急性力量訓(xùn)練對不同程度肥胖男大學(xué)生血清激素反應(yīng)的影響

申 全，譚思潔，吳 磊

1.Tianjin Conservatory of Music，Tianjin 300171，China；2.Tianjin University of Sport，Tianjin 300381，China；3.Tianjin Modern Vocational Technology College，Tianjin 300350，China.

力量訓(xùn)練是運(yùn)動減肥處方中不可或缺的手段，越來越多的證據(jù)表明，力量訓(xùn)練可顯著改善身體成分、調(diào)節(jié)脂代謝、促進(jìn)骨骼肌功能及降低代謝性疾病的風(fēng)險［13，6］。目前，肥胖在發(fā)達(dá)與發(fā)展中國家已經(jīng)成為嚴(yán)重危害人類健康的疾病，減少高脂膳食攝入、增加體力活動水平是肥胖干預(yù)的重點(diǎn)內(nèi)容，然而，在實(shí)踐中這些措施經(jīng)常引起肥胖者饑餓感與食欲的增加，運(yùn)動訓(xùn)練不僅對能量平衡存在較大影響，而且對食欲也有重要的調(diào)節(jié)作用［3］。Ghrelin（生長激素釋放多肽）是由胃組織分泌的一種與能量平衡及食欲密切相關(guān)的生物活性物質(zhì)，其主要生理功能是增加食欲、促進(jìn)血糖及生長激素（Growth hormone，GH）分泌，一般認(rèn)為，Ghrelin水平增加將會引起食物攝入量、體脂肪含量及體重增加。因此認(rèn)為，Ghrelin可能參與了肥胖的形成及運(yùn)動減肥的過程［1］。有研究發(fā)現(xiàn)，單純性肥胖者體內(nèi)Ghrelin處于較低的水平，且與體脂肪含量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，而體重下降后其水平可顯著回升［7］。關(guān)于運(yùn)動對血漿Ghrelin水平的影響有不同的報(bào)道，多數(shù)研究認(rèn)為，體重正常者或肥胖者進(jìn)行有氧訓(xùn)練后，其血漿Ghrelin水平上升或無明顯變化，而力量訓(xùn)練對Ghrelin水平的影響則降低或者無明顯變化［10，2，4］?？梢?，激素水平對運(yùn)動方式的反應(yīng)可能存在一定影響，但是，以往的研究更多關(guān)注的是體重正常者，而急性力量訓(xùn)練對肥胖者的研究較少，也未考慮肥胖程度對Ghrelin水平的影響?？梢?，當(dāng)前有關(guān)運(yùn)動對肥胖者Ghrelin水平及其運(yùn)動反應(yīng)的影響尚未取得一致認(rèn)識，很多研究也未取得預(yù)期結(jié)果，同時鑒于Ghrelin與GH、胰島素（Insulin）、皮質(zhì)醇（Cortisol）各激素之間存在密切關(guān)系，本研究擬通過對比急性力量訓(xùn)練后不同程度肥胖者血漿相關(guān)激素水平的變化特點(diǎn)，探討肥胖度對急性力量訓(xùn)練誘導(dǎo)血漿相關(guān)激素反應(yīng)的影響。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

研究對象為20名健康男大學(xué)生，篩選標(biāo)準(zhǔn)為無規(guī)律運(yùn)動習(xí)慣；無心血管與代謝性疾??；近3個月無服用任何藥物；無吸煙習(xí)慣；體重近期穩(wěn)定。采用 WHO標(biāo)準(zhǔn)對實(shí)驗(yàn)對象進(jìn)行肥胖度的計(jì)算及分類，受試者按照《亞太地區(qū)肥胖的重新定義》分為3組，BMI＜25.0屬于非肥胖者，共7人（CG，n＝7），BMI為25.0～29.9屬于I度肥胖，共7人（IFG，n＝7），BMI＞30屬于II度肥胖，共6人（IIFG，n＝6），所有受試者在半年內(nèi)均未接受過系統(tǒng)的力量訓(xùn)練，也沒有參加過其他規(guī)律的訓(xùn)練，受試者情況如表1所示。

