獨立有氧運動對肥胖兒童代謝綜合征患者作用效果的Meta分析

徐瑞 曹友祥 陳玉婷

(1.南京體育學院 江蘇南京 210014;2.上海體育學院 上海 200438)

隨兒童肥胖發生率的不斷升高，代謝綜合征（metabolic syndrome，MS）在兒童青少年中發生率逐年增加。MS是由糖類、蛋白質、脂類等物質代謝紊亂而引起一系列病理狀態的代謝功能紊亂癥候群［1］。運動和生活方式干預是治療MS的有效手段，但當前多數研究以混合運動干預［2，3］或增加體力活動作為干預手段來探討運動對MS的治療效果［4］，難以深入探究運動對兒童MS的治療效果的劑量—效應關系。

有氧運動作為減肥的經典運動形式［5］，能夠促進青少年心肺功能的發展，運動風險低。但目前缺乏獨立有氧運動干預肥胖兒童MS的循證醫學論證。因此，該文將有氧運動作為獨立干預，以符合國際糖尿病聯盟標準［6］的肥胖兒童MS患者為研究對象，對國內外相關隨機對照試驗（RCT）進行Meta分析，探究獨立有氧運動治療兒童MS的效果，以期為實際應用提供理論參考。

1 研究方法

1.1 文獻檢索

檢索電子數據庫包括PubMed、Embase、SPORTDiscus、the Cochrane library、中國知網、萬方、維普等數據庫進行檢索，檢索期限為建庫至2020年10月。英文檢 索 以“aerobic exercise”“obese children”“metabolic syndrone”等為主題詞進行組合式混合檢索；中文檢索以“有氧運動”“有氧”“肥胖兒童”“代謝綜合征”等為主題詞進行組合式混合式檢索。此外，對納入研究的參考文獻進行手工檢索，以補充獲取相關文獻。

1.2 文獻納入標準

根據PICOS 原則進行文獻納入的篩選，納入文獻的研究類型為隨機對照實驗；研究對象是患有代謝綜合征的肥胖兒童，年齡5～19歲，性別不限；運動干預形式為獨立有氧運動，如跑步、游泳、騎自行車等，總干預周期≥4周，排除一次性的急性運動干預，結局指標為國際糖尿病聯盟的標準的代謝綜合征判斷指標［6］。

1.3 文獻篩選

從各數據庫檢索得到的文獻統一導入至Endnote X9 軟件后由2 名獨立的研究人員進行文獻篩選工作。步驟為首先刪除重復文獻，然后通過閱讀題目、摘要進行初篩，得到初步滿足篩選條件的文獻，再下載全文，通過閱讀全文得到合格的文獻。最后將2名研究人員的篩選結果進行對比，如有不一致，則與第三名研究人員共同討論決定。

1.4 資料提取

對滿足鑒定標準的文獻進行閱讀和資料提取。提取內容主要有第一作者、國家（地區）、發表年限、研究對象樣本量、干預方案（運動類型、運動周期、運動時間、運動強度）以及結局指標，包括腰圍（Waist Circumference，WC）、體脂百分比（Body Fat Percentage，BF%）、空腹血糖（Fasting Plasma Glucose，FPG）、高密度脂蛋白膽固醇（High Density Lipoprotein Cholesterol，HDL-C）、甘油三酯（Triglycerides，TG）、收縮壓（Systolic Blood Pressure，SBP）、舒張壓（Diastolic Blood Pressure，DBP）、身體質量指數（Body Mass Index，BMI）。

1.5 納入文獻質量評價

使用Cochrane 風險評價工具［7］對納入的文獻進行質量評估，主要從隨機分組、分配隱藏、實施偏倚、測量偏倚、隨訪偏倚、報告偏倚及其他偏倚等6 個方面共7個條目進行判斷，判斷標準為低風險、未知風險和高風險。

1.6 數據統計分析

對所有數據采用Review Manager 5.3和Stata 16軟件進行數據統計分析、異質性檢驗、敏感性分析、森林圖制作等。結局指標采用均數差（mean difference，MD）或標準均數差（standardized mean difference，SMD）以及95%置信區間（95%CI）作為Meta分析的合并效應尺度。用P值和I2進行異質性判斷，P≥0.1，I2≤50%，表明無統計學異質性，采用固定效應模型；P＜0.1，I2＞50%，表明存在統計學異質性，采用隨機效應模型。

2 結果

2.1 文獻檢索結果

通過對PubMed、Embase、SPORTDiscus、the Cochrane library、中國知網、萬方、維普等數據庫的檢索，共檢索到文獻1726 篇，導入Endnote X9 后，刪除重復文獻422篇后，剩余1304篇。通過閱讀篇名、摘要后，排除1203篇，剩余101篇可能合格文獻待篩選。經過進一步嚴格篩選，最終納入符合條件的文獻，共8篇［8-15］，包括10個研究。具體的文獻篩選流程，如圖1所示。

