阻抗訓練對超重/肥胖男性大學生血清性激素結合球蛋白的影響

馬志洋

2型糖尿?。═ype 2diabetes，T2D）已發展成為世界可預防性死亡（Preventable death）的主要原因[3]，其不僅嚴重影響患者的生活質量及生命，而且給國家及社會帶來了沉重的經濟負擔[18，19]。如何有效預防2型糖尿病的發病率，已成為國內、外相關領域研究人員廣泛關注的焦點。流行病學調查結果顯示[13]，超重和肥胖與2型糖尿病有著非常密切的相關性，屬2型糖尿病高危人群，而有文獻已經證實[6，16]，運動訓練可以顯著降低訓練者體重或改善體成分，進而對2型糖尿病具有良好的預防作用。在訓練方式上，以往主要以有氧鍛煉（Aerobic exercise）為主，近年來，阻抗訓練（Resistance training）由于其對患者心肺功能要求相對較低，且可以避免肥胖患者長時間運動對下肢關節帶來的重復性應力刺激，逐漸引起了人們的重視[7]，并且在臨床上已經得到了越來越廣泛的應用。盡管阻抗訓練預防2型糖尿病的作用已經得到了廣泛證實，但對其作用機制我們認識非常有限。有文獻報道[9，15]，這可能與阻抗訓練能夠改善胰島素的敏感性及機體對糖的耐受性有關。

性激素結合球蛋白（Sex hormone－binding globulin，SHBG）是一種分子量為95kD的蛋白，主要在肝臟中合成，其能夠與性激素結合，具有運輸性激素的作用[11]。近年來，人們對其功能有了更加深刻的認識，研究表明[10]，作為一個獨立的生化標志物，血清SHBG水平與個體發生2型糖尿病的風險呈高度負相關，即較低的血清SHBG則預示著機體具有較高的發生2型糖尿病的風險，提示SHBG在2型糖尿病的發生、發展過程中可起到重要的調控作用。阻抗訓練是否通過影響血清SHBG水平進而起到預防2型糖尿病的作用，鮮見相關報道。

為此，本研究以超重/肥胖男性大學生為研究對象，對阻抗實驗前、后受試對象體成分、血清SHBG濃度、睪酮濃度、葡萄糖耐受力及受胰島素抵抗指數變化進行了觀察，旨在探討阻抗訓練對血清SHBG濃度變化的影響，為進一步揭示阻抗訓練預防2型糖尿病的相關機制提供實驗依據及數據支撐。

1 研究方法

1.1 研究對象

按照2000年《亞太區肥胖的重新定義和處理》指導性手冊，以BMI≥23kg/m2和25kg/m2定為超重和肥胖，選取20名普通男性本科大學生為研究對象，受試者日常均無參加大強度鍛煉習慣（低強度體力活動≤2次/周），參與實驗前進行全面的病史和體格檢查，只有滿足以下條件的方能入選：1）無心血管疾病，無心臟手術史，心電圖（ECG）記錄無異常；2）在過去的6個月內無參加系統化運動、營養或減肥計劃經歷；3）在過去的6個月內無使用煙草制品或影響心血管功能、身體成分或胰島素指數藥物的經歷。受試者被隨機分為阻抗訓練組（RT組，平均數±標準差，年齡：20.5±2.4歲，BMI：26.8±2.3kg/m2）及對照組（C組，平均數±標準差，年齡：21.4±2.8歲，BMI：26.5±2.5kg/m2），每組10人。兩組受試者均被要求維持其正常的飲食和生活活動。C組不進行系統鍛煉，RT組自愿進行為期12周的阻抗訓練。

1.2 阻抗訓練方案

阻抗訓練方案由參考文獻[15]稍作修改而來，RT組受試人員每周進行3次阻抗訓練（每周一、周三、周五進行），其訓練組數及負荷安排如下：第1～4周，1組×10～15次，62%～71%1RM；第5～8周，2組×10～15次，74%～88%1RM；第9～12周，3組×8～12次，92%～97%1 RM，每組訓練間隔1～2min。訓練內容為，內容1：腿部推舉（Leg press）、用 力 硬 舉 （Dead lift）、二 頭 肌 屈 伸 （Biceps curl）、三頭肌屈伸（Triceps extension）、肩上推 舉（Shoulder press）；內容2：仰臥推舉（Bench Press）、高拉滑輪訓練（Lat pull down）、腿部伸展訓練（Leg extension）、腿部彎曲訓練（Leg curl）及小腿提踵（Calf raise）。兩種訓練內容每次訓練交替進行。每次運動前進行15min準備活動，并在訓練后進行放松整理活動。訓練地點室溫為22±3℃。相對濕度為45%～55%。訓練期間對所有受試者進行醫務監督。

