代謝綜合征最適運動處方及其機制的研究進展

林樂濤，董愛梅

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·新進展·

代謝綜合征最適運動處方及其機制的研究進展

林樂濤，董愛梅

代謝綜合征(MS)是中心型肥胖、高血糖、高血壓及血脂異常聚集發(fā)病的一種臨床綜合征，嚴重影響著人類健康。運動可以改善脂肪因子的表達水平、促進骨骼肌的糖代謝和分泌功能、改善血管內(nèi)皮細胞的損傷修復功能，從而有效預(yù)防和切實改善MS。本文以近期相關(guān)研究為基礎(chǔ)，主要從運動形式、運動頻率與持續(xù)時間、運動強度3個方面對MS的最適運動處方進行綜述，并明確其進一步的研究方向，以期為MS的臨床治療和相關(guān)科研提供參考。

代謝綜合征X；運動療法；機制

林樂濤，董愛梅 .代謝綜合征最適運動處方及其機制的研究進展[J].中國全科醫(yī)學，2016，19(28)：3509-3512.[www.chinagp.net]

LIN L T,DONG A M.Research progress on the optimal exercise prescription of metabolic syndrome and its mechanism[J].Chinese General Practice，2016，19(28)：3509-3512.

代謝綜合征(metabolic syndrome，MS)是中心型肥胖、高血糖、血脂異常及高血壓等多種代謝危險因素在同一個體中聚集的臨床綜合征[1]。中華醫(yī)學會糖尿病分會2013年修正了適合中國人群的MS定義，即包含以下5項中的3項及以上者可診斷為MS：(1)腹型肥胖：腰圍，男≥90 cm，女≥85 cm；(2)高血糖：空腹血糖(FPG)≥6.1 mmol/L或餐后2 h血糖(2 hPG)≥7.8 mmol/L，和/或已確診為糖尿病并接受治療者；(3)高血壓：血壓≥130/80 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)，和/或已確診為高血壓并接受治療者；(4)空腹三酰甘油(TG)≥1.70 mmol/L；(5)空腹高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)<1.04 mmol/L[2]。MS嚴重影響機體健康，是心血管疾病和2型糖尿病的重要危險因素[3-4]。我國的MS患病率高達16.5%[5]，已經(jīng)成為亟待解決的公共衛(wèi)生問題。經(jīng)既往研究結(jié)果證實，運動干預(yù)能有效改善MS患者的相關(guān)指標[6-9]，積極運動可明顯降低MS發(fā)病率[7]。近年來，運動療法在MS患者的臨床治療中越來越受到重視，運動處方指根據(jù)患者的健康狀況、體力及心血管功能等，對患者的運動種類、運動強度、運動時間及運動頻率進行指導，并提醒其運動注意事項。本文分析了運動改善MS的相應(yīng)機制，并以近期研究為基礎(chǔ)對MS的最適運動處方進行探討。

1　運動改善MS的相應(yīng)機制

1.1運動可以改善脂肪因子的表達水平有研究結(jié)果顯示，MS患者血清中的脂肪因子，如瘦素[10]、抵抗素[10]、白介素8(IL-8)[11]、超敏C反應(yīng)蛋白(hs-CRP)[12]、可溶性細胞間黏附因子-1(CAM-1)[13]均在運動干預(yù)后有所下降，有利于改善胰島素抵抗、減輕血管炎性反應(yīng)。內(nèi)脂素(visfatin)是近年來關(guān)注度較高的脂肪因子之一，詹曉梅等[14]的Meta分析結(jié)果顯示，肥胖和2型糖尿病患者的內(nèi)脂素水平高于健康人群，運動干預(yù)后，肥胖患者的內(nèi)脂素水平較干預(yù)前明顯降低。內(nèi)脂素與前B細胞集落增強因子的結(jié)構(gòu)相同，具有胰島素樣作用，能夠促進脂肪的積聚和合成，通過促進葡萄糖的攝取來降低血糖，并促進脂肪細胞分化[15]。

1.2運動可以改善骨骼肌的糖代謝和分泌功能經(jīng)臨床研究證實，規(guī)律運動可通過改善骨骼肌細胞代謝，減少MS發(fā)生，特別是降低血糖，且降血糖作用獨立于運動相關(guān)的身體脂肪含量變化[16]。運動可以促進腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)信號通路上信號蛋白的表達，從而促進葡萄糖轉(zhuǎn)運體4(GLUT4)由細胞內(nèi)到細胞膜的轉(zhuǎn)位，進而增加骨骼肌細胞對葡萄糖的攝取。這與胰島素通過磷脂酰肌醇 3-激酶(PI3K)信號通路介導GLUT4的轉(zhuǎn)位機制并不相同，兩者具有重疊作用[17]。