1.2 力量訓(xùn)練的實(shí)施

所有受試者在正式訓(xùn)練前要預(yù)先進(jìn)行3次相同的力量訓(xùn)練方案，以消除好奇心對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，練習(xí)形式采用器械和聯(lián)合訓(xùn)練機(jī)進(jìn)行肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)及軀干大肌群的力量練習(xí)。在訓(xùn)練中采用等張訓(xùn)練測試到每名受試者不同肌群的1RM。3次適應(yīng)性練習(xí)1周后進(jìn)行急性力量訓(xùn)練，所有受試者空腹?fàn)顟B(tài)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，他們訓(xùn)練前48h統(tǒng)一作息制度與飲食標(biāo)準(zhǔn)。為避免生物節(jié)律性對激素分泌造成影響，選擇早7：00～10：00AM點(diǎn)同一時間段進(jìn)行力量訓(xùn)練。熱身訓(xùn)練與拉伸訓(xùn)練后進(jìn)行急性力量訓(xùn)練，共6個運(yùn)動環(huán)節(jié)，每環(huán)節(jié)4組，每組進(jìn)行10次重復(fù)，運(yùn)動強(qiáng)度約為80%1RM，組間間歇時間為2min。

1.3 血液標(biāo)本的采集

正式訓(xùn)練前，受試者進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室保持安靜20min后，專門人員對其前臂淺部放置靜脈留置針，對每個受試者分別在訓(xùn)練前，訓(xùn)練中（第3個運(yùn)動環(huán)節(jié)結(jié)束后），訓(xùn)練后即刻，訓(xùn)練后30min，60min和120min等不同時間點(diǎn)進(jìn)行靜脈血采集。訓(xùn)練結(jié)束后受試者保持坐姿、安靜、清醒。最后一次采血結(jié)束后取下靜脈留置針。

1.4 身體成分測試

采用韓國Inbody 520人體成分分析儀對所有受試者體脂肪量、體重、BMI等指標(biāo)進(jìn)行測量；經(jīng)檢驗(yàn)受試者身體成分組間存在顯著差異（表1）。

1.5 血液生化指標(biāo)測定

將采集血液室溫凝固后，3 500rpm離心20min，收集血清，分裝后-80℃冷凍保存。采用酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）對各受試者血清 Ghrelin、Insulin、GH、Cortisol水平進(jìn)行測定（美國RT2100C酶標(biāo)儀），血糖的測定采用氧化酶法（表2）。

1.6 數(shù)據(jù)處理

所有計(jì)量資料用采用配對t檢驗(yàn)；采用單因素ANOVA（Sidak）檢驗(yàn)組間差異顯著性；組別對生化指標(biāo)的作用強(qiáng)度采用eta-squared檢驗(yàn)，同時計(jì)算各生化指標(biāo)的ROC曲線下面積（AUC）以檢驗(yàn)其對力量訓(xùn)練的反應(yīng)，統(tǒng)計(jì)軟件采用SPSS 18.0軟件進(jìn)行，取P＜0.05為差異顯著。

表1 本研究各組受試者形態(tài)學(xué)特點(diǎn)一覽表Table 1 Subject’s Characteristics of Body Morphology in Each Group

表2 本研究各組受試者血糖水平的變化一覽表Table 2 Change of Subjects Glucose （mmol／L）

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 受試者血清Ghrelin水平變化

與安靜狀態(tài)比較，力量訓(xùn)練并沒有對各組受試者血清Ghrelin水平形成顯著影響；然而，受試者總體Ghrelin水平存在組間差異（F＝9.203；df＝2.35；P＝0.003；η2＝0.62）；IIFG受試者 Ghrelin水平顯著高于CG與IFG（P＜0.05），如圖1A所示。