1.3 生理、生化指標的檢測

對照組及阻抗訓練組受試者于實驗開始前（第0周）及12周結束后（第13周周一）分別進行生理、生化指標的檢測，受試對象生理、生化指標檢測前禁食8～12h。

1.3.1 體成分的檢測

體成分檢測由人體體成分分析儀完成（Inbody 3.0，Neomyth公司，韓國），測定過程嚴格按照儀器使用說明書進行。

1.3.2 SHBG及睪酮的檢測

清晨采集空腹靜脈血5mL，采用放免法對其血清中SHBG及睪酮水平進行檢測。其中，SHBG檢測試劑盒購自Orion診斷試劑有限公司（芬蘭），睪酮檢測試劑盒由德普公司（DPC）提供，γ計數儀器為LKB公司1 275型計數器（瑞典）。游離睪酮及游離雄性激素指數根據文獻計算得出[5]。

1.3.3 口服葡萄糖耐受試驗

口服葡萄糖耐受試驗于以上檢測完成后進行，將75g葡萄糖粉溶于250mL溫開水中，充分攪拌均勻后5min內服完，服完后于第30、60、120、180min抽靜脈血測胰島素（放射免疫法，試劑盒購自北京北方生物技術研究所）和血糖水平（己糖激酶法，試劑盒購自南京 Whitman公司）。計算胰島素曲線下面積（IAUC）及血糖曲線下面積（GAUC）（按近似公式進行計算：面積＝1/4×空腹值＋1/2×30min值＋3/4×60min值＋120min值＋1/2×180 min值[1]），以胰島素曲線下面積表示胰島素釋放水平，以血糖曲線下面積表示葡萄糖耐受力，并根據公式計算出胰島素抵抗指數，胰島素抵抗指數＝[空腹胰島素 （mU/L）×空腹血糖（mmol/L）]/22.5，然后取其自然對數值[12]。

1.4 數據處理

2 實驗結果

2.1 阻抗訓練對超重/肥胖男性大學生體成分的影響

實驗結果發現，與實驗前相比，對照組體重、BMI指數、脂肪重量及去脂體重均無顯著變化（P＞0.05）。阻抗訓練組體重、BMI指數較實驗前無顯著改變（P＞0.05），但脂肪重量較實驗前顯著降低（P＜0.05），去脂體重顯著升高（P＜0.05），且與對照組實驗后比較差異顯著（P＜0.05，表1）。

表1 本研究阻抗訓練對超重/肥胖男性大學生體成分的影響一覽表Table1 Effect of Resistance Training on Body Composition of Overweight/Obese Male College Students

2.2 阻抗訓練對超重/肥胖男性大學生血清SHBG及睪酮水平的影響

對照組血清SHBG濃度實驗前、后變化不顯著（P＞0.05，圖1）。與實驗前相比，阻抗訓練組血清SHBG濃度顯著升高（P＜0.05），且阻抗訓練組實驗后與對照組實驗后相比有顯著性差異（P＜0.05）。對于睪酮，兩組別實驗前、后均無顯著差異（P＞0.05）。游離睪酮及游離雄性激素指數，對照組實驗前、后均無顯著差異（P＞0.05），而阻抗訓練組實驗后較實驗前顯著下降，且與對照組實驗后水平有顯著差異（P＜0.05，表2）。

2.3 阻抗訓練對超重/肥胖男性大學生口服葡萄糖耐受試驗結果的影響

圖1 本研究不同組別實驗前、后血清SHBG濃度的比較示意圖Figure1.Comparison of Serum SHBG before and after Experiment in Different Groups

表2 本研究阻抗訓練對超重/肥胖男性大學生血清睪酮、游離睪酮及游離雄性激素指數的影響一覽表Table2 Effect of Resistance Training on Serum Testosterone，Free Testosterone and Free Testosterone Index of Overweight/Obese Male College Students