另外，運動也可以調(diào)節(jié)骨骼肌細胞因子(myokine)的分泌，從而改善MS。運動可以促進骨骼肌細胞分泌白介素6(IL-6)，進而增強骨骼肌和脂肪對胰島素的反應(yīng)[18]。鳶尾素(irisin)是近年來較受關(guān)注的肌細胞因子，于2012年被發(fā)現(xiàn)[19]，可將白色脂肪轉(zhuǎn)化為棕色脂肪并氧化[20]。2型糖尿病患者的血清鳶尾素水平較健康人群低，且與胰島素抵抗的發(fā)生發(fā)展有關(guān)[21]。HUH等[22]通過研究發(fā)現(xiàn)，不同的運動強度下，血液循環(huán)中的鳶尾素均會在運動開始后迅速升高，在運動1 h后下降，且進行抗阻運動時鳶尾素的升高幅度大于有氧運動。艾華等[23]認為，鳶尾素可能是一種在急性運動時產(chǎn)生適應(yīng)性和調(diào)節(jié)性的應(yīng)激因子。

1.3運動可以改善血管內(nèi)皮的損傷修復功能MS患者的血管舒張功能(FMD)存在異常。魯志煒等[24]發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過3個月的規(guī)律游泳運動后，MS患者血流介導的FMD與反應(yīng)性充血(RH)狀況均有所改善，DONLEY等[25]發(fā)現(xiàn)規(guī)律運動后MS患者的頸動脈-股動脈脈搏波速度(cfPWV)有所降低。隨著干細胞相關(guān)研究的不斷深入，研究者發(fā)現(xiàn)運動對FMD的改善與內(nèi)皮祖細胞(EPCs)促進血管內(nèi)皮修復功能有關(guān)。SONNENSCHEIN等[26]的研究結(jié)果表明，運動可以明顯增強EPCs對血管內(nèi)膜損傷的修復能力，并且使EPCs產(chǎn)生一氧化氮(NO)增加，進而改善患者FMD。

2　MS的最適運動處方

2.1運動形式：有氧運動與抗阻運動相結(jié)合有氧運動是臨床上推薦給MS患者的主要運動形式，大量的人體和動物研究均證實了有氧運動在減輕胰島素抵抗和炎性反應(yīng)方面的作用[27]。隨著對骨骼肌糖代謝和分泌功能的深入認識，可以對骨骼肌起到訓練效果的抗阻運動也日益受到研究者的關(guān)注，其可以作為預(yù)防和改善MS的重要訓練組分，是美國心臟病協(xié)會推薦用來預(yù)防心血管病的有效方式之一[28]。與有氧運動相比，抗阻運動可以更明顯地提升基礎(chǔ)代謝率，改善胰島素抵抗，使機體更有效地控制血糖，同時可以有效增加骨密度[29]；但有氧運動在減少體脂、降低血壓等方面更有優(yōu)勢[27]。因此，將兩種運動形式相組合是目前更為推薦的改善MS的運動處方。即使對于老年人也建議進行一定量的抗阻運動，有研究結(jié)果表明老年人在經(jīng)過10周以上的抗阻運動后，骨骼肌質(zhì)量仍有所增加[30]。但目前，關(guān)于MS患者抗阻運動最佳頻率、持續(xù)時間與強度的研究較少，美國糖尿病協(xié)會鼓勵2型糖尿病成年患者每周至少進行2次抗阻運動，訓練強度以輕度或中度為主[31]。

2.2運動頻率與持續(xù)時間：有氧運動一周分多次運動，共150 min研究結(jié)果表明，每周保證至少150 min的有氧運動較為合適[6]。同時，建議運動分多次進行：中等強度運動的時間建議在30 min以上，以30～60 min為宜；一周內(nèi)的幾次運動應(yīng)分散在不同日期，如每周運動5 d，每天運動30 min。對于每次運動的休息安排，SALAS-ROMERO等[32]認為，間歇休息的有氧運動對MS的改善效果優(yōu)于連續(xù)有氧運動，這與張忍發(fā)等[33]的研究結(jié)果一致。

2.3運動強度：有氧運動需確定個體化的最大脂代謝強度美國國立衛(wèi)生研究所的研究結(jié)果顯示，中等強度的有氧運動對于MS的改善效果明顯優(yōu)于低強度和高強度的有氧運動，且推薦運動強度為8 kcal·kg-1·周-1[34]。但EARNEST等[35]以50%、100%、150%的推薦值對絕經(jīng)后MS患者進行有氧運動訓練，結(jié)果顯示低于推薦值的運動強度能達到甚至超過推薦運動強度的MS改善效果。由此可見，對于不同年齡段、不同性別、不同基礎(chǔ)疾病的亞人群，有氧運動強度應(yīng)該具有個體化。

