不同運動形式對2型糖尿病患者腎臟功能干預效應的研究進展

周慧敏 朱 歡 肖 哲

不同運動形式對2型糖尿病患者腎臟功能干預效應的研究進展

周慧敏1朱 歡2肖 哲2

（1.湖北恩施學院 音樂與體育學院，湖北 恩施 445000；2.湖北民族大學 體育學院，湖北 恩施 445000）

歸納總結2型糖尿病患者腎功能特點及不同運動形式干預效應的研究進展，為預防2型糖尿病患者腎臟功能退化提供一定的理論依據和運動處方參考。研究表明：運動干預可改善2型糖尿病患者血糖、24h尿蛋白定量、尿氮素、肌酐含量、腎組織中TGF-β1、JAK2、JAK2 mRNA表達、腎臟醛糖還原酶、腎小球體積、腎小球濾過率、腎臟氧化應急水平、胰島素水平，是治療糖尿病腎病的有效方式。為了預防和控制T2DM腎臟類疾病，患者應保持正常體重，作息規律同時不抽煙不飲酒，并根據自身病情及身體機能實際情況進行定期有氧、有氧結合抗阻或者全身振動等形式的鍛煉。

2型糖尿病；腎臟功能；有氧運動；間歇運動；抗阻運動；全身振動

2型糖尿病（Diabetes mellitus type 2，T2DM）是一種胰島素抵抗類疾病，多發病于年長、肥胖及糖代謝類異常群體，主要通過藥物及食療輔助治療。長期高血糖、高血脂會引發系列性并發癥，其中腎臟功能退化甚至衰竭較為突出[1-2]。此外，T2DM是腎臟疾病的誘發因子且腎臟疾病和T2DM的危險因素已存在于包括2歲兒童在內的所有年齡段的參與患者中[3]。可見，腎功能障礙逐漸呈現出易發性且年輕化、低齡化。缺乏體育活動不足和不規律的飲食習慣是導致慢性疾病發生的重要原因[4]。患有T2DM等復雜慢性疾病的患者通常必須進行多種生活方式的改變，以限制和管理病情的發展。研究表明，基于理論的行為干預方法也是手術及藥物治療糖尿病腎病的有效輔助手段[5]。另有研究表明，體育活動是預防多種疾病最簡單的非藥理學工具之一，積極的運動方式有利于慢性腎病患者的行為改變[6-8]。同時，還有研究表明充足的體育活動與腎功能的下降幾率顯著相關，且能促進腎功能的保護及改善[5,9]。基于此，采用文獻綜述法，探討不同運動形式對T2DM患者腎臟功能的影響，對T2DM患者腎臟功能干預和改善有著重要的理論價值和實踐意義。

1 T2DM患者腎臟功能變化特點及原因

T2DM是一種代謝紊亂性慢性疾病，隨著生活方式、飲食結構的改變以及熬夜、抽煙、酗酒等不良生活習慣的存在，T2DM患者連年增幅，將于2035年達到4億人。研究表明，生活方式干預，如體育活動是有效防止腎臟功能喪失的策略[10-11]。腎臟是機體主要排泄器官，在機體運行過程中將肌酐、肌酸、尿素、尿酸等異物通過腎小管和集合管的重吸收以新陳代謝為載體通過尿液排出體外，從而實現機體內環境的穩定。尿微量白蛋白是監測T2DM腎病和T2DM患者腎臟功能狀態的重要指標。研究表明，T2DM患者腎臟因其病理影響，會出現腎小球肥大，腎小管及腎小球基底膜增厚，后期逐漸演變為腎組織間質纖維化，腎小球濾過率減少，繼而出現微量蛋白尿、動脈血壓上升、蛋白尿和體液滯留，最終演變為腎衰竭，且腎間質纖維化是腎臟疾病的原發病因[12-13]。同時，有研究表明腎臟間質纖維化程度與腎功能減退有著直接關系，主要因為細胞因子的表達調控、細胞增殖和轉分化及腎臟組織局部缺血、缺氧等原因[14-15]。此外，還有研究表明糖尿病可通過多種途徑損害腎臟，并累及從腎小球到腎小管和腎間質的幾乎所有結構，但以腎小球病變最為突出[16-19]。腎小球濾過率是反映腎臟功能的主要指標，同時腎小球濾過率降低是引起心血管疾病的獨立風險因素。腎小球的濾過率下降，肌酐清除的速度降低，流經腎臟的血流量減少，血液循環降低，從而導致腎臟功能下降。