本實驗結果發現（表3），實驗前、后對照組空腹血糖、胰島素水平無顯著改變（P＞0.05），阻抗訓練組12周阻抗訓練后空腹血糖水平無顯著變化（P＞0.05），而空腹胰島素水平顯著降低（P＜0.05）。對不同組別實驗前后葡萄糖、胰島素曲線下面積及胰島素抵抗指數進行觀察發現，對照組實驗前后葡萄糖、胰島素曲線下面積及胰島素抵抗指數均無顯著變化（P＞0.05），而在阻抗訓練組，實驗后葡萄糖、胰島素曲線下面積及胰島素抵抗指數較實驗前均顯著降低（P＜0.05，圖2、圖3、圖4）。提示12周阻抗訓練能夠顯著改善葡萄糖耐受力及胰島素抵抗。

表3 本研究阻抗訓練對超重/肥胖男性大學生空腹血糖、胰島素水平的影響一覽表Table3 Effect of Resistance Training on Fasting Glucose and Insulin of Overweight/Obese Male College Students

圖2 本研究不同組別實驗前、后葡萄糖曲線下面積的比較示意圖Figure2.Coparation of Total Area under the Glucose Curves before and after Experiment in Different Groups

圖3 本研究不同組別實驗前、后胰島素曲線下面積的比較示意圖Figure3.Comparison of Total Area under the Insulin Curves before and after Experiment in Different Groups

3 討論

圖4 本研究不同組別實驗前、后胰島素抵抗指數的比較示意圖Figure4.Comparison of the Insulin Resistance Index before and after Experiment in Different Groups

2型糖尿病已發展成為嚴重影響患者生活質量且給國家及社會帶來沉重財政負擔的全球性公共衛生問題[18，19]。流行病學調查結果已經證實[12]，肥胖可使2型糖尿病的發病風險提高5.26～9.18倍。而據季成葉[2]等報道，近年來，肥胖現象在我國學生群體中正在迅速蔓延，尤其在大學生群體中，由于久坐的生活方式、高熱量攝入以及運動不足等原因，使該群體超重及肥胖發生率呈逐年遞增趨勢[4]。因此，在超重及肥胖大學生群體中開展2型糖尿病預防工作對預防2型糖尿病的發生，提高國民素質具有重要意義。為此，本實驗以超重/肥胖男性大學生為研究對象，以12周阻抗訓練作為干預手段，對反應其2型糖尿病危險因素的指標變化情況進行了觀察，并從血清SHBG變化的角度出發，對阻抗訓練預防2型糖尿病危險因素的機制進行了解釋。

本實驗口服葡萄糖耐受試驗結果發現，12周阻抗訓練后，受試者空腹血糖水平雖然沒有顯著改變（P＞0.05），但其空腹胰島素水平、葡萄糖曲線下面積、胰島素曲線下面積及胰島素抵抗指數均顯著降低（P＜0.05）（表3、圖2、圖3、圖4）。胰島素曲線下面積下降，提示口服定量葡萄糖后胰島素釋放水平的降低，而血糖曲線下面積的下降，提示葡萄糖耐受力的提高，即機體可在釋放較少胰島素的前提下，即可使血糖恢復到較低水平，該兩項指標變化可推測機體胰島素抵抗水平的下降，而數據結果中胰島素抵抗指數的下降，更進一步證實了這一推測。已知，胰島素抵抗是誘發2型糖尿病的重要因素[8]，12周阻抗訓練后，大學生超重、肥胖群體胰島素抵抗水平下降，再次證實阻抗訓練對預防2型糖尿病的發生及進一步發展具有重要價值。更具有意義的是，以上有益變化是在受試者體重總量及BMI指數未發生變化的前提下發生的（但受試者去脂體重顯著升高，脂肪重量顯著降低，提示體成分得到較好的改善，表1）。以往研究認為，有氧鍛煉是預防2型糖尿病的主要鍛煉方式，通過有氧鍛煉可以降低總體重及BMI指數，進而對胰島素抵抗起到較好的干預作用，但由于有氧鍛煉對心肺功能要求較高，且長時間的運動可對肥胖人群下肢關節帶來重復性應力刺激，因此，尋找有氧運動的替代干預方式具有重要意義。本實驗再次證實，阻抗訓練在不減輕體重及改變BMI指數的前提下仍可起到較好的預防2型糖尿病的作用，這可能與機體脂肪量下降，去脂體重升高（因而體重總量及BMI指數未發生變化）這一變化有關，再次提示通過體成分變化來反應2型糖尿病風險可能更具有效性。

