FATmax運動干預中年女性非酒精性脂肪肝的研究

譚思潔，徐冬青，曹立全，郭 振

●成果報告 Original Articles

FATmax運動干預中年女性非酒精性脂肪肝的研究

譚思潔1,2，徐冬青3，曹立全1，郭 振1

目的：探討FATmax強度運動對非酒精性脂肪肝患者（NAFLD）干預的效果，并建立運動干預方案。方法：46～59歲NAFLD中度以上女性患者40名，隨機平均分為干預組和對照組；經遞增負荷試驗確定FATmax強度研制處方，干預組進行24周運動干預，試驗前后測量BMI、身體成分、血脂、瘦素（Leptin）、乙酰輔酶A羧化酶（ACC）、乙酰輔酶A脫氫酶（ACADS）、脂蛋白脂肪酶（LPL）和NAFLD程度等進行對比。結果：中年女性NAFLD的FATmax強度對應心率為（115±6）次/min，速度為（5.12±1.93）km/h；干預組干預后BMI、體脂百分比、腹部脂肪、腰臀比、最大攝氧量及Leptin、TG和LDL水平顯著降低（P＜0.05）；ACC、ACADS、LPL顯著升高（P<0.01）；其中，4人從中度脂肪肝改善為輕度脂肪肝，5人從重度脂肪肝改善為中度脂肪肝，對照組無明顯變化。結論：持續24周規律的FATmax強度運動對于NAFLD有良好的改善作用。

NAFLD；FATmax；運動干預；中年女性

非酒精性脂肪性肝病[1]（nonalcoholicfattyliverdisease，NAFLD）是一種無過量飲酒史以肝實質細胞脂肪變性和脂肪貯存為特征的肝病綜合征。近年，NAFLD的發病率有持續增長的趨勢，成為影響人類健康的重要危險因素[2]。對于NAFLD的運動防治已經有一些研究[3-4]，但若期望獲得更理想的效果，還應針對NAFLD特點建立有效、安全、便于推廣應用的運動方案，其中的核心要素——運動強度選擇尚需深入的探討[5-7]。促進脂肪氧化代謝是NAFLD運動干預的要點。有實驗證實，從低到中等強度的運動，脂肪氧化速率逐漸增加，但如果強度超出一定范圍，則脂肪氧化速率下降，運動減脂的效果反而不佳[8-9]。于是，J.ACHTEN等[10-11]提出了最大脂肪氧化強度（maximal fat oxidation，FATmax）的概念，即在單位時間內脂肪代謝峰值對應的運動強度為最大脂肪氧化強度（FATmax）。目前，因為FATmax運動會使脂肪的氧化率達到最大，在用于肥胖癥干預中已有一定的理論依據，并取得良好效果[12-13]，但其在NAFLD運動干預中的應用缺乏報道。本研究旨在探討FATmax強度運動對中年女性NAFLD患者干預的效果，并針對NAFLD特點建立運動方案，為NAFLD防治提供參考依據。

1 研究對象和方法

1.1 受試者

受試者為40名經三甲醫院正式確診NAFLD中度及以上，46～59歲的女性患者（均為退休人員），無運動經歷，且無規律運動的習慣，無心血管和骨關節病，均未服用降脂藥物。本研究對受試者首先進行NAFLD中度、重度分組后，再隨機平均分為干預組和對照組。受試者自愿簽署試驗同意書。

1.2 試驗方法

1.2.1 一般形態機能指標測定 使用常規體質測量方法測量受試者身高、體重，腰圍、臀圍，計算BMI和腰臀比。使用美國GE雙能X線骨密度儀進行全身組織成分測量，提取體脂百分比、腹部脂肪等指標。使用Monark-808（瑞典產）功率自行車和遙測運動心電圖儀（美國產）等測定。使用SIEMENS SEQUIOA512彩色超聲診斷儀，選用頻率為3.5 MHz的腹部探頭檢查肝臟。

1.2.2 血生化指標測試 晨起空腹，取肘靜脈血。使用日立-7800全自動生化分析儀進行甘油三酯（TG）、總膽固醇（TC）、高密度脂蛋白（HDL）、低密度脂蛋白（LDL）的分析；瘦素（Leptin）、乙酰輔酶A羧化酶（pACCase）、乙酰輔酶A脫氫酶（ACADS）和脂蛋白脂肪酶（LPL）委托北京中同藍博臨床檢驗所完成。

