有氧運動和抗阻運動對糖調節受損患者空腹血糖及胰島素抵抗的影響研究

麻曉君，戴 霞*，陸麗榮，羅祖純，韋 春

·論著·

有氧運動和抗阻運動對糖調節受損患者空腹血糖及胰島素抵抗的影響研究

麻曉君1，戴 霞1*，陸麗榮2，羅祖純1，韋 春3

目的探討有氧運動和抗阻運動對糖調節受損(IGR)患者空腹血糖(FPG)和胰島素抵抗的干預效果，為有效預防和延緩糖尿病前期進展為糖尿病提供依據。方法于2015年6—8月在桂林市疊彩、南門及秀峰社區衛生服務中心長期管理的居民中篩選IGR患者143例，采用隨機數字表法分為對照組(47例)、有氧組(48例)、抗阻組(48例)。對照組每3個月隨訪1次，但不對其進行行為干預。有氧組進行中等強度的有氧運動，主要為韻律操、有氧健身操等。抗阻組進行中等強度的抗阻運動，采用彈力繩以60%～70%的單次最大負荷完成指定動作，主要選取腰背部及腹部肌群、腿部及臀部肌群、上肢肌群進行訓練。有氧組和抗阻組總運動時間均為50 min/次，隔日1次。分別于干預前及干預3、6、12個月時檢測FPG、空腹胰島素(FINS)水平，計算胰島素抵抗指數(HOMA-IR)、胰島素作用指數(IAI)。結果干預結束后，對照組38例、有氧組39例、抗阻組38例完成本研究。時間與運動方式對FPG、FINS、HOMA-IR、IAI的交互作用顯著，時間、運動方式對FPG、FINS、HOMA-IR、IAI的主效應顯著(P<0.05)。干預3個月時，有氧組、抗阻組FPG低于對照組；干預6個月時，有氧組、抗阻組FPG、FINS、HOMA-IR低于對照組，IAI高于對照組，抗阻組FPG低于有氧組；干預12個月時，有氧組、抗阻組FPG、FINS、HOMA-IR低于對照組，IAI高于對照組(P<0.05)。干預3個月時，有氧組、抗阻組FPG、HOMA-IR低于干預前，IAI高于干預前；干預6個月時，有氧組、抗阻組FPG、FINS、HOMA-IR低于干預前，IAI高于干預前；干預12個月時，有氧組、抗阻組FPG低于干預前，對照組、有氧組、抗阻組FINS、HOMA-IR低于干預前，IAI高于干預前(P<0.05)。結論有氧運動和抗阻運動對IGR患者的FPG、FINS、胰島素抵抗、胰島素敏感性均有明顯的改善作用，效果相似。

糖尿病前期；有氧運動；抗阻訓練；血糖；胰島素抗藥性

糖尿病前期又稱糖調節受損(IGR)，是健康和糖尿病的中間狀態，其主要特征是胰島素抵抗和胰島素分泌功能異常[1]。2007—2008年全國糖尿病流行病學調查結果顯示，IGR患病率高達50.1%[2]，是最重要的2型糖尿病高危人群。每年有1.5%～10.0%的IGR患者進展為2型糖尿病，但IGR是可逆的，生活干預可使IGR進展為2型糖尿病的風險下降58%[3-5]。運動是最經濟、有效的生活干預手段，一直以來有氧運動被認為是防治糖尿病的最佳運動方式，但近年來發現，抗阻訓練也可改善糖尿病患者的血糖水平和胰島素抵抗[6]。目前已有針對IGR患者的運動干預項目，但持續時間均較短(3～6個月)[7-9]。長期有氧運動和抗阻運動對IGR患者胰島素抵抗的干預效果比較，尚需進一步明確。本研究對IGR患者進行為期1年的有氧運動和抗阻運動干預，比較兩者對IGR患者胰島素抵抗的干預效果，為糖尿病的預防提供依據。

