加壓結合抗阻訓練對糖耐量減低人群骨密度、胰島素敏感性、肌力、激素分泌影響研究

2018-12-19 01:10:06劉玉琳葉瓊劉昊為

中國骨質疏松雜志 2018年11期

劉玉琳葉瓊劉昊為

1. 重慶城市管理職業學院人文教育學院，重慶 401331 2. 重慶幼兒師范高等專科學校，重慶 404047 3. 西南大學體育學院，重慶 400715

近年來，2型糖尿病高發已經成為社會關注的熱點。但由正常人到糖尿病人有較為漫長的發展過程。糖調節受損被稱作糖尿病前期，又分為空腹血糖受損(impaired fasting glucose，IFG)和糖耐量減低(impaired glucose tolerance，IGT)，是正常人逐漸發展成糖尿病的必由之路[1]。空腹血糖受損是指空腹血糖處于正常人血糖值與糖尿病者血糖值間中間態。糖耐量減低是葡萄糖不耐受的臨床表現，一般空腹血糖<7 mmol/L，且糖耐量測試后2 h血糖(OGTT-2 h)在7.8～11.1 mmol/L[2]。目前，我國糖調節受損人數已經超過3億，若不加以干預，其中大部分人會發展成為糖尿病患者[3]。有流行病學研究顯示，糖調節受損人群中，IGT的患病率和糖尿病轉化率均遠高于IFG，且二者重疊出現情況較少，因此控制糖耐量減低人群發展成為糖尿病人是控制糖尿病人數量的關鍵環節。糖耐量減低人群通過飲食、運動等干預能夠有效增加糖耐量和胰島素敏感性，防止或延遲糖耐量減低進展為糖尿病，甚至能夠使糖耐量逆轉至正常[4-5]。2型糖尿病常誘發的骨質疏松是其常見并發癥，有研究認為在糖耐量減低，患者骨密度和骨代謝就存在異常[6]。運動處方被認為改善糖耐量減低人群胰島素敏感性和骨質代謝的有效方途徑。有氧慢跑或者中小強度抗阻訓練是運動處方的常用手段。有研究認為，慢跑運動有利于糖的消耗，但是抗阻訓練后內分泌會產生改變，對胰島素敏感性產生內源性刺激，從而改善其敏感度[7]。但是也有研究指出，高強度或大重量抗阻訓練會引起空腹血糖上升，但是運動量過低由達不到誘導激素分泌的閾值[8]。近年興起的加壓訓練(KAATSU training)是利用加壓限制或短時間阻斷靜脈血流量，使加壓部分的靜脈血量暫時下降，出現靜脈池效應，達到以較小的練習強度誘發激素分泌增加和肌肉生長加速[9]。有研究指加壓搭配抗阻訓練能夠刺激生長激素(growth Hormone，GH)和類胰島素分泌因子-1(insulin-like growth factor-1，IGF-1)的分泌，能夠有效改善胰島素的敏感性[10]。也有研究認為將加壓訓練用于老年骨質疏松患者康復并且取得良好訓練效益[11-12]。本研究以IGT人群為研究對象，采用36周加壓搭配抗阻訓練進行干預，旨在探討該方法對骨密度、胰島素敏感性、肌力、激素代謝的影響，為制定改善胰島素敏感性和提升骨健康的新型實用運動處方提供參考。

1 材料和方法

1.1 研究對象

本研究于2017年6～9月在重慶市中山醫院內分泌科糖尿病門診通過問卷調查和相關檢查進行資料篩選，篩選出糖耐量減低風險的人群，共90人正式參與本試驗，其中男性49人，女性41人。研究組織者對所有受試者介紹試驗目的、流程、潛在風險、注意事項等。所有受試者填寫健康調查表、身體活動量調查表、簽署知情同意書。

1.2 受試者篩選標準

凡符合以下條件中兩項之一者，納入本研究劃定的高危人群：(1)被醫院確診為糖耐量減低，OGTT-2 h在7.8～11.1 mmol/L，且未接受治療(如藥物和運動治療)；(2)滿足以下條件2項及以上：①體質量指數(body mass index，BMI)≥25 kg/m2且腰圍>90 cm；②140 mmHg<收縮壓(systolic blood pressure，SBP)<159 mmHg，90 mmHg<舒張壓(diastolic blood pressure，DBP)<100 mmHg；③有家族糖尿病史。經過篩選有373例門診患者滿足條件，納入高危人群并進入排除篩選階段。