研究表明，T2DM患者腎臟會逐漸出現腎組織間質纖維化，并逐漸誘發其他腎臟類疾病，且發病機制較為復雜[12]。分析其原因可能是在生理遺傳易感的基礎上出現了血糖代謝異于平常、血流動力遭到阻礙、機體生長免疫因子和細胞免疫因子受到損傷。血糖代謝異于平常通過晚期糖基化終末產物生成、多元醇通路激活、蛋白激酶C的激活3條途徑導致微血管病變，從而損傷腎臟[20]。此外，還有研究表明，運動主要通過調節T2DM患者機體細胞能量代謝，抑制細胞內質網應激及炎癥反應；上調機體應激蛋白水平，從而保護機體免受氧化應激、炎癥等誘發的損傷；調節T2DM患者血糖、血壓及胰島素抵抗等，進而發揮其保護作用[21-25]。同時，動物實驗也表明，間歇有氧運動可顯著降低大鼠血清中血尿素氮和血肌酐含量，改善腎小球濾過功能，減少腎臟間質膠原沉積，逆轉腎間質纖維化，有效緩解大鼠腎功能不全且顯著降低受精氨酸加壓素活性和大鼠腎臟集合管AQP2基因和蛋白的表達水平，抑制腎臟集合管水的重吸收，緩解腎臟水潴留[26-27]。此外，還有動物實驗表明，有氧運動后T2DM動物模型腎臟中會出現較高水平的氧化應激反應，可見氧化應激是影響T2DM大鼠的主要機制[28-31]。因此，抗氧化治療有望成為改善或抑制糖尿病腎臟類疾病發生發展的有效措施。

綜上所述，T2DM患者腎臟功能會出現功能性退化，會出現腎小球肥大、濾過率減少、基底膜增厚、腎組織間質纖維化等現象，極易引起其他腎臟類疾。研究證實，氧化應激是影響T2DM大鼠的主要機制，抗氧化治療可以為改善或抑制糖尿病腎臟類疾病的發生發展提供良好借鑒。

2 不同運動形式對T2DM患者腎臟功能的影響

2.1 有氧運動對T2DM患者腎臟功能的影響

長期規律的有氧運動能有效提升新陳代謝水平，促進血液循環，提高微血管反應性及器官功能性，在慢性病的預防和治療中，效果尤為明顯。研究表明，有氧運動是預防和治療T2DM的常用輔助手段，可顯著降低T2DM患者血糖、24h尿蛋白定量、尿氮素和肌酐含量，從而改善腎臟損傷[32]。同時，動物實驗表明，規律性有氧運動對T2DM患者機體各器官運行狀況有很好的調節和改善作用，包括保護腎臟[33]。Daisuke的研究表明，慢跑運動后糖尿病脂肪大鼠腎臟一氧化氮合酶、氧化應激和糖基化改善顯著，運動減少了大鼠的腎臟損害[34]。可見，在ZDF大鼠糖尿病腎病早期發展過程中，通過上調腎臟NOS表達、抑制NADPH氧化酶和α-草醛，慢跑運動對腎臟起到了保護作用。同時，這項研究支持了有氧運動可以作為2型糖尿病和肥胖早期腎保護的一種有效的非藥物療法的理論。此外，有氧運動可能通過調控TGF-β1/Smad信號途徑抑制高血壓腎病大鼠腎小管EMT，進而改善腎臟纖維化并提高腎功能[35-37]。孫曉娟指出，8周有氧運動后，2型糖尿病大鼠血糖、24h微量白蛋白尿（UA）、血清肌酐（Scr）、血尿素氮水平，腎組織中TGF-β1、JAK2、JAK2 mRNA表達具有顯著降低，可進一步減輕2型糖尿病腎損傷[36]。同時，Wang R等人指出，2型糖尿病患者微量白蛋白尿組與對照組常人白蛋白尿組相比，血清鎳紋樣蛋白（Metrnl）濃度明顯降低，可見，運動可作為改善T2DM患者腎臟功能的有效干預措施[38]。