2.2 受試者血清GH水平變化

力量訓(xùn)練對受試者血清GH水平存在顯著影響（P＜0.05）；與安靜狀態(tài)比較，CG與IFG血清GH水平在訓(xùn)練中、運(yùn)動后即刻、運(yùn)動后30min、60min均顯著升高（P＜0.05）；而IIFG受試者血清GH水平僅在運(yùn)動后即刻升高顯著（P＜0.05）；組別對受試者GH水平存在一定影響（F＝7.106；df＝5.273；P＝0.02；η2＝0.48），如圖1B所示。

2.3 受試者血清Cortisol水平的變化

力量訓(xùn)練對各組受試者Cortisol水平產(chǎn)生了顯著影響（P＜0.05）；與訓(xùn)練前安靜狀態(tài)比較，各組受試者血清Cortisol水平在每個時間點(diǎn)都顯著升高（P＜0.05）；此外，組別對血清Cortisol水平存在較大影響（F＝9.462；df＝3.16；P＝0.006；η2＝0.68），如圖1C所示。

2.4 受試者血清Insulin水平變化

與安靜狀態(tài)比較，各組受試者Insulin水平在訓(xùn)練中均顯著升高（P＜0.05）。但訓(xùn)練后即刻CG與IFG受試者血清Insulin水平已恢復(fù)到安靜水平，而IIFG血清Insulin水平一直持續(xù)到運(yùn)動結(jié)束后30min（P＜0.05）；組別對受試者Insulin水平存在影響（F＝3.247；df＝2.208；P＝0.04；η2＝0.23）；運(yùn)動中IIF GInsulin峰值顯著高于IFG與 CG（P＜0.05），如圖1D所示。

圖1 本研究各組受試者血清Ghrelin，GH，Cortisol與Insulin水平的變化圖Figure 1. Changes of Subjects’Serum Levels of Ghrelin，GH，Cortisol and Insulin

2.5 各組受試者血清生化指標(biāo)AUC比較

研究結(jié)果顯示，IIFG受試者Ghrelin的AUC顯著高于IFG與CG（P＜0.05），而IFG與CG比較差異不顯著（P＞0.05），如圖2A所示；CG受試者GH的AUC顯著大于IFG與IIFG（P＜0.05），此外，IIFG受試者 GH 的 AUC顯著低于IFG（P＜0.05），如圖2B所示；IIFG受試者皮質(zhì)醇的AUC顯著高于IFG與CG（P＜0.05），而IFG與CG比較差異不顯著（P＞0.05），如圖2C所示；Insulin的AUC組間差異不顯著（P＞0.05），如圖2D所示。

2.6 各組受試者血清生化指標(biāo)AUC相關(guān)性分析

對于CG（r＝-0.507，P＝0.034）與IFG（r＝-0.213，P＝0.041）受試者，其血清Ghrelin與GH的AUC均呈負(fù)相關(guān)，但CG受試者的這種相關(guān)性更為顯著；而IIFG受試者血清Ghrelin與GH的AUC相關(guān)性無顯著性（r＝0.018，P＝0.72）。此外，CG（r＝-0.21，P＝0.82）與IFG（r＝-0.34，P＝0.78）血清 Ghrelin與Cortisol的 AUC無顯著相關(guān)性，而IIFG受試者Ghrelin與Cortisol的AUC呈顯著負(fù)相關(guān)（r＝-0.63，P＝0.038）。

圖2 本研究各組受試者血清Ghrelin，GH，Cortisol與Insulin的AUC比較圖Figure 2. Comparison of Subjects’Ghrelin，GH，Cortisol and Insulin AUC in Each Group