排除篩選階段，凡滿足以下所有條件者成為本研究受試者范圍：無心臟疾病；無肝腎類疾病；沒有運動員經歷和保持運動習慣；半年內無運動系統損傷。經過篩選共有242例門診患者滿足條件，納入受試者備選范圍。

經過與門診醫生和患者家屬溝通，最終確認90例受試者參與本研究。

1.3 試驗分組與方案

將90例受試者隨機分為加壓搭配抗阻訓練組(KAATSU and resistance training group，KR組，n=30)、抗阻訓練組(resistance training group，R組，n=30)、對照組(control group，C組，n=30)，受試者基本情況如表1。C組所有受試者保持正常生活狀態，不進行劇烈運動。KR組和R組在每周1、3、4、5、6，下午14:00～19:00時間段進行鍛煉，持續36周。KR組和R組受試者訓練動作為深蹲和腿舉，具體方案見表2。KR組在訓練過程中利用KAATSU CYCLE MASTER對股四頭肌、腘胂肌群、腓腸肌進行150 mmHg的加壓。

表1 受試者基本情況Table 1 The basic characteristics of the study participants

表2 不同組別試驗完成情況及訓練干預方案Table 2 Test completion and training intervention plan for different groups

注：腿舉即腿部推舉，也稱坐姿腿部推蹬。

1.4 試驗完成狀況

C組30位受試者中1人因離開進行試驗的城市，無法聯系而脫落。KR組30位受試者中2位受試者因為突發疾病未能完成試驗，2位受試者因為多次缺席訓練被排除出，最終納入試驗的受試者為26人。R組在試驗過程中有3人訓練缺席次數過多被排除，最終納入試驗的受試者為27人。

1.5 研究方法

1.5.1實驗設計：本研究招募名90名糖耐量減低人群，試驗前2周所有受試者進行腿部深蹲和腿舉最大重復重量(1RM)測試，在試驗前1周對所有受試者進行前測，前測內容包括胰島素敏感性、骨密度、骨質代謝指標、腿部肌肉量、等速肌力測試、跳躍能力(原地擺臂垂直跳和跨步擺臂垂直跳)、血液肌酸激酶、血乳酸、GH、血睪酮。所有受試者前測完成后進行隨機分為對照(C組)、加壓搭配抗阻訓練組(KR組)、抗阻訓練組(R組)，每組30人。分組完成后，按各組訓練方案進行為期36周，每周5次的訓練干預，36周訓練干預結束后的3 d內進行后測，后測項目與前測一致。

1.5.2運動干預方案：本研究采用日本產KAATSU專業版加壓訓練儀進行加壓負荷，利用美國產Lift Fitness Signature 奧林匹克深蹲練習架進行深蹲輔助，利用美國產Lift Fitness PSSLP坐姿蹬腿訓練器進行腿舉。所有受試者接受為期36周，每周5次的運動干預。在訓練中，1位試驗組織者負責3位受試者的訓練，全程進行訓練指導和訓練時間及負荷，具體方案參見表2。

1.5.3試驗流程：(1)試驗前測、后測操作流程。第1步：測試前1晚20:00后保持禁食可適當飲水。第2步：次日8:00受試者到實驗室，在專業護士抽取受試者安靜狀態下15 mL血液。第3步：進行OGTT測試。第4步：受試者進行骨密度雙能X射線掃描。第5步：16:00進行下肢肌肉量測試。第6步：18:00受試者進行最大等長肌力測驗。(2)訓練干預流程。第1步：受試者指定時間抵達實驗室，進行15 min的功率車熱身運動。第2步：按照分組執行訓練方案。第3步：進行15 min整理放松運動(包括滾軸放松、拉伸)。

1.5.4最大肌力測驗(1RM)：受試者以預計估算50%的重量進行8次反復次數的嘗試，休息2～3 min后，根據先前的重量，增加阻力負荷，測試過程中深蹲或腿舉膝關節屈曲角度都必須達到90°，若無法達到該角度則為失敗，5 次測驗內找出最大肌力。

1.5.5血樣采集：血液生化指標檢測分析：抽血前一天22:00開始禁水禁食，次日早上8:00～10:00進行采血，采血均有職業護士執行，抽取上臂靜脈血，抽取的血液裝至血清真空采管 (7 mL)，靜放 30 min后使用高速離心機(4000 rpm，1 500 g)離心處理 20 min，使用微量吸管吸取上層血清液裝至Microtube中，再放入-80 ℃的冰箱冷凍保存。