也有學者推薦，以個體化的最大脂代謝強度作為最適強度。人體的脂氧化率在低、中等運動強度階段呈上升趨勢，至中、高等運動強度階段則表現(xiàn)為下降趨勢，故最大脂代謝強度應(yīng)該是脂氧化率峰值所對應(yīng)的有氧運動強度，不同個體需要通過LIPOXmax功率車遞增負荷法來確定自身的最大脂代謝強度[36]?；谧畲笾x強度的有氧運動具有明顯改善肥胖的作用，同時還具有降低胰島素抵抗、降低血糖的效果[37]。隨著最大脂代謝強度檢測程序和計算方法的日益完善，最大脂代謝強度運動處方也作為一種更具個體針對性的有氧運動模式，逐步在臨床上開展、應(yīng)用。

3　問題及展望

隨著生活水平的改善和生活方式的改變，MS患者數(shù)量遞增。運動是最為經(jīng)濟、有效的預(yù)防和改善MS措施，應(yīng)得到更加深入的研究。社區(qū)醫(yī)生應(yīng)該利用可長期隨訪居民的優(yōu)勢，在社區(qū)醫(yī)療中長期地對不同人群的最佳運動處方進行探索。

3.1增加對病情較輕MS患者的關(guān)注MS定義中血壓、血糖、血脂指標的截點均低于高血壓、糖尿病及高脂血癥的臨界值[2]。故日常工作中應(yīng)加強對病情較輕MS患者的關(guān)注，即加強對根據(jù)指標可診斷為MS、但尚不能診斷為高血壓、糖尿病或高脂血癥患者的關(guān)注。對該類人群進行有效篩查，并進一步為其提供較為適合的運動形式、運動時間與運動休息方式，設(shè)計出最適個體化運動處方。這可以減少高血壓、糖尿病、高脂血癥的患病率，從而切實減輕社會醫(yī)療負擔。

3.2探索中老年人的最適抗阻運動方案目前對于MS患者的抗阻運動方案仍有待研究，尤其是中老年MS患者。DUTHEIL等[38]的研究結(jié)果顯示，在50～70歲的MS患者中，高強度抗阻運動的MS改善效果優(yōu)于低強度運動。但考慮到年齡較大患者的體力相對有限，其抗阻運動耐受程度不高，且高強度抗阻運動具有誘發(fā)心肌梗死和腦栓塞等的風險，故應(yīng)進一步探討不同年齡段中老年MS患者的最適運動強度。此外，研究還可以調(diào)整有氧運動和抗阻運動的組合比例，以及兩種運動的最有效組合形式，如交替進行或分開訓練，從而探索出中老年患者的完整最適運動方案。

3.3根據(jù)代謝指標區(qū)分不同亞群以制定精準處方MS患者各項指標存在差異，對運動治療的靈敏度也有所不同。GAUDREAULT等[39]的研究結(jié)果表明，腹圍較大、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)較低的MS患者，可以通過運動有效降低血壓，因而推薦對腹圍較大MS患者采用運動療法進行血壓控制。建議根據(jù)患者代謝指標的不同，區(qū)分不同亞群，進而發(fā)現(xiàn)對運動療法靈敏度較高的亞群，針對該亞群確定出有效降低特定指標的精準處方。

作者貢獻：林樂濤負責文獻收集、文章撰寫，董愛梅負責文章審核及修改。

本文無利益沖突。

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(本文編輯：王鳳微)

Research Progress on the Optimal Exercise Prescription of Metabolic Syndrome and Its Mechanism

LINLe-tao,DONGAi-mei.

PekingUniversityFirstHospital,Beijing100034,China

Correspondingauthor:DONGAi-mei,EndocrinologyDepartment,PekingUniversityFirstHospital,Beijing100034,China;E-mail:dongaimei1975@sina.com

Metabolic syndrome(MS) is a group of clinical symptoms,including central obesity,high blood sugar,high blood pressure and dyslipidemia,which influenced human health seriously.Exercises can improve the expression level of adipocytokines,promote the glucose metabolism and secretion function of skeletal muscles,and improve the repairing capacity of damages in vascular endothelium,so as to effectively prevent and improve the metabolic syndrome.Based on recent studies,this paper summarized the most proper exercise prescription for MS from the form of exercise,the frequency and duration of exercises,and intensity of exercises.Future direction was further clarified to provide reference for clinical treatment and relevant scientific research for MS.

Metabolic syndrome X;Exercise therapy;Mechanism

北京大學醫(yī)學部大學生創(chuàng)新實驗項目

100034 北京市，北京大學第一醫(yī)院(林樂濤)，內(nèi)分泌科(董愛梅)

董愛梅，100034 北京市，北京大學第一醫(yī)院內(nèi)分泌科；E-mail：dongaimei1975@sina.com

R 589

ADOI：10.3969/j.issn.1007-9572.2016.28.026

2016-04-09；

2016-07-23)