3 討論

肥胖是由食欲和能量調(diào)節(jié)紊亂而導(dǎo)致的一種疾病，現(xiàn)已成為全球范圍內(nèi)困擾人類健康的社會問題之一，導(dǎo)致肥胖最根本的原因是體內(nèi)能量長期處于正平衡，隨著研究的深入，人們已經(jīng)認(rèn)識到個體的進(jìn)食行為與能量消耗除受意志支配外，體內(nèi)某些神經(jīng)肽可能通過對下丘腦攝食中樞的調(diào)控參與了能量平衡過程［7，2］。1999年 Kojima在小鼠的胃內(nèi)及下丘腦弓狀核發(fā)現(xiàn)了一種含有28個氨基酸殘基的多肽，它是生長激素促分泌素受體（GHS-R）的內(nèi)源性配體，即生長激素釋放多肽（Ghrelin），其除具有刺激腦垂體GH分泌及促進(jìn)能量正平衡的作用外，研究還發(fā)現(xiàn)，Ghrelin在調(diào)節(jié)食欲、胃腸功能、心血管功能及細(xì)胞增殖等方面都發(fā)揮著重要作用［11］。Ghrelin水平升高可以促進(jìn)食欲，增加食物攝入量，降低機(jī)體脂肪消耗，增加脂肪含量及體重，因此，Ghrelin可能參與了肥胖的發(fā)生［1，2］。研究發(fā)現(xiàn)，肥胖可以使動物與人血Ghrelin水平顯著降低，而且與身體質(zhì)量指數(shù)（BMI）呈負(fù)相關(guān)，肥胖兒童與青少年血Ghrelin水平與Insulin抵抗程度呈負(fù)相關(guān)［8，12］。但也有研究認(rèn)為，肥胖狀態(tài)下血清Ghrelin水平會有所升高［3］。Espelund的研究指出，肥胖度可能對Ghrelin水平有重要影響，即不同程度的肥胖者在Ghrelin水平方面可能存在不同的表現(xiàn)［14］。本研究中II度肥胖者血清Ghrelin水平顯著高于體重正常者與I度肥胖組受試者。I度肥胖組受試者血清Ghrelin水平較體重正常者有降低的趨勢，但無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。上述結(jié)果表明，肥胖程度對Ghrelin水平存在影響，這可能是由于隨著肥胖度的增加體脂含量顯著升高，進(jìn)而增加了Insulin水平，后者刺激Ghrelin水平上升。而I度肥胖組受試者只存在一定程度的脂肪含量超標(biāo)，并不存在內(nèi)分泌調(diào)節(jié)失衡。如果不考慮肥胖度的差異，Ghrelin水平可能就會顯示出不同的結(jié)果，這可能是以往研究結(jié)果未取得一致的重要原因。

