2型糖尿病患者心肺耐力及其臨床危險(xiǎn)因素

李英 余紅艷 張潔 邸阜生

[摘要]目的探討2型糖尿?。═2DM）患者心肺耐力及其臨床危險(xiǎn)因素。方法選取2020年1月1日至2021年4月30日就診于天津市第三中心醫(yī)院內(nèi)分泌科的47例健康對(duì)照者（對(duì)照組）及129例 T2DM 患者（T2DM 組）為研究對(duì)象，比較 T2DM 患者與健康對(duì)照者的靜態(tài)肺功能觀測(cè)指標(biāo)及心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)（CPET）觀測(cè)指標(biāo)。以峰值攝氧量（VO2peak）是否降低為標(biāo)準(zhǔn)將 T2DM 組患者分為正常組（ n=47）和降低組（ n=82），采用 logistic 回歸分析 T2DM 患者 VO2peak 降低的臨床危險(xiǎn)因素。結(jié)果與對(duì)照組相比，T2DM 患者 VO2peak、峰值攝氧量占預(yù)計(jì)值的百分比（VO2peak%pred）、代謝當(dāng)量、無(wú)氧閾（AT）、峰值氧脈、△攝氧量/△功率（△ VO2/△ Work）、潮氣末二氧化碳分壓（PetCO2）均明顯降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P <0.05）。與對(duì)照組相比，T2DM 患者峰值運(yùn)動(dòng)時(shí)的無(wú)效腔/肺通氣（VD/VT? peak）、二氧化碳當(dāng)量（VE/VCO2）明顯升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P <0.05）。單因素分析結(jié)果提示，BMI、糖化血紅蛋白水平、吸煙史及谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）水平是影響 T2DM 患者 VO2peak 降低的危險(xiǎn)因素（ P <0.05）。多因素 logistic 回歸結(jié)果提示，BMI ≥24、吸煙史、糖化血紅蛋白水平、ALT 水平是 T2DM 患者 VO2peak 降低的獨(dú)立危險(xiǎn)因素（ P <0.05）。結(jié)論 T2DM 患者的心肺耐力明顯降低，BMI ≥24、吸煙史、糖化血紅蛋白水平、ALT 水平是 T2DM 患者心肺耐力降低的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。

[關(guān)鍵詞]2型糖尿病;心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn);峰值攝氧量;危險(xiǎn)因素

[中圖分類號(hào)] R587.2? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A?? [文章編號(hào)]2095-0616（2021）24-0205-04

Cardiopulmonary endurance and its clinical risk factors in patients with type 2 diabetes mellitus

LI? Ying??? YU? Hongyan??? ZHANG? Jie??? DI? Fusheng

Department of Endocrinology， Tianjin Third Central Hospital， Tianjin 300170， China

[Abstract] Objective To explore cardiopulmonary endurance and its clinical risk factors in patients with type 2 diabetes mellitus （T2DM）. Methods A total of 47 healthy control subjects （Control group） and 129 T2DM patients （T2DM group） who were admitted to the Department of Endocrinology， Tianjin Third Central Hospital from January 1， 2020， to April 30， 2021， were selected as research objects. The observation indexes of static pulmonary function and cardiopulmonary exercise test （CPET） were compared between T2DM patients and healthy control subjects. Patients with T2DM were divided into the normal group （n=47） and the decrease group （n=82） according to whether the peak oxygen uptake （VO2 peak） decreased or not. Logistic regression was used to analyze the clinical risk factors of decreases in VO2 peak in T2DM patients. Results Compared with the control group， VO2 peak， VO2 peak%pred， metabolic equivalent， anaerobic threshold （AT）， peak oxygen pulse， △ VO2/△ Work and partial pressure of end-tidal carbon dioxide （PetCO2） in T2DM patients were significantly reduced， with statistically significant differences （P <0.05）. Compared with the control group， the ineffective chamber/lung ventilation （VD/VTpeak） and carbon dioxide equivalent （VE/VCO2） of T2DM patients during peak exercise were significantly higher， with statistically significant differences （P <0.05）. The results of the univariate analysis showed that BMI， glycosylated hemoglobin level， smoking history， and alanine transaminase （ALT） level were the risk factors for lowering VO2 peak in T2DM patients （P <0.05）. Multivariate logistic regression results showed that BMI ≥24， smoking history， glycosylated hemoglobin level， and ALT level were independent risk factors for the decrease of cardiopulmonary endurance in T2DM patients （P <0.05）. Conclusion Cardiopulmonary endurance of T2DM patients significantly reduces. BMI ≥24， smoking history， glycosylated hemoglobin level， and ALT level are independent risk factors for the reduction of cardiopulmonary endurance of T2DM patients.