1 對象與方法

1.1 病例納入與排除標準 納入標準：(1)IGR的診斷符合1999年WHO的診斷標準:空腹血糖受損(IFG)為空腹血糖(FPG)6.1～<7.0 mmol/L，且口服葡萄糖耐量試驗(OGTT)服糖后2 h血糖(2 hPG)<7.8 mmol/L，糖耐量減低(IGT)為FPG<7.0 mmol/L，且2 hPG為7.8～<11.1 mmol/L[2]；(2)無運動障礙；(3)完成運動前評估，無運動禁忌證；(4)年齡為40～70歲，有靜坐少動的生活習慣(單次靜坐時間≥90 min，運動少于2次/周，低于15 min/次)；(5)知情同意并自愿參與本研究，簽署知情同意書。排除標準：(1)處于感染、應激狀態，有各種嚴重急慢性疾病、腫瘤及其他免疫性疾病；(2)不能按要求配合完成本研究；(3)使用糖皮質激素類藥物或使用降糖藥物；(4)妊娠期及哺乳期女性。

1.2 研究對象 于2015年6—8月在桂林市疊彩、南門及秀峰社區衛生服務中心長期管理的居民中篩選符合納入標準的IGR患者143例，采用隨機數字表法分為對照組(47例)、有氧組(48例)、抗阻組(48例)。本研究經廣西醫科大學第一附屬醫院醫學倫理委員會審查并批準實施，研究對象均自愿參與，并簽署知情同意書。

1.3 方法

1.3.1 糖尿病教育 由糖尿病專科護士對3組患者分批進行糖尿病教育(各組授課內容一致)，包括糖尿病及IGR的基礎知識、營養膳食、血糖監測等內容，以多媒體集體授課為主，40 min/次，共4次，課程結束發放《合理飲食輕松降糖》[10]系列圖書，供患者參考學習。

1.3.2 干預前準備 由專業運動康復師采用《體力活動準備問卷(PAR-Q)》對有氧組、抗阻組患者進行運動負荷試驗前的安全評估，合格者進行運動負荷試驗(功率車GXT，運動時間為20 min)，全面評估心肺儲備功能、儲備攝氧量、代謝當量，抗阻組測試單次最大負荷，結合上述數據評估患者的運動安全性。參考《美國運動醫學會(ACSM)運動測試與運動處方指南(第9版)》[11]及戴霞等[12]研發的糖尿病量化運動處方為患者制定個體化運動方案。干預實施前2周以適應性訓練和學習技術動作為主，循序漸進適應運動強度，并根據患者個體情況進行調整，達到要求后，再正式進入干預階段。

1.3.3 干預方法 (1)對照組：每3個月隨訪1次，但不對其進行行為干預。(2)有氧組：指導進行中等強度的有氧運動，等同于40%～59%儲備攝氧量，運動中測試患者脈率10 s，保持中等強度運動的脈率(170-年齡)。每次有氧運動前熱身5 min，訓練時間為40 min，主要為韻律操、有氧健身操等，運動后拉伸放松5 min，隔日1次。(3)抗阻組：指導進行中等強度的抗阻運動，采用彈力繩(美國Go Fit)以患者60%～70%的單次最大負荷完成指定動作，主要選取腰背部及腹部肌群、腿部及臀部肌群、上肢肌群進行訓練，同一肌群訓練2～3組，每組重復10～15次，使用中等速度(向心、離心1～2 s)[13]，組間休息1 min充分拉伸放松，訓練時間為40 min。運動前熱身及運動后放松各5 min，總運動時間為50 min/次，隔日1次。

1.3.4 質量控制 患者晚餐后休息至少1 h方可運動，避免過飽，運動前需著運動服，19:00～20:00或20：00～21：00任選一個時段到指定的露天運動場集合，由指定護士常規測量血壓后，在運動康復師指導下進行相應訓練，告知患者如出現身體不適，應及時報告醫護人員處理。各組分別設有管理組長，記錄出勤情況，未參加訓練或訓練時間不足50 min者視為缺勤，研究者及時了解缺勤者情況并適當做出調整，對無故缺勤者進行耐心的教育和勸導，每3個月統計考勤狀況，對出勤率低于75%者視為脫落，取消隨訪。使用微信、QQ、電話、短信等方式建立信息聯絡群，若訓練遇特殊情況，如寒潮、雷雨天氣等，由管理組長通知改期或轉移至各社區衛生服務中心指定的室內運動場繼續訓練。研究者注意監督患者是否服用影響血糖的藥物、出現運動損傷、失訪等情況，及時處理。各組的運動方案由運動康復師指導，研究者監督執行，對完成研究者給予適當鼓勵。