目前，有關(guān)運(yùn)動訓(xùn)練對Ghrelin的影響也未取得完全一致的認(rèn)識，運(yùn)動誘導(dǎo)Ghrelin水平的變化可能與運(yùn)動參數(shù)以及受試者機(jī)能狀態(tài)有關(guān)［10，2，4］。已有的研究較多關(guān)注了有氧訓(xùn)練對Ghrelin的影響，有研究顯示，無論進(jìn)食后還是空腹進(jìn)行有氧訓(xùn)練都不會影響Ghrelin水平，盡管有研究認(rèn)為，中等強(qiáng)度的急性力量訓(xùn)練可抑制Ghrelin水平［4］，但大多數(shù)研究顯示，短期的運(yùn)動訓(xùn)練不會影響到Ghrelin的水平［9］。本研究檢測了單次力量訓(xùn)練對不同程度男子肥胖者血清 Ghrelin，GH，Cortisol，Insulin的影響，結(jié)果顯示，力量訓(xùn)練并未對受試者血清Ghrelin水平造成顯著影響，而GH，Cortisol和Insulin水平在訓(xùn)練后有所改變。本研究所采用的力量訓(xùn)練方案導(dǎo)致受試者GH水平的顯著升高，盡管很多研究曾認(rèn)為，肥胖者Insulin與GH的分泌水平是不相關(guān)的，但最近的研究指出，Insulin可能是抑制肥胖者GH分泌的重要因素［10，8］。本研究顯示，肥胖狀態(tài)下Insulin水平有所升高，但GH水平無論在安靜狀態(tài)還是訓(xùn)練中都顯著低于對照組。Insulin水平在訓(xùn)練中顯著升高可能是由于訓(xùn)練中血糖水平上升引起的，本研究中各組受試者血糖水平在力量訓(xùn)練開始后顯著升高，隨著肥胖程度的增加血糖水平有升高的趨勢，這可能抑制了GH的分泌。Cortisol經(jīng)常被認(rèn)為是一種應(yīng)激激素，其在外周具有促進(jìn)脂肪與蛋白質(zhì)降解，同時抑制骨骼肌蛋白合成的作用，一般認(rèn)為，肥胖狀態(tài)下Cortisol水平會有所升高，而對于正常個體而言，Ghrelin似乎具有刺激促腎上腺皮質(zhì)激素（ACTH）與Cortisol釋放的作用［15］。而本研究中II度肥胖組受試者具有較高的Ghrelin水平，其血清Cortisol水平卻低于體重正常者，提示高度肥胖可能抑制Ghrelin的信號傳遞。研究認(rèn)為，急性運(yùn)動訓(xùn)練及其參數(shù)變化也會顯著影響Cortisol反應(yīng)，本研究中急性力量訓(xùn)練顯著改變了各組受試者Cortisol水平，然而，體重正常者與I度肥胖組受試者Cortisol反應(yīng)顯著高于II度肥胖組受試者，同時，II度肥胖組受試者Ghrelin與Cortisol的AUC呈負(fù)相關(guān)，顯然，力量訓(xùn)練中Cortisol反應(yīng)與肥胖度也有很大關(guān)系。急性力量訓(xùn)練后血液中GH濃度也出現(xiàn)顯著增加，但Ghrelin濃度并未改變，這提示，血液中Ghrelin沒有參與訓(xùn)練誘導(dǎo)的GH釋放。但有研究顯示，給GH缺乏癥受試者用rhGH替代治療，其血漿Ghrelin濃度會顯著下降，這表明GH對Ghrelin可能有負(fù)反饋調(diào)控作用［12］。此外，本研究顯示，肥胖程度越高Ghrelin與GH的AUC負(fù)相關(guān)性越不明顯，這可能與肥胖者體內(nèi)GH對Ghrelin的負(fù)反饋調(diào)控作用降低有關(guān)。由此可見，由于II度肥胖組受試者體脂含量顯著增加，導(dǎo)致內(nèi)分泌調(diào)節(jié)信號鈍化，在安靜狀態(tài)下出現(xiàn)了高水平Ghrelin，其可能將外周的饑餓傳遞至中樞神經(jīng)系統(tǒng)，進(jìn)一步促進(jìn)了肥胖者的食欲，加劇肥胖程度。而I度肥胖者體內(nèi)僅伴隨著輕度的脂肪含量超標(biāo)，其血漿Ghrelin水平開始出現(xiàn)下降趨勢，這很可能是一種代償性的降低。總之，急性力量訓(xùn)練使重度肥胖者血清Ghrelin與Cortisol水平變化呈負(fù)相關(guān)，而體重正常者Ghrelin與GH水平變化呈負(fù)相關(guān)。由此可見，肥胖者力量訓(xùn)練誘導(dǎo)的GH水平升高對Ghrelin的負(fù)反饋調(diào)控作用，以及Ghrelin對Cortisol正反饋調(diào)控作用已經(jīng)受到削弱。由于重度肥胖者通常都伴有一定程度由胰島素介導(dǎo)的糖代謝調(diào)節(jié)受損，本研究中II度肥胖組受試者血糖高于對照組與I度肥胖組受試者，這可能會影響到Ghrelin及Cortisol的能量調(diào)節(jié)作用以及對運(yùn)動的反應(yīng)，但是目前尚缺乏直接的證據(jù)。

