Ⅱ型糖尿病、血乳酸和運動關系研究進展

高慧敏，何文革，楊賢罡，趙玉峰，張 翔，5

1 引言

21世紀以來，Ⅱ型糖尿?。═2DM）患者越來越多，而且逐漸年輕化，已成為全球嚴重公共健康問題［1］?？紤]到糖尿病、心血管并發癥和過早死亡之間的相關關系［2］，有效的治療手段就顯得至關重要。除先天遺傳基因外，后天不均衡的飲食習慣和缺乏體育鍛煉等都會導致體內血糖水平升高，增加患糖尿病概率。而合理的體育鍛煉對患者的血糖水平有顯著的改善作用，還能降其并發癥的發生風險［3］。血液乳酸作為人體內一種重要的生物標志物，可以反映糖尿病患者的胰島素抵抗狀況［4］。臨床證實，糖尿病患者常有乳酸代謝障礙的特點，乳酸在體內堆積增多，致使乳酸水平普遍高于正常人，當乳酸水平超過一定范圍時可確診為高血乳酸癥，甚至發生糖尿病乳酸性酸中毒，危及生命。本文主要從糖尿病患者的血乳酸水平、相關運動方式等方面進行整理分析，探討糖尿病、血乳酸和運動之間的關系，進而控制血糖濃度，使患者能夠安全、有效的運動。

2 糖尿病患者血乳酸水平普遍較高

2.1 D－乳酸生成增加可引起的乳酸酸中毒

乳酸是葡萄糖無氧代謝的中間產物，同時也是一種重要的生物標志物，可作為很多疾病的臨床觀察指標之一［5］。在人體內以兩種形式存在：L－乳酸和D－乳酸。這兩種同分異構體均可代謝為丙酮酸。在人體組織中，L－乳酸是由碳水化合物的無氧代謝過程中丙酮酸產生的，通常是乳酸在人類血液中的主要異構體。L－乳酸和D－乳酸的代謝離不開酶LDH，而人體內只有L－LDH這一形式的酶，所以D－乳酸的分泌是很受限的［6］，但是D－乳酸在體內一旦積累過多便會引起乳酸酸中毒。根據先前的數據，當人體出現高血糖癥狀時，這兩種乳酸鹽的生成都會存在不同程度的增長［7］。糖尿病患者血乳酸水平普遍高于正常人［8］，當乳酸水平積累到一定程度時，會出現高血乳酸癥，造成糖尿病乳酸酸中毒。乳酸濃度增加表明乳酸生產和消耗之間的平衡被打破，可能是由于生產過剩，利用不足，或兩者兼而有之。乳酸酸中毒通常包括A、B兩種類型，A型是由機體乳酸能代謝增多或氧氣含量低于組織需求導致，大量的身體活動是主要原因，B型乳酸酸中毒是在供氧充足但線粒體功能或碳水化合物代謝改變的情況下發生的。B型乳酸酸中毒發生的情況并不多見，包括3種類型，其具體的發生機制相對復雜，通常糖尿病引起的乳酸中毒與B3有關［9］。

2.2 人體乳酸代謝機制

一些專家推測，血漿中酸性物質堆積過多可能會阻礙D－乳酸代謝路徑，使D－乳酸濃度增加［10］。在體內，諸如丙酸和乳酸之類的酸性物質首先被轉化為丙酮酸，然后在丙酮酸脫氫酶（PDH）的催化作用下轉化為乙酰輔酶a，而乙酸和丁酸則不經過丙酮酸，直接代謝為乙酰輔酶a，這些代謝途徑導致乙酰輔酶a的增多。這種乙酰輔酶a的積累可能會抑制PDH，導致丙酮酸的積累和增加血液和組織丙酮酸水平。隨著丙酮酸的積累，丙酸和乳酸的同分異構體的轉化也會受到抑制，導致這三種有機酸在血液中的水平均升高，血乳酸代謝障礙。

很多專家指出，甲基乙二醛途徑是糖酵解的一個代謝分支，糖尿病患者血糖水平高，會有更多的葡萄糖參與甲基乙二醛途徑，葡萄糖經甲基乙二醛途徑生成甲基乙二醛，然后轉化為乳酸。但是甲基乙二醛途徑不能產生能量，且葡萄糖經糖酵解系統轉化生成的甲基乙二醛會給細胞帶來很大的傷害，同時誘發糖尿病并發癥。