圖1 文獻檢索流程圖

2.2 納入文獻基本特征

最終納入的8篇文獻中，有英文文獻6篇［8-12，15］，中文文獻2篇［13，14，16］。所有研究均為隨機對照干預實驗，共包括337名肥胖兒童。運動干預形式均為有氧運動，包含游泳、跑步、快走、騎自行車等；干預周期最短為5周，最長為1 年；干預的頻率主要是以每周3 次為主。具體納入研究特征，如表1所示。

表1 納入研究基本特征

2.3 發表偏倚結果

由圖2 和圖3 可知，納入的研究存在一定的偏倚性，但是整體的文獻質量尚可。由于代謝綜合征是一種以多種單項指標來綜合判定的慢性疾病，因此有部分研究報告并沒有包含所有的結局指標［9，10，15］，這也導致偏倚風險增加。

圖2 納入文獻偏倚評價表

圖3 納入文獻偏倚匯總表

2.4 Meta分析結果

2.4.1 體重、BF%、BMI、WC效應量Meta分析

在納入的文獻中，分別有7 篇、7 篇、8 篇、5 篇文獻報告了體重、BF%、BMI、WC 的統計數據，如圖4 所示，有氧運動能夠顯著性降低肥胖兒童的體重（MD=-4.16kg，P＜0.01，95%CI：-5.92～-2.41），組間異質性較小（P=0.53，I2=0%），故采用固定效應模型；有氧運動能夠顯著性降低肥胖兒童的BF%（MD=-5.39，P＜0.01，95%CI：-8.57～-2.21），組間異質性較高（P＜0.1，I2=86%），故采用隨機效應模型；有氧運動能夠顯著性降低肥胖兒童的BMI（SMD=-0.48，P＜0.01，95%CI：-0.63～-0.32），組間異質性較小（P=0.54，I2=0%），故采用固定效應模型；有氧運動能夠顯著性降低肥胖兒童的WC（MD=-3.08cm，P＜0.01，95%CI：-4.84～-1.32），組間異質性較低（P=0.79，I2=0%），故采用固定效應模型。

圖4 有氧運動對身體形態的Meta分析結果

BF%的異質性較高（I2＞50%），故需要探討異質性來源。使用敏感性分析逐個剔除體脂百分比的納入研究，評估每一項研究對BF%的影響，結果顯示當剔除任一篇文獻后，合并效應量差別不大，Meta分析結果較穩定（見圖5）。

圖5 有氧運動對體脂百分比影響的敏感性分析結果

2.4.2 FPG效應量Meta分析

在納入的文獻中，各有6 篇文獻報告了FPG 的統計數據。如圖6 所示，單獨有氧運動干預能夠顯著性降低肥胖兒童MS 患者的FPG 水平（MD=-5.66mg/dl，P＜0.01，95%CI：-11.39～-0.07），組間異質性較高（P＜0.1，I2=91%），故采用隨機效應模型。

圖6 有氧運動對FPG的Meta分析結果

FPG 的異質性較高（I2＞50%），故需要探討異質性來源。使用敏感性分析逐個剔除FPG 的納入研究，評估每一項研究對FPG 的影響，結果顯示當剔除任一篇文獻后，合并效應量差別不大，Meta 分析結果較穩定（見圖7）。

圖7 有氧運動對空腹血糖影響的敏感性分析結果

2.4.3 TG、HDL-c效應量Meta分析

在納入的文獻中，各有8篇文獻報告了TG、HDL-C的統計數據。如圖8所示，單獨進行有氧運動能夠顯著性降低肥胖兒童MS患者的TG水平（MD=-30.27mg/dl，P＜0.01，95%CI：-38.30～-22.24），組間異質性中等（P=0.07，I2=43%），故采用固定效應模型；另外，有氧運動對肥胖兒童MS患者的HDL-C無顯著性作用（MD=0.07，P=0.07，95%CI：-0.36～10.52），組間異質性較高（P＜0.1，I2=91%），故采用隨機效應模型。

圖8 有氧運動對血脂的Meta分析結果

HDL-C 的異質性較高（I2=91%），為探討異質性來源，故使用敏感性分析逐個剔除所納入的研究，分別評估每一項研究對HDL-C的影響（見圖9），結果顯示，當剔除任一篇文獻后，合并效應量差別不大，Meta分析結果較穩定。

