患者的運動處方。按照運動節(jié)奏，運動方式可分為持續(xù)性和間歇性。以往運動以中等強度的持續(xù)性運動為主，持續(xù)時間長且動作單一，往往導致患者難以堅持?！吨改稀方ㄗh，患者進行高強度運動會比中等強度運動節(jié)約一半的時間，并且規(guī)律的進行有氧和肌肉力量訓練同樣重要。為達到《指南》建議的運動量，本研究構建的HIIT方案將高強度有氧運動和肌肉力量訓練相結合，動作交替組合，在干預過程中體會運動的樂趣，教練全程指導運動干預，制定個體化運動方案，具有良好的反饋。此外，HIIT在高強度運動之間穿插間歇期緩和休息，使患者更容易達到《指南》推薦的高強度運動量，達到長期控糖的目的。

本研究顯示，HIIT 能降低患者的FPG、2hPG、HbA1c、Ins 和HOMA-IR，其機制可能如下：運動過程中的骨骼肌收縮，通過胰島素依賴和非依賴途徑介導，促進葡萄糖轉運體4 將細胞外的葡萄糖向胞內(nèi)轉運，降低血糖濃度[22]；同時，規(guī)律運動還會增加線粒體生物合成，促進血管生成，改善胰島素的敏感性，運動對葡萄糖轉運體4 的調(diào)節(jié)持續(xù)約48 h[23]。因此患者應參與每周3 次以上的規(guī)律運動，持續(xù)穩(wěn)定血糖。Winding 等[24]發(fā)現(xiàn)，與中等強度持續(xù)運動相比，HIIT組僅用時一半，可更明顯降低空腹血糖和餐后血糖，控制血糖波動。運動效應還與強度有關，高強度運動能更高效地消耗肌糖原[25]。

本研究還發(fā)現(xiàn)，HIIT 能降低患者TC、TG 和LDL-C 含量，增加HDL-C 含量。T2DM 病理特點是IR，而脂肪組織是胰島素的主要靶器官，因此患者常伴有脂肪細胞因子代謝異常。我國一項調(diào)查提示T2DM 患者血脂異常比例高達59.3%[26]。血脂變化與糖尿病存在交互作用，高血脂意味著更高的糖尿病患病風險[27]，還是動脈粥樣硬化等并發(fā)癥的高危風險因素。有氧運動對LDL-C的改善最為明顯，有氧聯(lián)合抗阻運動對TC、TG 和HDL-C 的改善作用顯著[28]。其中，LDL-C是最強的冠心病危險預測因子，HDL-C對血管具有直接保護作用。本研究提示，HIIT結合抗阻運動可作為調(diào)節(jié)血脂異常、預防血管并發(fā)癥的非藥物干預措施。

本研究還顯示，HIIT能使患者的體質(zhì)量、BMI和體脂率下降。有研究證實[29]，減輕體質(zhì)量與改善預后有關，體質(zhì)量減輕10%，T2DM 病情緩解比例增加77%。減脂效果可能與HIIT 的“運動-間歇”模式有關，運動時心率波動快，負荷大，短時間內(nèi)迅速消耗熱量，運動后脂肪供能為主繼續(xù)消耗熱量，并且食欲降低熱量攝入減少[30]。一項Meta分析顯示[31]，HIIT在降低體質(zhì)量和BMI方面優(yōu)于中等強度持續(xù)訓練。正常情況下骨骼肌利用機體約80%葡萄糖，運動后肌肉量增加會有更明顯的血糖改善效果[32]。與有氧運動相比，抗阻運動有更強刺激肌肉的特點，運動后持續(xù)消耗血糖補充肌糖原，更高效地增加肌肉量[33]?！吨改稀芬仓赋隽α坑柧毢陀醒跤柧毻瑯又匾Ｒ虼?，本研究HIIT以跑跳等有氧運動為主，增加不同負荷形式的力量訓練。

對于肥胖問題不僅應關注脂肪量，還應關注脂肪分布的部位。本研究通過基于MRI的IDEAL-IQ技術，顯示HIIT能使患者的胰腺脂肪含量減少。胰腺脂肪含量與T2DM 的關系日益受到關注，Tushuizen 等[34]和Begovatz 等[35]發(fā)現(xiàn)與非患病人群相比，糖尿病患者的胰腺脂肪含量明顯增多。Lu等[36]發(fā)現(xiàn)在校正BMI、年齡和肝臟脂肪含量的因素后，胰腺脂肪增加仍與IR成正相關。IR 是異位脂肪沉積和T2DM 的中間環(huán)節(jié)，當胰腺的游離脂肪酸和甘油三酯增多時，胰島素受體和受體底物蛋白表達降低，胰島素信號傳導通路受阻，出現(xiàn)IR。異位脂肪沉積導致IR 的機制尚未闡明，普遍認為與脂肪細胞分泌過多炎癥因子有關[37]。人體脂肪含量測量方法包括病理活檢、生物電抗阻法、超聲、MRI 等，其中，MRI 的Dixon 技術，能通過水和脂的頻率差異實現(xiàn)兩部分的信號分離，并通過信息校正避免磁場不均勻出現(xiàn)的相位誤差，進而達到準確的水、脂分離，其可作為量化胰腺脂肪含量的“金標準”[38]。HIIT 能有效減少內(nèi)臟脂肪，可能原因是運動強度會影響機體的脂肪代謝。高強度會比同等能量消耗的低強度運動，刺激更多的兒茶酚胺、生長激素等脂解激素分泌，結束后仍然維持一段時間[39]。而脂解激素能對腹部內(nèi)臟脂肪產(chǎn)生較強的促進脂肪動員作用[40]。

綜上所述，本研究構建的8 周HIIT 干預可顯著改善T2DM 患者的血糖、血脂與身體成分，并減少降糖藥物用量；在身體成分方面，不僅能降低全身脂肪量，還能夠降低胰腺脂肪含量，改善胰島素抵抗。

本研究具有一定局限性。首先無法在實施干預時對受試者和實施者給予盲法，樣本量小，干預和隨訪周期較短。未來可增加樣本量。此外，本次HIIT是團隊運動，未來可進一步研究HIIT的不同運動方式、強度和量對T2DM患者的影響。

利益沖突聲明：所有作者聲明不存在利益沖突。