[Key words] Type 2 diabetes mellitus; Cardiopulmonary exercise test; Peak oxygen uptake; Risk factor

2型糖尿?。═2DM）患者血管病變會(huì)導(dǎo)致多種并發(fā)癥[1]，肺臟也是并發(fā)癥的靶器官之一[2]。T2DM 患者肺功能的降低往往是亞臨床的[3]，但當(dāng)出現(xiàn)心臟或肺相關(guān)的疾病時(shí)，其肺功能的下降速度是正常人的2～3倍[2]。這導(dǎo)致 T2DM 患者在呼吸系統(tǒng)病毒大流行時(shí)期的發(fā)病率及病死率顯著增加[4-5]。如何早期識(shí)別 T2DM 患者的肺功能障礙并進(jìn)行干預(yù)，對(duì)患者本人及節(jié)約醫(yī)療資源都具有重要意義。

心肺功能運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)（CPET）可以反映測(cè)試者的心肺耐力，廣泛應(yīng)用于臨床[6]。肺功能受損會(huì)導(dǎo)致心肺耐力下降[7]。為探究 T2DM 患者肺功能是否受損，本研究對(duì)比分析 T2DM 患者和健康者的 CPET 結(jié)果，并探討 T2DM 患者心肺耐力下降的危險(xiǎn)因素。

1資料與方法

1.1一般資料

收集2020年1月1日至2021年4月30日就診于天津市第三中心醫(yī)院內(nèi)分泌科的47例健康對(duì)照者（對(duì)照組）及129例 T2DM 患者（T2DM 組）為研究對(duì)象。本研究遵循《世界醫(yī)學(xué)大會(huì)赫爾辛基宣言》，經(jīng)天津市第三中心醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，獲得研究對(duì)象本人同意并簽署知情同意書。T2DM 組納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合中國(guó) T2DM 防治指南（2017年版）[8] 中的診斷標(biāo)準(zhǔn);② T2DM 持續(xù)時(shí)間至少1年;③空腹血糖<16.7 mmol/L，④血壓未超過160/100 mmHg;⑤可配合完成 CPET;⑥簽署知情同意書。T2DM 組排除標(biāo)準(zhǔn)：①存在急性感染;②存在原發(fā)性肺部疾患，如肺部腫瘤、慢性阻塞性肺疾病、感染性肺疾病等;③合并嚴(yán)重并發(fā)癥，如嚴(yán)重心功能不全、嚴(yán)重眼底病變、嚴(yán)重糖尿病腎病、新發(fā)卒中等。對(duì)照組納入標(biāo)準(zhǔn)：①未達(dá)到 T2DM 診斷標(biāo)準(zhǔn);②血壓未超過160/100 mmHg;③可配合完成 CPET;④簽署知情同意書。對(duì)照組排除標(biāo)準(zhǔn)：存在原發(fā)性的肺部疾患及心臟疾病或其他影響運(yùn)動(dòng)能力的疾病。 VO2peak%pred <80%被認(rèn)為是 VO2peak 降低[7]，以此為基準(zhǔn)將 T2DM 組患者分為正常組（ n=47）和降低組（ n=82）。

1.2方法

研究采用美國(guó)森迪斯（VmaxEncore）心肺功能測(cè)試儀。受試者完成靜態(tài)肺功能測(cè)定后行 CPET 檢測(cè)，運(yùn)動(dòng)中保持60 r/min 的轉(zhuǎn)速，整個(gè)過程需監(jiān)測(cè)心率、血壓、血氧飽和度及12導(dǎo)聯(lián)心電圖。

1.3觀察指標(biāo)

靜態(tài)肺功能觀測(cè)指標(biāo)包括肺活量占預(yù)計(jì)值百分比（FVC%pred），第1秒用力呼氣容積占預(yù)計(jì)值百分比（FEV1% pred），F(xiàn)EV1占 FVC 百分比（FEV1/FVC）。 CPET 觀測(cè)指標(biāo)包括 VO2peak、VO2peak%pred、代謝當(dāng)量、AT、峰值氧脈、△ VO2/△ Work、靜息時(shí)的無(wú)效腔/肺通氣（VD/VT? rest）、VD/VT? peak、PetCO2、氧當(dāng)量（VE/VO2）、VE/VCO2，統(tǒng)計(jì) T2DM 患者的血脂、肝功能、血糖、胰島素抵抗、糖化血紅蛋白等相關(guān)指標(biāo)用于 VO2peak 降低的危險(xiǎn)因素分析。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用 SPSS 26.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料用（ x ±s）表示，兩組之間的差異分析用 t 檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料用[n （%）]表示，兩組之間的差異分析用χ2檢驗(yàn)。多因素 logistic 回歸用于分析單因素分析中具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的危險(xiǎn)因素。P <0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1兩組一般資料比較