1.3.5 觀察指標和技術路線圖 分別于干預前及干預3、6、12個月時，抽取空腹靜脈血，采用日立7600全自動生化儀檢測FPG(葡萄糖氧化酶法)、空腹胰島素(FINS)(放射免疫法)水平；采用HOMA穩態模式評估法，計算胰島素抵抗指數(HOMA-IR)=FPG(mmol/L)×FINS(mU/L)/22.5，胰島素作用指數(IAI)=1/〔FPG(mmol/L)×FINS(mU/L)〕。研究技術路線詳見圖1。

注：IGR=糖調節受損，PAR-Q=體力活動準備問卷，FPG=空腹血糖，FINS=空腹胰島素，HOMA-IR=胰島素抵抗指數，IAI=胰島素作用指數
圖1 研究技術路線圖
Figure1 Research procedure

2 結果

2.1 基線資料比較 干預結束后，對照組38例(脫落9例，脫落率為19.2%)、有氧組39例(脫落9例，脫落率為18.8%)、抗阻組38例(脫落10例，脫落率為20.8%)完成本研究。各組患者性別、年齡、體質指數(BMI)、文化程度比較,差異均無統計學意義(P>0.05，見表1)。

表1 各組患者一般資料比較Table 1 Comparison of baseline data among three groups

注：BMI=體質指數；a為F值

2.2 各時間觀察指標比較 時間與運動方式對FPG、FINS、HOMA-IR、IAI的交互作用顯著，時間、運動方式對FPG、FINS、HOMA-IR、IAI的主效應顯著(P<0.05)。

干預3個月時，有氧組、抗阻組FPG低于對照組；干預6個月時，有氧組、抗阻組FPG、FINS、HOMA-IR低于對照組，IAI高于對照組，抗阻組FPG低于有氧組；干預12個月時，有氧組、抗阻組FPG、FINS、HOMA-IR低于對照組，IAI高于對照組，差異均有統計學意義(P<0.05)。

干預3個月時，有氧組、抗阻組FPG、HOMA-IR低于干預前，IAI高于干預前，抗阻組FINS低于干預前；干預6個月時，有氧組、抗阻組FPG、FINS、HOMA-IR低于干預前，IAI高于干預前；干預12個月時，有氧組、抗阻組FPG低于干預前，對照組、有氧組、抗阻組FINS、HOMA-IR低于干預前，IAI高于干預前，差異均有統計學意義(P<0.05，見表2)。

3 討論

3.1 有氧運動和抗阻運動均可降低IGR患者FPG水平 本研究顯示，干預6個月時抗阻運動患者FPG水平低于有氧運動患者，但干預12個月時兩組FPG水平無差異。說明長期的抗阻運動與有氧運動均具有降低IGR患者FPG水平的作用，其中有氧運動對降低FPG的作用是先快后慢，即前3個月FPG水平下降明顯，之后維持在較為平穩的狀態，而抗阻運動較有氧運動對降低FPG水平的作用則更早、更快、更低，并可維持較長的時間。但從長遠來看，兩種運動對降低IGR患者FPG水平的效果相似。羅曦娟等[7]對IGR患者進行為期12周的有氧運動和抗阻運動干預發現，有氧運動組FPG水平下降幅度略大于抗阻運動組，本研究結果與其不同。可能是由于本研究干預時間較長，且以集體形式組織鍛煉有關。一直以來，有氧運動以廣場舞、太極等集體鍛煉的形式被大眾廣泛接受，而抗阻運動一般以單人使用器械鍛煉為主，鍛煉過程枯燥，鍛煉地點僅限于健身房。DUNSTAN等[14]研究顯示，2型糖尿病患者通過在健身房進行抗阻運動使血糖控制得到改善后，繼續進行家庭抗阻運動，糖化血紅蛋白(HbA1c)并未得到良好控制。因此，本研究將集體運動的形式引入抗阻運動訓練，選用彈力繩等輕便、易攜帶、價格低廉的運動工具，配合音樂節奏和專業人員指導訓練，取得了良好效果。長期運動過程中，抗阻運動患者反饋該運動方式趣味性強，有專業人員監督和指導保障了運動期間的安全，在訓練期間未發生不良事件，在干預期間觀察到良

表2 各組患者各時間觀察指標比較Table 2 Comparison of observation indicators among the three groups during the observation period