3 運動改善患者血糖水平

3.1 運動對糖尿病患者有積極影響

Maysa［11］將51名中年人（61.1±6.4歲）T2DM患者隨機分配到足球飲食組（SDG）或飲食組（DG）。DG組T2DM患者只進行熱量限制飲食而不接受足球訓練。SDG組進行每周3次，每次40分鐘的足球訓練。發現足球飲食組在經過一次足球訓練后胰島素作用就得到了明顯改善，而12周的訓練不僅提高了胰島素敏感性，還減少與心血管疾病相關的危險因素，說明與單一的飲食控制相比，結合運動方式會給糖尿病患者帶來更加明顯的益處，急性運動后胰島素作用就會明顯改善，長期鍛煉效果更佳。

臨床顯示，T2DM誘導的微血管功能障礙會損害骨骼肌或身體其他組織對葡萄糖和胰島素的輸送，是體內血糖一直處于較高水平。在T2DM患者中，運動訓練（EX）改善微血管和胰島素信號，并增加骨骼肌毛細血管密度［12］。這些改變可以加快機體對胰島素的運輸和葡萄糖的利用。如果這些適應發生在足夠數量的組織中，尤其是骨骼肌，那么長期運動也可降低高血糖以及其他并發癥的發生概率。在這種背景下，運動訓練干預有希望改善血糖控制和心血管健康，尋找更有效的（訓練）策略對抗這種代謝疾病是一個主要的挑戰。

3.2 國內、外Ⅱ型糖尿病患者運動研究現狀

目前，國內、外學者關于Ⅱ型糖尿病患者運動進行了很多的研究，并取得了不同程度的成功。我國學者吳含［13］提出，推薦Ⅱ型糖尿病患者運動的最大強度不應超過最大心率的80%－90%（最大心率＝220－年齡）。當超過這一范圍，機體出現不適，說明此時吸氧量不能滿足機體的氧氣需求，一段時間后造成氧虧，穩定狀態被破壞。運動強度加大，機體接收信號，會加速糖原轉化為葡萄糖，并釋放到血液中，引起血糖升高。孟晴［14］通過實驗得出有氧聯合抗阻訓練能更使Ⅱ型糖尿病患者的血糖水平維持穩定，增強體質，比單獨進行有氧運動有更明顯的效果。鐘立新等［15］選取150例中老年Ⅱ型糖尿病患者作為實驗對象，分成5組，每組30例，一組為對照組，另外四組采用四種不同的有氧運動方式，發現運動組的血糖和胰島素抵抗指數都有積極變化，其中四種運動中有氧聯合抗阻訓練效果最好，變化最明顯。戴霞［16］選取168名糖尿病前期患者作為研究對象，隨機分成4組，3組為干預組分別在專業人員的指導下，進行聯合抗阻－有氧運動、抗阻運動和有氧運動，一組設為對照組，記錄實驗前和實驗后的血糖值等指標，并計算胰島素抵抗指數，得出有氧運動聯合抗阻訓練改善血糖和胰島素抵抗的效果最明顯，且避免了運動的單一乏味。程晶［17］將實驗對象分為三組，一組進行常規治療，另外兩組在常規治療的基礎上，進行一般運動和專業指導強化運動，一段時間后，實驗結果顯示強化運動組的空腹血糖水平、血乳酸水平及胰島素抵抗機制都降低，且變化較另外兩組更明顯。提出有氧運動聯合抗阻訓練對于Ⅱ型糖尿病患者會產生積極影響，且其機制可能與改善胰島素抵抗有關。