兩組間年齡、性別、身高、體重、BMI、吸煙史差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P >0.05）。見表1。

2.2兩組靜態(tài)肺功能比較

兩組FVC%pred， FEV1%pred 以及 FEV1/FVC 差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P >0.05）。見表2。

2.3兩組CPET核心指標(biāo)比較

與對(duì)照組相比，T2DM 組患者 VO2peak、 VO2peak%pred、AT、代謝當(dāng)量、峰值氧脈、△ VO2/△ Work、PetCO2均明顯降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P <0.05）;VD/VT? peak、VE/VCO2明顯升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P <0.05）。兩組 VD/VT rest、VE/VO2差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P >0.05）。見表3。

2.4 T2DM組患者VO2peak降低的單因素分析

結(jié)果提示 BMI、吸煙史、糖化血紅蛋白水平及 ALT 水平是影響 T2DM 患者 VO2peak 降低的危險(xiǎn)因素（ P <0.05）。見表4。

2.5 VO2peak降低的多因素分析

以 VO2peak 是否降低為因變量，納入單因素分析有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的參數(shù)， logistic 回歸分析結(jié)果提示 BMI ≥24、吸煙史、糖化血紅蛋白水平、ALT 水平是 T2DM 患者 VO2peak 降低的獨(dú)立危險(xiǎn)因素（ P <0.05）。見表5～6。

3討論

靜態(tài)肺功能的結(jié)果提示靜息時(shí) T2DM 患者與健康者無(wú)明顯差異，說(shuō)明 T2DM 患者的肺功能異常不易被察覺[3]。但是 CPET 的結(jié)果比較表明 T2DM 患者的 VO2peak 明顯降低，心肺耐力明顯下降，提示當(dāng)人體對(duì)肺功能有更高的要求后，這種異常就會(huì)暴露出來(lái)，影響患者的運(yùn)動(dòng)能力。這也說(shuō)明 CPET 對(duì)肺功能異常有極高的敏感性，用此方法可以篩查早期肺功能異常，對(duì)亞臨床肺功能障礙做到早發(fā)現(xiàn)、早干預(yù)，避免疾病進(jìn)一步發(fā)展。

VO2peak 降低的原因涉及心臟、肺臟、肌肉等全身多個(gè)系統(tǒng)[6]。本研究中 T2DM 患者的 VO2peak 顯著低于對(duì)照組。提示 T2DM 患者的心肺耐力明顯低于正常人，但具體的原因仍需進(jìn)一步分析。

除 VO2peak 之外，T2DM 組患者的 VO2peak%pred、 AT、代謝當(dāng)量、峰值氧脈、△ VO2/△ Work、PetCO2 均低于對(duì)照組，進(jìn)一步說(shuō)明 T2DM 患者的心肺耐力較正常人明顯下降[9]。此外，T2DM 組患者 VD/VT peak 高于對(duì)照組，提示 T2DM 患者無(wú)效通氣比例上升; T2DM 組患者 VECO2高于對(duì)照組，提示與健康者相比，T2DM 患者肺氣體交換功能明顯降低[10];T2DM 組患者 PetCO2明顯低于對(duì)照組，提示 T2DM 患者肺生理無(wú)效腔增加[11]。T2DM 患者 VO2peak 降低的原因可能是血糖波動(dòng)引起肺纖維化，繼而引發(fā)肺彌散功能障礙[2]。如果疾病進(jìn)一步發(fā)展，還會(huì)增加患者肺癌發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)[12]。