圖9 有氧運動對HDL-C影響的敏感性分析結果

2.4.4 血壓效應量Meta分析

在納入的文獻中，分別有5 篇、4 篇文獻報告了SBP、DBP的統計數據。如圖10所示，有氧運動能夠顯著性降低肥胖兒童MS患者的SBP（MD=-10.64mmHg，P＜0.01，95%CI：-14.81～-6.47），組間異質性較高（P=0.01，I2=67%），故采用隨機效應模型；有氧運動能夠顯著性降低肥胖兒童MS 患者的DBP（MD=-4.33mmHg，P＜0.01，95%CI：-5.96～-2.71），組間異質性很低（P=0.24，I2=28%），故采用固定效應模型。

圖10 有氧運動對血壓的Meta分析結果

SBP 的異質性較高（I2=67%），為探討異質性來源，故使用敏感性分析，逐個剔除所納入的研究，分別評估每一項研究對SBP的影響（見圖11），結果發現，當剔除某一篇文獻后，合并效應量差別不大，Meta分析結果較穩定。

圖11 有氧運動對SBP影響的敏感性分析結果

3 討論

科學運動干預是輔助治療代謝綜合征的有效手段之一，但不同形式的運動帶來的健康效應不同，有關單一運動形式作為獨立干預手段對MS，尤其是肥胖兒童MS患者的作用效果的Meta分析研究鮮有報道，運動作為一劑“處方”治療代謝綜合征效果的劑量—效應關系尚待探究。該研究旨在分析獨立有氧運動對肥胖兒童MS 患者的干預作用。通過對納入文獻的Meta 分析發現，每周進行3 次，干預周期為5 周～1 年的單純有氧運動能夠顯著改善肥胖兒童MS 患者體重、WC、BMI、血壓、TG及FBG等結局指標，但干預后肥胖兒童MS患者HDL-C 未見顯著性升高，WC 指標顯著降低但未能達到判定標準以下。

該研究通過Meta 分析發現，單獨有氧運動能夠顯著改善肥胖兒童MS患者的身體成分及身體維度，干預后體重、BMI、BF%比以及WC 均顯著性降低（P＜0.01）。但該研究結果顯示，運動干預后肥胖兒童MS患者WC，雖由95.13±10.57cm降低至92.53±11.49cm，卻未達到對于肥胖兒童MS 患者WC 指標的評定標準以下。Sigal 等［17］對肥胖兒童進行有氧運動干預后發現，6 個月的有氧運動干預后WC 從96.6±1.2cm 降低至93.6±1.3cm，顯著性降低，但未低于評判標準，與該研究結果相一致。Lee等［18］研究也發現，3個月有氧運動能夠顯著降低肥胖女童內臟脂肪，但運動干預后WC變化幅度較小，未見顯著性差異。提示獨立有氧運動干預對肥胖兒童BF%和體重有顯著改善作用，但干預后WC變化幅度有限。同時，該研究在合并BMI效應量數據后發現，運動干預后肥胖兒童MS 患者BMI 為27.98±8.74，仍處于超重或肥胖水平，未達到健康標準閾值。WC和BMI是判斷中心性肥胖的重要依據，該研究結果顯示，5 周至1 年獨立有氧運動干預后，肥胖兒童MS 患者腹部脂肪堆積仍較多，不能使肥胖MS 患者BMI 恢復至健康標準。Damaso 等［11］研究發現，與單獨進行有氧運動干預相比較，以抗阻和有氧相結合的運動形式對降低肥胖兒童內臟脂肪有更顯著的作用，因此在干預周期較短的情況下可以通過增加其他運動形式來幫助治療MS。肥胖MS治療是一個持續漫長的過程，在短期內想獲得顯著效果，除了單純的治療手段外，健康觀念、膳食結構等也是有效的輔助手段［19］。Eckel等［1］認為，6～12個月的運動干預及生活習慣的改善才能夠完全治愈MS。控制飲食熱量攝入是輔助有氧運動降低MS 患者體脂的有效方法。蔣志穎等［20］對52例肥胖兒童青少年進行為期1年的膳食熱量控制和身體活動指導后，肥胖兒童青少年體脂率降低，骨骼肌質量增加的同時，肥胖相關代謝紊亂的檢出率顯著降低。該研究也發現，增加飲食熱量控制會使單獨有氧運動干預效果更好。在該研究結果中體脂百分比異質性明顯（I2=86%），在對納入文獻進行異質性探究后發現，李娟等［13］研究對象是在減肥訓練營中，在飲食上存在熱量控制，運動干預后受試者體脂百分比降低約13%，顯著高于其他研究中體脂百分比降低幅度（約3%），剔除李娟等人的研究后，異質性降低至I2=53%，此研究有可能是異質性的來源。因此，可以通過增加運動形式或配合飲食控制來輔助有氧運動干預中心性肥胖，從而治愈肥胖兒童MS。