阻抗訓練改善葡萄糖耐受力及胰島素抵抗的機制可能有以下兩個方面[14，15，20]：首先 阻抗訓練可能增加了機體中葡萄糖轉運蛋白4（GLUT4）的表達。已知細胞的糖代謝取決于細胞對葡萄糖的攝取，由于葡萄糖無法自由通過細胞膜脂質雙層結構進入細胞，細胞對葡萄糖的攝入需要借助細胞膜上的葡萄糖轉運蛋白（glucose transporter，GLUT）來完成，葡萄糖轉運蛋白4主要表達于對胰島素敏感的脂肪細胞和肌肉細胞，對維持機體糖代謝平衡起著至關重要的作用。其次，阻抗訓練還可能增加了胰島素信號級聯放大通路上一些蛋白的表達，如胰島素受體、蛋白激酶B及糖原合成酶等。以上變化共同作用，可能是介導阻抗訓練改善胰島素敏感性及機體對糖耐受性的重要因素。

除以上可能機制外，受訓者血清SHBG血清升高，可能也是阻抗訓練預防2型糖尿病的重要機制之一。資料顯示[7]，SHBG是睪酮和雌二醇的主要運輸蛋白，約38%的雌二醇和44%的睪酮與SHBG結合。由于SHBG與睪酮的結合力較雌二醇高，當SHBG濃度降低時，對體內雌、雄激素均有明顯影響，使體內雌/雄激素的相對平衡比值發生異常，進而增加2型糖尿病的發生風險?；谝陨弦蛩?，推測阻抗訓練可能通過SHBG途徑起到預防2型糖尿病的作用。為此，本實驗對12周阻抗訓練前后超重、肥胖學員血清SHBG及血清性激素水平變化情況進行了觀察。實驗結果發現，12周阻抗訓練能夠顯著增加超重/肥胖受試者SHBG的水平（圖1），由于SHBG與睪酮具有較強的結合力，本實驗中，總睪酮濃度不變的情況下，游離睪酮及游離雄性激素指數的顯著降低（表2），進一步證實了SHBG濃度的升高。以上結果提示，超重、肥胖受試者12周阻抗訓練后，血清SHBG水平的升高，可能會使體內雌/雄激素的相對平衡性得以提高，進而使葡萄糖耐受力及胰島素抵抗得以改善，這些有益變化可能是阻抗訓練預防2型糖尿病的途徑之一。

盡管鮮見阻抗訓練增加血清SHGB的研究，但有氧運動增加血清SHGB的研究以往已經有所報道，Tymchuk等[17]以有氧訓練為運動模型，對3周有氧運動后受試者血清SHGB水平進行觀察，結果發現血清SHGB顯著升高，然而對運動提高血清SHGB水平的確切機制尚無確切定論，研究者推測認為，可能是運動訓練降低了血清胰島素的水平，已知血清胰島素是調節血清SHGB表達的重要因子之一，兩者呈負相關性，較低的血清胰島素水平可誘導血清SHGB合成的改變。在本實驗中，12周阻抗訓練后受試者空腹血清胰島素水平顯著降低，推測阻抗訓練改變血清SHGB水平的機制可能與有氧訓練改變其水平的機制相同，其確切機制有待于進一步研究。

4 結論

阻抗訓練能夠在不改變身體總重量的前提下，減少脂肪含量提高去脂體重，并能夠起到提高血糖耐受及降低胰島素抵抗的作用，這些有益變化可降低超重、及肥胖患者2型糖尿病發生的風險，提示阻抗訓練作為2型糖尿病的一種有效預防措施值得在臨床上得到推廣。阻抗訓練后血清胰島素水平下降，誘發SHGB水平的上升，使體內雌/雄激素的相對平衡性得以提高，葡萄糖耐受力及胰島素抵抗得以改善，該途徑可能是阻抗訓練預防2型糖尿病的機制之一。

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