注：FPG=空腹血糖，FINS=空腹胰島素，HOMA-IR=胰島素抵抗指數，IAI=胰島素作用指數；與同期對照組比較,aP<0.05；與同期有氧組比較，bP<0.05；與同組干預前比較，cP<0.05

好的效果后更加堅定運動的決心，利于長期堅持。本研究將有氧運動和抗阻運動時間定于晚間(晚飯后1～2 h)，可避免運動引起的低血糖發生，同時，運動后肌肉對葡萄糖的攝取可持續數小時，對次日FPG水平的降低更有利。本研究發現，干預3～6個月時IGR患者FPG水平下降幅度較大，之后血糖趨于平穩，并未出現FPG水平持續降低的現象，可能是由于3～6個月的運動使肌肉量增加，對葡萄糖和脂質的利用增加，使血糖降低，而機體為保持血液中血糖水平的正常，也會通過肝糖原分解及糖異生等方式來維持血糖的動態平衡[15-16]，使機體逐漸適應運動帶來的改變，最終使血糖的調節功能恢復正常。

3.2 有氧運動和抗阻運動均能改善IGR患者的胰島素抵抗 本研究顯示，有氧運動和抗阻運動對IGR患者FINS、胰島素抵抗及胰島素敏感性均有改善作用。近年來相關研究已證實，有氧運動可改善IGR患者血糖、血脂代謝、血壓、胰島素敏感性、胰島素抵抗等代謝異常狀態，調節胰島β細胞的分泌功能[17-19]。本研究結果顯示，長期的抗阻運動也可達到與有氧運動相似的效果。這可能因為對平時有靜坐少動的IGR患者進行抗阻運動，使其肌肉承受的負荷大于日常活動負荷，在一定程度下，負荷越大，肌肉所受到的刺激越大，肌肉細微結構受到破壞，為修復鍛煉過后損傷的肌肉纖維并適應當前的運動負荷，肌細胞內各種蛋白質被動員起來，而該過程需要大量的糖供能，葡萄糖轉運至骨骼肌中的過程是通過葡萄糖轉運蛋白完成的，其中分布于肌細胞內的葡萄糖轉運蛋白4(GLUT4)在轉運葡萄糖過程中起主導作用。抗阻運動可以增強蛋白激酶B(PKB)的表達，使胰島素對GLUT4的刺激增強，從而提高GLUT4對葡萄糖的轉運能力[20]。有研究發現，肌肉收縮和處于低氧或無氧狀態能夠促進GLUT4從細胞內轉移到細胞膜發揮其載體作用，而抗阻運動過程中，肌肉收縮導致肌肉內部低氧，動員GLUT4移位，從而改善胰島素抵抗。IGR患者的糖代謝特征是糖調節受損，為抑制血糖升高，胰島β細胞胰島素持續處于高分泌狀態，當這種代償作用失衡，糖尿病發生的風險增高[11]。有研究指出，肌肉體積的增加可增加血糖攝取量[21-22]。抗阻運動損傷再修復的過程使肌纖維增粗，肌肉量增大，更多地吸收多余血糖，減輕了胰腺大量分泌胰島素的負擔，使胰島功能得以修復。因此，本研究觀察到抗阻運動干預后，FINS低于干預前，且低于對照組。而有氧運動是通過增強胰島素活性來提高肌肉對血糖的攝取，并不依賴于肌肉體積和氧容量的改變[23]。

有氧運動和抗阻運動對IGR患者的FPG、FINS、胰島素抵抗、胰島素敏感性均有明顯的改善作用，均能有效預防和延緩糖尿病前期進展為糖尿病，值得推廣。本研究僅限于桂林市，未全面涉及各個年齡段的IGR患者，且缺乏多中心合作，未來將聯合多區域、多中心進行大樣本的長期研究，以觀察有氧運動和抗阻運動干預后的維持情況及遠期效果。

作者貢獻：麻曉君、戴霞進行文章的構思與設計、論文的修訂，負責文章的質量控制及審校，對文章整體負責，監督管理；麻曉君、戴霞、韋春進行研究的實施與可行性分析；麻曉君、陸麗榮、羅祖純進行數據收集、整理；麻曉君、韋春進行統計學處理；麻曉君進行結果的分析與解釋，撰寫論文。