此外，游泳等有氧運動可以有效抑制多元醇代謝通路，減少細胞氧化應激損傷，達到治療糖尿病腎臟疾病的目的[39]。另外，動物實驗研究表明，6周的有氧運動后，能有效改善T2DM患者糖尿病癥狀，緩解腎功能的損傷，且指出相對于大強度有氧運動，中低有氧運動效果更佳[14]。此外，還有研究證明中—高強度體力活動可改善腎小球濾過率、血清肌酐和尿白蛋白/肌酐比值，從而為糖尿病患者提供改善腎功能的干預機會[40]。綜上所述，規律性有氧運動可以有效提高安靜狀態下抗氧化酶的活性,及時清除運動中產生的氧自由基，減少運動后腎臟組織中自由基的產生，降低氧自由基對腎臟功能的損害程度，同時增強了腎臟組織的氧化應激能力,使抗氧化酶基因表達增強，誘導抗氧化酶活性升高，從而提高衰老早期小鼠腎臟抗氧化水平有關。為運動劑量的選取提供了參考。

除此之外，國外研究學者對32名2型糖尿病及腎病患者完成了研究（14名運動+飲食，18名僅飲食組），結果表明僅飲食組在12周時相較于52周時，UPCR較基線的變化略大；在12周時，運動+飲食組的癥狀變化顯著高于52周時的變化且兩組之間在尿白蛋白與肌酐比值、估計腎小球濾過率、內皮功能、炎癥或體成分方面沒有顯著差異[41]。因此，在患有腎病的肥胖糖尿病患者中，有組織的有氧運動提高了運動能力，但沒有提高體成分或腎功能，具體原因可能跟肥胖糖尿病患者的群體特殊性以及未嚴格篩選和控制飲用食物有關。

2.2 間歇運動及有氧結合抗阻訓練對T2DM患者腎臟功能的影響

間歇性運動是采用高、中、低不同強度的訓練，并分成若干組，組間有嚴格控制休息時間的間歇階段，并通過機體運動時的實時心率控制間歇階段。間歇運動結合抗阻訓練是在運動過程中給機體增加運動負荷，對機體器官產生更大的刺激。研究表明，8周的有氧阻力運動聯合訓練，可有效改善T2DM患者的身體功能[42]，尿蛋白與基線相比的變化與肌酸酐比值（UPCR）相較于對照組有很大改善，提升腎小球濾過率，從而改善機體腎臟功能。此外，還有研究表明，間歇性有氧運動顯著改善病患大鼠腎臟，增加尿排出量，緩解水潴留，以此改善腎功能[43]。另有研究表明，特定訓練方案和適宜運動訓練在改善心功能的同時，可抑制MI后腎臟氧化應激水平，改善缺氧引起的腎血流減少，減輕腎臟纖維化與液體潴留，減緩腎臟功能紊亂，可預防糖尿病腎病的發展，并影響某些礦物質的代謝[44-45]。此外，還有研究表明，8周耐力運動或抗阻運動可增加糖尿病大鼠的體重以及血胰島素，降低其血糖、胰島素抵抗指數、血脂、血肌酐和尿素氮等相關指標；同時，腎臟HE和MASSON染色結果顯示，8周耐力運動或抗阻運動可減輕糖尿病大鼠的細胞外基質增生以及間質纖維變粗，改善腎小球體積的萎縮[27]。綜上所述，不管是人體試驗還是動物實驗，都能明顯改善腎小球濾過率、腎臟氧化應激水平、機體的血胰島素水平、血肌酐和尿素氮等相關指標。可見，間歇運動或有氧結合抗阻訓練是改善T2DM患者腎臟功能的有效干預方式，但相對于純有氧運動的干預方式，改善效應有多大差別，還需進一步的臨床試驗驗證。

2.3 全身振動訓練對T2DM患者腎臟功能的影響

全身振動訓練是一種借助器械誘發自身參與運動的一種新型訓練手段，通過物理機械反復垂直上下振動產生的頻率和幅度結合共振原理有效對人體神經肌肉進行發射反饋，結合個體不同的運動輔助或者康復要求讓個體“骨骼－肌肉－神經”產生不同的應激性反應，從而刺激大腦、動員全身，已達到機體抗阻的效應。近年來，全身振動訓練逐步完成了從僅作用于運動員的訓練及恢復向醫療及運動康復應用領域的過渡。研究表明，12周全身振動訓練計劃對腎移植患者腎臟功能有積極影響，期間WBV方案期間無并發癥，可見該方案安全，通過干預，參與者的腎臟及其他身體功能明顯改善，生活質量明顯提高[46]。此外，還有研究表明，12周的全身振動訓練會使患者膝伸肌肌力、腎臟功能及生活質量得到明顯改善，并給出全身振動訓練訓練可考慮用于糖尿病腎病患者的治療的建議[47]。