1.2.3 FATmax試驗方案及 FATmax的計算 使用德國Jaeger-Laufergotest運動跑臺和Cortex ML3B氣體分析儀，佩戴芬蘭產PE-4000遙測心率表進行遞增負荷運動試驗。運動終止標準依據American Collageof SportsMedicineguidelines（American College ofSports Medicine，2000）。起始負荷為速度3.5 km/h，1%坡度，熱身運動3 min。正式試驗為4.0 km/h，1%坡度，每3 min增加1 km/h，至測試出FATmaxRate[14]。測試過程中每15 s記錄RER、HR和VO2等。脂肪氧化計算公式為：1.67×VO2-1.67× VCO2[14-15]。

FATmax的判定：以記錄的每級運動的最后2 min平均每15 s的VO2與VCO2，帶入公式計算脂肪氧化率，最大值為FATmax[14-15]。

1.3 FATmax運動干預處方的制定

以試驗確定的FATmax運動強度（HR、速度）制定運動干預強度控制方法[16]。運動處方干預手段為FATmax運動強度的走、跑結合，以及減除腰腹部脂肪的練習手段。運動處方主要內容：（1）準備活動5 min；（2）FATmax速度慢跑12 min；（3）行進間擴胸走20次+體側轉體走20次，3組；（4）扭轉走100 m+側身走100 m+50 m高抬腿走，5組（FATmax運動HR控制強度）；（5）FATmax速度的慢跑12 min；（6）整理活動，包括緩慢步行、拉伸韌帶等。運動過程患者佩帶Polar表，并調至規定的FATmax靶心率，超過范圍Polar表發出警示聲。本處方所采用的主要運動手段，受試者在執行處方前接受1周的培訓。

1.4 運動干預及試驗控制

干預組接受每周3次，持續24周的運動干預，運動前后測量心率和血壓，運動干預過程中受試者攜帶polar表監測心率，運動過程中的強度控制在（靶心率±5）次/min，使用RPE量表監控；對照組維持正常的生活習慣，并且在試驗期間不參與任何其他運動處方鍛煉。

為更好地驗證本運動方案對改善NAFLD的單一作用，在試驗期間未對受試者進行膳食控制，并且隨時監控受試者未服用相關藥物。在試驗開始前和結束后分別進行5天的膳食調查和前后對比，在試驗后進行健康膳食教育。干預結束后，受試者進行試驗前全部指標的測量。

1.5 數理處理

數據結果用平均數和標準差表示，干預前后對各指標進行t檢驗，樣本差異顯著性選用0.05水平。

2 結 果

本研究干預組有2名、對照組有1名因故中途退出試驗，運動干預組18人順利完成運動方案的全部內容。相關測試顯示，沒有造成身體損傷；試驗前后膳食調查結果顯示，膳食能量攝入無顯著性差異。

2.1 中年女性NAFLD患者FATmax運動測試結果

中年女性NAFLD患者順利接受FATmax試驗，FATmax峰值為最大攝氧量的（42.15±6.04）%，所對應的心率為（115±6.18）次/min，速度為（5.12±1.93）km/h（見表1、圖1）。數據為建立中年女性NAFLD運動干預方案強度制定提供了依據。

表1 受試者FATmax運動實驗測試結果Table1 Subjects FATmax Exercise Test Results

圖1 中年女性NAFLD患者Fatoxidation變化曲線Figure1 Middle-aged Female Patients With NAFLD Fatoxidation Change Curve

2.2 FATmax運動干預前后身體成分變化

24周FATmax運動干預后，干預組體重、BMI、體脂百分比、腹部脂肪和腰臀比降低均有統計學意義；干預組干預后最大攝氧量提高有統計學意義，說明24周FATmax運動有效提升了受試者的心肺機能；對照組各指標差異均無統計學意義（見表2）。

2.3 FATmax運動干預前后血生化指標變化

FATmax運動可有效改善受試者與NAFLD密切相關的血脂和酶學指標，如干預后受試者TG、LDL顯著下降，LPL、ACADS顯著升高，Leptin、pACCase顯著下降；對照組各指標差異均無統計學意義（見表3）。