血壓是反應心血管健康的核心指標，改善血壓能夠降低肥胖兒童MS 患者發生心血管疾病風險。研究發現，與抗阻運動和混合運動相比較，有氧運動更能夠降低肥胖兒童血壓［17］。該研究結果顯示，獨立有氧運動干預能夠顯著降低肥胖兒童MS 患者的SBP 和DBP，與García-Hmermoso等［21］研究結果相一致。運動能夠通過改善肥胖青少年血管內皮功能，來降低肥胖者的血壓計心血管病發生風險［22］。有氧運動作為降低肥胖兒童血壓的有效手段，能夠通過促進脂肪分解，降低血液中的游離脂肪酸來降低血壓，并通過神經內分泌調節作用減輕應激反應，增加一氧化氮/內皮素-1水平，降低血管緊張素Ⅱ來降低血壓［23］，從而降低MS患者心血管疾病發生危險。該研究結果顯示，單獨的有氧運動干預就能夠將肥胖兒童MS患者血壓控制在標準閾值，能夠有效提高心血管健康，從而預防心血管疾病的發生。

血液指標反映機體的糖脂代謝水平。TG和HDLC與兒童MS具有很強相關性，是預測兒童代謝綜合征的指標［24］。該研究發現，獨立有氧運動干預能夠顯著降低肥胖兒童MS患者的TG（93.91±72.18mg/dL），將其降低到MS判定標準以下，這與前人研究相一致［4］，但干預后HDL-C 未見顯著性提高。可能原因是：首先，HDL-C 水平與身體脂肪含量密切相關，運動干預后肥胖兒童MS患者體重和BMI未達到標準閾值，反應內臟脂肪的WC仍處于患代謝綜合征范圍，這可能也是導致HDL-C未見顯著性升高的原因；其次，HDL-C的變化受運動強度影響較大，與中、低強度運動相比較，高強度運動能夠刺激HDL-C顯著增加，而中等強度運動后HDLC未見明顯變化［25］，不論是有氧運動還是抗阻運動，高強度的運動才能夠刺激HDL-C顯著升高［26］，想要大幅改善HDL-C可能需要更高強度的運動刺激。此外，該研究通過合并HDL-C 效應量數據后發現，干預前后HDL-C水平均符合兒童MS判定標準閾值，干預后難以出現顯著性變化。可能是由于受試者處于兒童青少年階段，肥胖相關代謝指標和臨床表現異常現象在肥胖兒童青少年早期表征現象不明顯［19］，所以兒童患MS后血液HDL-C未見明顯降低。這也提示，應從多種結局指標維度識別兒童青少年肥胖及MS，以免耽誤治療疾病進程，增加成年期肥胖并發癥發病率和病死率。

FPG是反映機體糖代謝及胰島素敏感性的指標，該研究發現，對肥胖兒童MS患者進行獨立有氧運動能夠顯著性降低FPG，與前人研究相一致［27］。與抗阻訓練、綜合性訓練相比較，有氧運動對肥胖兒童空腹胰島素水平和胰島素指數降低關系更加密切［4］。但該研究結果異質性較高（I2=91%），在納入分析的研究中，李娟等和馬麗等［13，14］研究中均對受試者在飲食上進行一定控制，導致空腹血糖水平在干預后降低幅度較大，在排除潛在影響后，研究間的異質性降低至I2=4%。說明空腹血糖水平與飲食密切相關，García等［27］研究也發現以飲食熱量控制干預輔助有氧運動會收到更好的效果。

在探討可能的異質性來源中，該研究發現對受試者進行飲食上的控制對異質性有顯著意義的影響，尤其是對于體脂百分比和空腹血糖這2 個指標。因此，雖然單獨有氧運動能夠有效改善肥胖兒童代謝綜合征患者的核心判定指標，但是在進行運動干預的同時，施加飲食熱量控制［28，29］及健康教育［30］等輔助手段，改善家庭飲食習慣，增加社區活動時間等［31］影響兒童青少年肥胖發生率的因素，能夠增強有氧運動干預效果，對于長期維持治療效果大有裨益。

4 局限和不足

第一，檢索文獻時，未能檢索到數據庫之外的灰色文獻；第二，納入文章數量較少，該研究旨在探討單一運動形式干預對肥胖兒童代謝綜合征的研究，同時符合單一運動形式和患有代謝綜合征的肥胖兒童這兩個特征的研究數量有限；第三，由于文獻數量有限，未能對納入文章進行民族、地區、年齡等亞組分析，這可能會對結果產生一定影響；第四，各研究間的設計存在一定的差異性，尤其是干預周期和干預時間，這也有可能會對結果造成影響。

5 結語

進行5 周至1 年的有氧運動干預能夠顯著降低肥胖兒童MS 患者的體重、BMI、體脂百分比、WC、血壓、TG以及FPG等指標，但HDL-C未出現顯著性升高，WC未恢復到判定標準以下。因此，獨立有氧運動對干預肥胖兒童MS有積極作用，但不能治愈肥胖兒童MS。