1.5.6測試項目與方法：(1)骨密度檢測：利用美國產Faxitron uLDrafocus100雙能X線骨密度檢測系統對所有受試者慣用腿的股骨頸、Ward’s三角區以及大轉子的骨密度進行檢測，X射線掃描的部位進行5次連續掃描，其中慣用腿的股骨頸和大轉子將其誤差系數定為2%～3%，Ward’s三角區誤差系數定為3%～5%。(2)骨質代謝指標檢測：利用空腹血樣，尿羥脯氨酸(hydroxyproline，HOP)、血漿抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate resistant acid phosphatase，TRACP)、尿脫氧吡啶喏啉(deoxypyridinoline，DPD)測定利用上海SIGMA-ALDRICH生產試劑盒，進行酶聯免疫分析ELISA法進行檢測。(3)糖代謝指標：利用空腹血樣，使用上海SIGMA-ALDRICH生產的試劑盒，利用葡糖糖氧化酶法測定空腹血糖濃度(asting blood glucose，FBG)。(4)口服葡萄糖耐量試驗(oral glucose tolerance test 2 h，OGTT-2 h)：測試前空腹8 h，取上臂靜脈血，在5 min內飲用溶于300 mL 純凈水內的無水葡萄糖 75 g，在試驗過程中保持靜息，禁水禁食，從開始飲用糖水即計時, 在糖負荷后2 h取靜脈血測血糖。(5)胰島素敏感性：采用穩態模型分析法(homeostasis model assessment，HOMA)計算胰島素抵抗指數(homeostasis model assessment insulin resistance，HOMA-IR)，計算公式為：HOMA-IR=FINS(Mu/L)×FBG(mmol/L)/22.5，式中 FINS 為空腹血清胰島素濃度，FBG 為空腹血糖。(6)腿部肌肉量：本研究在訓練干預前1周、訓練后結束后3 d內，利用韓國產InBody 770身體分析儀進行檢測腿部肌肉量，在接受測試前2 h內禁水禁食。(7)等速肌力測試：本研究共進行4次等速肌力測試，在前測、后測中采用等速肌力角速度 60°/s、180°/s測試，在運動干預第1天加壓訓練急性效應測試采用等速肌力角速度 60°/s測試。利用美國產Biodex 等速肌力測試系統進行檢測，第1步將膝部測試裝置組裝于動力計上，再調整座椅及動力計方向角度為 45°，受試者應將其下背部緊靠椅背，椅背和膝關節角度均調節至90°，當受試者坐于座椅后，利用固定帶固定其軀干、大腿和踝關節。測驗開始時，受試者的雙手抓緊胸前固定帶，兩項測驗各進行1次練習和2次測驗，反復次數均為 3下，并記錄其成績，最好成績為膝關節伸展最大力矩峰值。(8)激素測定：采用日本產HITACHI-7000全自動生化分析儀檢測血清GH、IGF-1、睪酮。

1.6 統計學分析

本研究利用SPSS 22.0統計軟件進行統計分析，利用描述性分析對受試者基本信息進行描述分析。獨立樣本t檢驗對骨密度、骨代謝指標、胰島素敏感性指標、腿部肌力、肌肉量、肌酸激酶(creatine kinase，CK)、血乳酸、GH、血睪酮等進行前后比較，利用單因素方差分析進行組間比較分析。本研究所有指標以平均值±標準差的形式表達，顯著水平為α=0.05。

2 結果

2.1 胰島素敏感性的變化結果

在FBG方面，KR組和R組的后測結果均低于前測，但差異不具有統計學意義(P>0.05)，C組后測結果均顯著高于前測(P<0.05)，KR組、R組后測結果顯著低于C組(P<0.05)。OGTT-2 h方面，KR組和R組的后測結果均顯著低于前測(P<0.05)，KR組和R組的后測結果均顯著低于C組(P<0.05)，KR組后測結果顯著低于R組(P<0.05)。HOMA-IR方面，KR組和R組的后測結果均顯著低于前測(P<0.05)，KR組和R組的后測結果均顯著低于C組(P<0.05)，KR組后測結果顯著低于R組(P<0.05)。詳見表3。