2.4 FATmax運動干預前后脂肪肝程度變化

FATmax運動干預對非酒精性脂肪肝有比較明顯的改善作用，4人從中度脂肪肝改善為輕度脂肪肝，5人從重度脂肪肝改善為中度脂肪肝，對照組有1人由中度脂肪肝轉變為重度脂肪肝（見表4）。

表2 FATmax運動干預前后身體成分和心肺機能變化Table2 FATmax Movement of Body Composition and Cardiopulmonary Function Changes Before and After Intervention

表3 FATmax運動干預前后血生化指標變化Table3 FATmax Movement Changes of Blood Biochemical Indexes Before and After Intervention

表4 FATmax運動干預前后脂肪肝程度變化Table4 FATmax Movement Degree of Fatty Liver Changes Before and After Intervention

3 討 論

（1）缺乏體力活動、膳食熱量攝入過多、肥胖等更容易引發脂代謝紊亂[17-18]，成為NAFLD發病的重要因素。因此，通過合理的有氧運動有效消除脂肪是防治NAFLD的重點[19]。但是，目前國內外運動干預NAFLD的成功率并未達到理想水平，其中運動強度選擇不當是主要問題。在以往大多數運動干預NAFLD的研究中，都應用了所謂“中等運動強度”[20]，但這是一個比較模糊的概念，如選用或HRmax百分比來確定運動強度，不僅有較大的區間范圍，也沒有足夠的證據解釋選擇這些運動強度的依據。對于NAFLD患者，在安全范圍內通過運動達到最大脂肪代謝才能獲取最佳效果，顯然，中等強度的范圍不夠準確，這可能是難以實現良好運動干預效果的關鍵。FATmax的理論依據是，運動中體脂肪氧化速度的增加和下降、底物代謝的特征與運動強度密切相關[21-22]，在一定范圍內，隨運動的逐步激烈能耗逐步加大，脂肪代謝量呈逐漸上升至頂點后下降的拋物線趨勢，當脂肪的氧化率最大，即達到峰值時（拋物線的頂點）被稱為FATmax；超過FATmax后，隨著運動強度的繼續增加，糖參與供能的比例逐漸加強，脂肪參與供能的比例減少[23]。現在，利用FATmax運動在干預肥胖中已經取得了一些進展[12-13，20-21]。本研究首次對NAFLD人群進行FATmax運動干預，試驗得出的中年女性NAFLD患者FATmax峰值為最大攝氧量的（42.15±6.04）%，心率為（115±6.18）次/min，速度為（5.12±1.93）km/h（見表1、圖1），處于中低強度范圍，中年女性NAFLD患者順利接受FATmax試驗。值得一提的是，有研究證實，NAFLD患者運動干預中運動強度控制對病情有重要影響，如果運動強度設定過大非但不能減輕脂肪肝，還有可能加重脂肪肝程度[24]。這是因為，過大的運動強度會使體內脂肪動員量明顯增加，血液中TG水平持續升高，造成大量TG進入肝細胞。此外，大強度運動導致體內無氧酵解供能比例增加，乳酸的產生量上升抑制脂肪的有氧氧化，導致脂肪利用率明顯下降，運動后血液游離脂肪酸就會進入肝臟并堆積，加重脂肪肝。本試驗結果表明：24周的FATmax運動有效降低了受試者的體重，特別是受試者體脂百分比和腹部脂肪量下降非常顯著（見表2），這種身體成分的改善促使NAFLD患者的患病程度得到控制，干預組中4人從中度脂肪肝改善為輕度脂肪肝，5人從重度脂肪肝改善為中度脂肪肝；對照組沒有改善，甚至有1人加重了病情。本試驗數據為建立中年女性NAFLD運動干預方案強度制定提供了重要依據。