全身振動訓練目前應用不是太廣泛，尤其是針對T2DM患者腎臟功能的干預，但僅有的研究已表明全身振動訓練可改善腎病患者的腎臟功能同時提高幸福指數。因此，筆者建議今后可多進行全身振動訓練對T2DM患者腎臟功能的干預效應研究，且運動處方應根據個體需要進行調整。

2.4 運動結合其他方式對T2DM患者腎臟功能的影響

2型糖尿病是一種代謝紊亂性慢性疾病，尤其是多年病史的患者，藥物結合運動方式，恢復效果更好。研究表明，有氧運動對病態小鼠腎臟具有保護作用，且與黃芪注射液結合效果更佳[12]。還有研究表明，單獨攝入咖啡因和/或聯合運動可顯著降低T2DM患者體重，改善糖耐量，改善糖尿病腎病[48]。但還需要進一步研究，以確定正常人每日攝入的咖啡因量是否也對腎臟損傷有保護作用。此外，國外研究專家指出，基于社會心理方法研究的不同生活干預方式有利于T2DM患者腎臟功能的改善[49]。目前此類研究不多，且已有的試驗方案不嚴密。后續此類研究需精進試驗方案，量化干預指標，以確定影響T2DM患者腎臟功能改善的具體因素及效應關系。

3 運動對T2DM腎臟功能干預處方的建議

通過對文獻進行綜述和分析，發現諸如有氧運動、間歇運動及有氧結合抗阻訓練，全身振動訓練及運動結合其他方式等運動形式均有利于糖尿病腎臟類疾病的預防及改善。但具體運動形式、操作方法、運動頻率、運動時間及運動強度對改善效果起到了決定性的作用，需合理選擇運動形式、安排運動負荷，以期在T2DM患者腎臟類疾病的預防和康復實踐中實現實踐價值。

3.1 運動形式

鑒于T2DM患者群體的身體機能特殊性，建議采取諸如健步走、慢跑、走跑結合、太極拳、廣場舞、八段錦等有氧運動，有氧結合彈力帶等抗阻運動，全身振動訓練及關節靈活性訓練等運動形式。

3.2 運動頻率及運動時間

T2DM患者需在保證日常體力活動的基礎上，每周至少需要進行3次，每次運動持續30-60min的運動訓練。運動處方還需進行個體化設計，基本不活動的患者，推薦時間為20-30min/次；偶爾或少量活動的患者，推薦時間為30-60min/次。

3.3 運動強度

以T2DM患者個體具體病情及身體機能情況為根本，制定個體化運動處方，從而采取不同等級強度的有氧及抗阻等干預方式。在無創傷、無病痛的前提下有效改善機體各器官生理功能，成為藥物及手術治療的有效輔助手段。

4 結論與展望

糖尿病腎病是T2DM患者的常見并發癥，可導致腎衰竭。運動干預可改善T2DM患者血糖、24h尿蛋白定量、尿氮素、肌酐含量、腎組織中TGF-β1、JAK2、JAK2 mRNA表達、腎臟醛糖還原酶、腎小球體積、腎小球濾過率、腎臟氧化應激水平、胰島素水平，是治療糖尿病腎病的有效方式，但也有少數研究表明運動干預不能改善T2DM患者腎功能，可能與胖糖尿病患者的群體特殊性以及未嚴格篩選和控制飲用食物有關。為了預防和控制T2DM腎臟類疾病，患者應保持正常體重，作息規律同時不抽煙不飲酒，并根據自身病情及身體機能實際情況進行定期有氧、有氧結合抗阻或者全身振動等形式的鍛煉。

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Research Progress on Intervention Effect of Different Exercise Forms on Renal Function in Patients with Type 2 Diabetes Mellitus

ZHOU Huimin, etal.

(Hubei Enshi College, Enshi 445000, Hubei, China)

2021年度湖北省教育廳科學研究計劃指導性項目（B2021445）；2021年湖北省高等學校哲學社會科學研究計劃重點項（21D072）；2021年湖北民族大學常態化新冠肺炎疫情防控技術及大健康培育專項項目（PY20023）；2019年湖北民族大學科技學院校級課題（KY201914）。

周慧敏（1988—），碩士，講師，研究方向：運動健康促進。