4 結(jié)論

重度肥胖者體內(nèi)Ghrelin水平升高，這可能會進(jìn)一步促進(jìn)其食欲增加與體重增長；急性力量訓(xùn)練所誘導(dǎo)的Ghrelin與Cortisol反應(yīng)與肥胖程度存在密切關(guān)系，即伴隨著肥胖度的增加，受試者Ghrelin與Cortisol對能量平衡的調(diào)控能力降低，這是否與肥胖者體脂含量增加誘導(dǎo)的糖代謝調(diào)節(jié)受損程度有關(guān)，還有待開展深入的研究。

［1］劉文倩，張建剛，謝嵐，等.運(yùn)動和限食減肥對肥胖大鼠血漿和胃組織ghrelin表達(dá)的影響［J］.中國運(yùn)動醫(yī)學(xué)雜志，2010，29（2）：184-187.

［2］汪軍，田野，滿君，等.腦腸肽（Ghrelin）與肥胖的關(guān)系及運(yùn)動對其影響［J］.中國體育科技，2006，42（2）：81-83.

［3］龔海紅，陸超，徐華國.Ghrelin與兒童肥胖關(guān)系［J］.江蘇醫(yī)藥，2007，33（7）：691-694.

［4］ABBASS GHANBARI-NIAKI.Ghrelin and glucoregulatory hormone responses to a single circuit resistance exercise in male college students［J］.Clinical Biochemistry，2006，39（10）：966-970.

［5］C J DODD，J R WELSMAN，N ARMSTRONG.Energy intake and appetite following exercise in lean and overweight girls［J］.Appetite，2008，51（3）：482-488.

［6］C N OCHNER，A GELIEBTER，C L BAUER，S A HASHIM.Effects of strength and aerobic training on metabolic syndrome，insulin，and testosterone levels in dieting obese subjects［J］.Appetite，2007，49（1）：318.

［7］DAVID E CUMMINGS.Ghrelin and the short-and longterm regulation of appetite and body weight［J］.Physiol Behavior，2006，89（1）：71-84.

［8］ ENAS A HAMED，MADEHA M ZAKARY，NAGWA S AHMED，et al.Circulating leptin and insulin in obese patients with and without type 2diabetes mellitus：Relation to ghrelin and oxidative stress［J］.Diabetes Res Clinical Practice，2011，94（3）：434-441.

［9］LI J B，ASAKAWA A，LI Y，CHENG K，LNUI A.Effects of exercise on the levels of peptide YY and ghrelin.Experimental and Clinical Endocrinology and Diabetes，2011，119（3）：163-166.

［10］MARY E GORDON，KENNETH H MCKEEVER，CYNTHIA L BETROS，et al.Exercise-induced alterations in plasma concentrations of ghrelin，adiponectin，leptin，glucose，insulin，and cortisol in horses［J］.The Veterinary J，2007，173（3）：532-540.

［11］ MASAYASU KOJIMA，HIROSHI HOSODA，YUKARI DATE，et al.Ghrelin is a growth-hormone-releasing acylated peptide from stomach［J］.Nature，1999，402：656-660.

［12］ MISKI SCERIF，ANTHONY P GOLDSTONE，MáRTA KORBONITS.Ghrelin in obesity and endocrine diseases［J］.Molecular and Cellular Endocrinology，2011，340（1）：15-25.

［13］RICHARD A WASHBUM，JOSEPH E DONNELLY，BRYAN K SMITH，et al.Resistance training volume，energy balance and weight management：Rationale and design of a 9month trial［J］.Contemporary Clinical Trials，2012，33（4）：749-758.

［14］ULRICK ESPELUND，TROELS KRARUP HANSEN，KURT H?JLUND，et al.Fasting unmasks a strong inverse association between ghrelin and cortisol in serum：sudies in obese and normal-weight subjects［J］.J Clin Endocrinol Metab，2005，90（2）：741-746.

［15］P SCHüSSLER，MUHR，M LSING，et al.Nocturnal ghrelin，ACTH，GH and cortisol secretion after sleep deprivation in humans［J］.Psychoneuroendocrinology，2006，31（8）：915-923.