多因素 logistic 回歸結(jié)果提示吸煙史、BMI ≥24、糖化血紅蛋白水平以及 ALT 水平都是 VO2peak 降低的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。有研究顯示，在健康者中，BMI 超重人群的 VO2peak 也常低于正常人[13]。吸煙也會(huì)引起肺功能受損[14]，本研究結(jié)果提示，相同情況下，吸煙的 T2DM 患者心肺耐力降低的危險(xiǎn)度是不吸煙患者的19.361倍。本研究結(jié)果還表明糖化血紅蛋白水平每增加1，VO2peak 降低的危險(xiǎn)度就增加2.655倍，這可能是因?yàn)殚L(zhǎng)期血糖控制不良導(dǎo)致肺發(fā)生病變[2]。此外，ALT 增高的也是 T2DM 患者 VO2peak 降低的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，這可能是因?yàn)楦螕p害時(shí)的內(nèi)環(huán)境導(dǎo)致肺血管擴(kuò)張缺陷，影響肺功能[15]。T2DM 患者戒煙、保持正常 BMI 指數(shù)、控制血糖、關(guān)注自身肝臟功能可有助于維持正常的 VO2peak，提高自身的呼吸儲(chǔ)備，提高生存質(zhì)量，降低出現(xiàn)心肺疾病時(shí)的重癥率和病死率。

T2DM 患者的心肺耐力明顯降低，機(jī)制可能是 T2DM 患者的肺彌散功能明顯受損。吸煙史、 BMI ≥24、糖化血紅蛋白水平以及 ALT 水平是 T2DM 患者心肺功能降低的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。T2DM 患者可以通過干預(yù)上述危險(xiǎn)因素提高自身的心肺耐力，提高自身在出現(xiàn)心肺系統(tǒng)疾病時(shí)的呼吸儲(chǔ)備，降低重癥率和病死率。

[參考文獻(xiàn)]

[1]Kolodziejczyk AA，Zheng D，Shibolet O，et al.The role of the microbiome in NAFLD and NASH[J].EMBO Mol Med，2019，11（2）：e9302.

[2]Pitocco D，F(xiàn)uso L，Conte EG，et al.The diabetic lung--A new target organ？[J].Rev Diabet Stud，2012，9（1）：23-35.

[3]Hsia CC，RaskinP.Lung function changes related to diabetes mellitus[J].Diabetes Technol Ther，2007，9（1）：S73-82.

[4]Singh AK，Gupta R，Ghosh A，et al .Diabetes in COVID-19： Prevalence， pathophysiology， prognosis and practical considerations[J].Diabetes MetabSyndr，2020，14（4）：303-310.

[5]Yang JK，F(xiàn)eng Y，Yuan MY，et al.Plasma glucose levels and diabetes are independent predictors for mortality and morbidity in patients with SARS[J].Diabet Med，2006，23（6）：623-628.

[6]Tran D. Cardiopulmonary Exercise Testing[J].Methods Mol Biol，2018，1735：285-295.

[7]Goulart CDL，Dos Santos PB，Caruso FR，et al.The Value of Cardiopulmonary Exercise Testing in Determining Severity in Patients with both Systolic Heart Failure and COPD[J].Sci Rep，2020，10（1）：4309.

[8]中華醫(yī)學(xué)會(huì)糖尿病學(xué)分會(huì).中國(guó)2型糖尿病防治指南（2017年版）[J].中國(guó)實(shí)用內(nèi)科雜志，2018，38（4）：292-344.

[9]Sue DY，Hansen JE.Normal values in adults during exercise testing[J].Clin Chest Med，1984，5（1）：89-98.

[10]Pastré J，Prévotat A，Tardif C，et al.Determinants of exercise capacity in cystic fibrosis patients with mild-to- moderate lung disease[J].BMC Pulm Med，2014，14：74.

[11]Rocco EA，Prado DM，Silva AG，et al.Effect of continuous and interval exercise training on the PETCO2 response during a graded exercise test in patients with coronary artery disease[J]. Clinics（Sao Paulo），2012，67（6）：623-628.

[12]Park HJ，Joh HK，Choi S，et al .Type 2 diabetes mellitus does not increase the risk of lung cancer among never-smokers： a nationwide cohort study[J].Transl Lung Cancer Res，2019，8（6）：1073-1077.

[13]Mondal H，Mishra SP. Effect of BMI， Body Fat Percentage and Fat Free Mass on Maximal Oxygen Consumption in Healthy Young Adults[J].J Clin Diagn Res，2017，11（6）：CC17-CC20.

[14]Allinson JP，Hardy R，Donaldson GC，et al.Combined Impact of Smoking and Early-Life Exposures on Adult Lung Function Trajectories[J].Am J Respir Crit Care Med，2017，196（8）：1021-1030.

[15]Polavarapu N，Tripathi D.Liver in cardiopulmonary disease[J].Best Pract Res Clin Gastroenterol，2013，27（4）：497-512.

（收稿日期：2021-09-02）