國內學者研究有氧運動居多，而國外學者大多關注缺氧運動對Ⅱ型糖尿病患者健康狀況的改善。Umpierre［18］認為間歇訓練是肥胖人群和T2DM以及冠心病等代謝疾病患者改善身生活方式的最好運動方式。并提出中等強度訓練可推薦給T2DM患者，但高強度訓練可能對改善血糖控制更有效?？紤]到“缺乏時間”是人們經常參與體育活動的障礙之一，Snowling［19］等提出T2DM患者進行11周的低強度間歇訓練（HIIT），發現患者的血糖水平、身體組成成分和健康方面均得到很好的改善，其效果與中等強度耐力訓練（END）相似或更強。這些研究結果表明HIIT也可達到END同樣的訓練效果，且不會給患者造成負面影響，在一定范圍內安全、可行。高強度間歇訓練可提高糖尿病患者的體內葡萄糖的代謝速率，并比普通常氧訓練提高胰島素敏感性的作用更加顯著。此外，定期進行無氧運動，隨著時間的積累，可以達到長期提高胰島素敏感性的效果。這可能與患者體重減小有關［20］。Stefanos［21］等人提出高強度間歇運動（HIIE）是最適合T2D治療的運動類型之一。并提出當診斷為糖尿病前期或T2DM時，運動可引起生理變化，如胃腸動力下降，血液再分配遠離內臟，腎小球濾過減少，這些都可加強二甲雙胍的作用，且不會引起乳酸酸中毒或低血糖。Asano［22］通過11名T2DM患者隨機進行20分鐘80%的LT運動，120%的LT運動，分析Ⅱ型糖尿?。═2D）患者對乳酸閾值（LT）以上和低于乳酸閾值（LT）的乳酸、胰島素和血糖的急性反應。在運動前、運動期間和運動后45分鐘對血糖進行分析，發現兩次鍛煉都導致運動期間血糖水平下降，120%LT的降幅更大。胰島素在80%LT運動后減少較多。證明LT以上運動在T2DM個體中更為有效。

間歇運動對Ⅱ型糖尿病患者的血糖水平有積極作用，并且它在優化身體組成、提高胰島素敏感性等方面比耐力運動有更加顯著的優勢［23］。作為一種新型的鍛煉療法，間歇訓練對Ⅱ型糖尿病的治療優勢已經很明顯了。然而，這種鍛煉方式在糖尿病并發癥或心血管疾病史患者和極年老人中的安全性和有效性仍然未知。

4 總結與展望

乳酸是中間代謝的重要底物和產物。乳酸生理學和乳酸酸中毒是一個研究領域在人類醫學超過50年。在這段時間里，研究范圍已經從鑒別危重病人乳酸酸中毒的原因發展到使用它作為一種輔助來指導治療和預測。血乳酸作為人類的預后指標已經被廣泛研究，結果表明，隨著血乳酸濃度的增加，生存的可能性降低［24］。由于不同程度的情況會導致血清乳酸水平升高，因此重點是監測連續的乳酸濃度。在治療期間清除乳酸與更高的生存率相關，而沒有清除乳酸負荷的患者更有可能死亡。監測連續的乳酸濃度已經成為評估治療反應和指導危重患者進一步干預的常規方法。且對糖尿病患者的治療與預后來說，血乳酸作為一種生物標志物有著很大的作用。

迄今為止，運動療法不僅提出了多種有趣、新穎的運動方式，而且可以有效改善患者的身體狀況，取得了不同程度的成功。但是Ⅱ型糖尿病患者本身血乳酸水平較高的基礎上，再無氧運動是否會增加乳酸的產生和積累，從而誘發高血乳酸癥，或者運動的強度和時間具體應該是怎么制定才能發揮最大的經濟性。再者我們是否可以通過運動改善患者的丙酮酸氧化或乳酸代謝等問題，使血乳酸水平維持在正常范圍內。目前，Ⅱ型糖尿病患者不論是進行低氧或高氧運動時都應尋求醫生或專業人士的建議，謹慎參加體育鍛煉。例如，在Ⅱ型糖尿病患者中也發生改變。特別是伴有神經病變的T2DM患者在運動過程中可能會面臨一定的風險，如胰島素依賴型患者出現低血糖意識模糊等，而這種風險在缺氧環境下可能會增加［25］。使用高氧也應謹慎處理，因為長期暴露于高氧也可能導致自由基增加、炎癥、細胞損傷和功能障礙，導致嚴重的健康問題?，F有的風險因素也很少從血乳酸角度考慮。

在流行病學研究中指出，人體空腹血乳酸水平的升高會提示Ⅱ型糖尿病患病風險增加［26］?？崭寡樗釢舛扰c胰島素抵抗呈正相關［27］，Ⅱ型糖尿病患者可能需要運動訓練來降低空腹血乳酸濃度［28］?？梢?，運動對于血乳酸的一些相關概念也有積極的影響。

綜上所述，在未來應將患者的血乳酸水平作為一項重要指標。在為不同病況的患者制定運動計劃時，結合患者血乳酸水平的變化，降低高乳酸血癥和乳酸酸中毒的風險，使患者能夠更加安全、有效的運動。