（2）采用FATmax強度運動可以使減肥者脂肪的氧化率達到最大，這已經在患有代謝紊亂的成年人身上得到證實[25]。之前研究也證明，與無訓練組相比，8周的FATmax訓練可以降低超重年輕女性的體重、TG濃度，增加最大攝氧量[12]。NAFLD的確與高脂血癥之間存在較高的相關性[2]，特別是高TG的發生機率在脂肪肝患者身上明顯高于非脂肪肝[26]，因此高濃度TG更容易引起NAFLD，以及其他一些代謝疾病[27]。M.MOGENSEN等[28]對肥胖II型糖尿病患者以FATmax強度進行10周的訓練，發現受試者TG和LDL顯著降低，因此在FATmax強度下運動對高血脂有顯著的改善作用。研究證實，NAFLD患病率目前在亞洲國家急速增長，這與肥胖和脂代謝紊亂高發關系非常密切[2]。增加身體活動將有效改善這一狀況。本研究中，受試者均為由肥胖導致的NAFLD，與外周脂肪組織相比，腹部脂肪過度堆積造成中心性肥胖與NAFLD關系更為密切[29-30]。本處方制定時特別注意篩選減除腹部脂肪的有氧運動手段，如設計的扭轉走、體側轉體走等都收到很好的效果。對中年女性NAFLD干預結果顯示，本處方有效改善了受試者的腰臀比和腹部脂肪量（見表2），并使她們的TG和LDL水平顯著下降（見表3）；同時，表達受試者心肺機能的最大攝氧量水平顯著提升（見表2），這對于改善NAFLD疾病程度有直接的影響。

大多數人認可肥胖與肝臟脂質代謝紊亂密切相關，BMI指數與體重有效減輕更有益于對抗NAFLD[31]。本研究干預組通過24周規律鍛煉，體重和BMI指數均顯著降低（見表2），但仍處于超重狀態尚未達到正常水平。本研究設計考慮有利于更好地觀察運動干預的單一效果，未對受試者進行膳食控制，但從對NAFLD綜合防治的角度看可能是一缺陷。因為可以肯定的是，伴隨科學合理的運動干預，同時能有效進行膳食控制更有利于NAFLD的改善[32]，這也許是本研究未能使NAFLD獲得更顯著轉歸的原因之一。當然，理論上更長時間的FATmax強度運動可以逐步使受試者BMI不斷改善而有利于NAFLD轉歸，這有待于后續更深入的研究。

（3）本研究還假設FATmax運動不僅會達到減少體脂和血脂，還會對與NAFLD密切相關的酶（如Leptin、pACCase、ACADS、LPL）的活性有改善作用，從而對NAFLD防治產生重要的影響。

目前，Leptin對能量代謝廣泛的調節作用正在被人們所了解，Leptin來自于多肽脂肪組織，是一種與代謝和能量儲存相關的激素。實驗證實[33]，每天皮下注射高劑量Leptin后的肥胖者體重會下降。Leptin與BMI、體重和脂肪含量存在正相關，肥胖者表現出Leptin水平增高，Leptin抵抗的現象[34]。Leptin抵抗作為肥胖發生的一個重要危險因素已經得到公認[35]。肝酶的活性通過相應的脂質參數和Leptin可以得到較準確的判斷，人們認為，通過改變肥胖患者體內Leptin與脂肪細胞水平可能是治療及預防某些與代謝相關致病風險的一種有希望的工具[36]。在本研究中，接受FATmax運動干預的NAFLD患者干預后Leptin水平降低，說明Leptin受體的敏感性提高，Leptin抵抗狀態得到改善，雖然相關確切的機制還需進一步探討，但可以肯定這種現象有利于NAFLD轉歸。

已知脂肪代謝異常是導致NAFLD的重要原因，肝臟是調節脂代謝的重要器官，脂質在肝臟的過度沉積是NAFLD的重要標志[37]。pACCase、ACADS和肥胖的發生有著密切關系[38]，而LPL與體重和TG呈負相關已被研究證實[39]，因此近年引起人們對于這些指標應用的重視，人們認可在脂肪合成和降解過程中它們是其中重要的調節酶。動物實驗研究結果發現，pACCase能顯著降低小鼠的肥胖程度和TG含量[40-41]，從而達到減肥效果。pACCase是脂肪代謝過程中一種重要的調節酶，它的產物丙二酰輔酶A的含量在一定程度上控制脂肪酸的代謝，在脂肪酸合成和降解中有著關鍵的調控作用[30，40]，已有關于pACCase抑制劑做為肥胖癥治療的相關研究[7]。H.KOH等[42]觀察到，一次性跑臺運動或6周連續跑臺訓練均可使大鼠脂肪細胞AMPK活性增加，進而導致pACCase活性下降，脂肪合成受到抑制，但一次性急性運動pACCase活性降低程度以及減脂作用明顯不能持續，長期運動鍛煉對pACCase的影響更為明顯。本試驗也提示，持續24周的FATmax運動可以通過調節pACCase活性增加脂肪酸氧化，從而影響體脂和體重，表現出干預組受試者體內脂肪含量和體重降低（見表2）。