本文無利益沖突。

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EffectsofAerobicversusResistanceExerciseonFastingPlasmaGlucoseandInsulinResistanceinPatientswithImpairedGlucoseRegulation

MAXiao-jun1,DAIXia1*,LULi-rong2,LUOZu-chun1,WEIChun3

1.DepartmentofInternalMedicine,theFirstAffiliatedHospitalofGuangxiMedicalUniversity，Nanning530021,China2.DepartmentofNursing,theFirstAffiliatedHospitalofGuangxiUniversityofChineseMedicine，Nanning530021,China3.DepartmentofScienceEducation,GuangxiMedicalUniversityNursingCollege，Nanning530021,China

*Correspondingauthor：DAIXia,Chiefsuperintendentnurse；E-mail：2655947220@qq.com

ObjectiveTo study the effects of aerobic versus resistance exercise on fasting plasma glucose(FPG) and insulin resistance in patients with impaired glucose regulation(IGR) in order to provide an evidence for preventing and delaying the progression of diabetes mellitus.MethodsFrom June to August 2015,143 IGR patients who were managed for a long time by Diecai,Nanmen and Xiufeng Community Health Service Center in Guilin were selected and divided into the control group(n=47),aerobic group(n=48),and resistance group(n=48) based on the random number table.Patients in the control group,aerobic group and resistance group were respectively treated with one follow-up every 3 months without other intervention measures,50-min moderate intensity aerobic exercise(rhythmic exercise,fit aerobics and so on),once every other day,50-min moderate intensity resistance exercise(mainly training lumbar and abdominal muscles,leg and hip muscles,and upper limb muscles via using elastic rope to complete the assigned actions with 60%-70% of one repetition maximum ),once every other day,respectively.The FPG and fasting insulin(FINS) of the participants were measured before intervention,at the end of third,sixth and 12th months of intervention,respectively.The homeostatic model assessment of insulin resistance index(HOMA-IR) and insulin action index(IAI) were calculated.ResultsThirty-eight patients in the control group,39 in the aerobic group and 38 in the resistance group completed the intervention.Intervention duration and mode exerted significant interaction on the FPG,FINS,HOMA-IR and IAI values(P<0.05),and they had obvious main effect on FPG,FINS,HOMA-IR and IAI values(P<0.05).When the third month of intervention ended,FPG values in the aerobic and resistance groups were lower than in the control group(P<0.05);FPG and HOMA-IR values decreased but IAI increased in both the aerobic and resistance groups compared with those before intervention(P<0.05).At the end of the sixth month of intervention,compared with the control group,both aerobic and resistance groups had lower FPG and FINS and HOMA-IR values but higher IAI(P<0.05);the resistance group had lower FPG values than aerobic group(P<0.05);FPG,FINS and HOMA-IR values declined while IAI increased in both the aerobic and resistance groups compared with those before intervention(P<0.05).At the conclusion of the 12th month of intervention,both aerobic and resistance groups had lower FPG and FINS and HOMA-IR values but higher IAI than the control group did(P<0.05);FPG values dropped in both the aerobic and resistance groups(P<0.05);FINS and HOMA-IR values lowered but IAI rose in all groups compared with those before intervention(P<0.05).ConclusionBoth aerobic and resistance exercise produce similar effects on significantly improving the FPG and FINS levels and insulin resistance and sensitivity in patients with IGR.

Prediabetic state；Aerobic exercise;Resistance training;Blood glucose；Insulin resistance

R 587.1

A

10.3969/j.issn.1007-9572.2017.29.002

2016-11-03；

2017-03-24)

(本文編輯：吳立波)

廣西醫療衛生適宜技術研究與開發課題項目(S201413-03)；廣西研究生教育創新計劃項目(YCSZ2015111)

1.530021廣西南寧市，廣西醫科大學第一附屬醫院內科

2.530021廣西南寧市，廣西中醫藥大學第一附屬醫院護理部

3.530021廣西南寧市，廣西醫科大學護理學院科教科

*通信作者：戴霞，主任護師；E-mail：2655947220@qq.com

麻曉君，戴霞，陸麗榮，等.有氧運動和抗阻運動對糖調節受損患者空腹血糖及胰島素抵抗的影響研究[J].中國全科醫學，2017，20(29)：3584-3589.[www.chinagp.net]

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