本試驗證實：24周FATmax運動使受試者伴隨著TG下降，LPL、ACADS顯著升高，而Leptin和pACCase顯著下降（見表3），且38.9%的NAFLD患者病情好轉；對照組各指標差異均無統計學意義。提示，FATmax運動時血液中游離脂肪酸水平不斷向肌肉轉運而降低，TG和富含TG的脂蛋白進一步水解產生更多的游離脂肪酸，使血漿TG水平下降，而肌肉中儲存的TG被耗盡，因此促進內皮細胞中的LPL合成，使TG和富含TG的脂蛋白代謝加速和降低，本處方可以有效改善與NAFLD密切相關的脂代謝，有利于改善NAFLD癥狀。

4 結 論

（1）運動強度是影響慢病運動干預的最重要因素，本研究探討了更有利于脂肪氧化的中年女性NAFLD患者FATmax運動強度，其對應的心率為（115±6.180）次/min，速度為（5.12± 1.93）km/h，此數據為建立中年女性NAFLD運動干預方案提供了重要依據。

（2）本研究篩選了能有效減除腹部脂肪的有氧運動手段以FATmax強度設計的運動處方，經過持續24周的規律鍛煉可使受試者BMI、體脂百分比、腹部脂肪、腰臀比、、Leptin、 TG、LDL水平顯著降低（P＜0.05），ACC、ACADS、LPL顯著升高（P<0.01），38.9%的NAFLD患者病情好轉，證實了對NAFLD良好的改善作用。

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Treatment of Maximal Fat Oxidation Intensity through Exercise Training on Non-alcohol Fatty Liver Disease in Middle-aged Women

TAN Sijie1,2,XU Dongqing3,CAO Liquan1,GUO Zhen1
(1.Tianjin Municipality Physical Fitness Surveillance Center,Tianjin University of Sport,Tianjin 300381,China;2.Tianjin Key Laboratory of Exercise Physiology and Sport Medicine,Tianjin Research Institute of Sports Medicine,Tianjin University of Sport,Tianjin 300381,China; 3.Dept.of Health&Exercise Science,Tianjin University of Sport,Tianjin 300381,China)

Aim：Toevaluatetheeffectsofexercisetrainingatthemaximal fat oxidation（FATmax）intensity on body composition,lipid profile,at oxidation enzyme activity,andliverfunctionofindividualswithnon-alcoholfattyliverdisease（NAFLD）.Methods:FortywomenwithNAFLD，aged46-59years,wererandomlyallocated into the FATmax or non-exercise control group.FATmax was identified in a graded exercise test,and the intensity was applied to design the individualised exercise programforeachsubject.Exercisetraininglasted24weeks.Bodycomposition,lipidprofile,leptin,and NAFLD level;as well as the activities of acetyl-CoA carboxylase,acyl-CoAdehydrogenase,andlipoproteinlipaseweremeasuredbeforeandafterexperiments.Results:AttheFATmaxintensity,thetrainedwomenhadanaverage heartrateat115±6bpmandrunningspeedat5.12±1.93km/h.FATmaxgroupdecreasedbodymassindex,bodyfat%,abdominalfatmass,waist-to-hipratio,leptin,triglycerides,low-densitylipoprotein（P<0.05forallvariables）;whileincreasedlipidoxidationenzyme'sactivity（P<0.01）.Four trained women improved their NAFLDconditionfrommoderatetolightandfivefromserioustomoderate;whilenosignificantimprovementwasobservedinthecontrolgroup.Conclusion:24weeksof FATmaxexercisetrainingiseffectivetotreatNAFLDinmiddle-agedwomen.

NAFLD;FATmax;exercise treatment;middle-aged women

G 804.5

A

1005-0000（2015）03-185-05

10.13297/j.cnki.issn1005-0000.2015.03.001

2015-01-25；

2015-04-30；錄用日期：2015-05-01

國家科技支撐計劃項目（項目編號：2012BAK21B03）；天津市應用基礎與前沿技術研究計劃項目（項目編號：15JCYBJC26700）

譚思潔（1957-），女，天津市人，教授，研究方向為運動健康促進。

1.天津體育學院體質監測中心，天津300381；2.天津市運動生理與運動醫學重點實驗室，天津300381；3.天津體育學院運動與健康學系，天津300381。