高強(qiáng)度劃船運動對久坐青年男性餐后血糖、甘油三酯和胰島素水平的影響

劉靜芹蔡歡尹賀欣王寧

1保定市第一醫(yī)院內(nèi)分泌科（河北 保定 071000）2拉夫堡大學(xué)運動生理專業(yè)（英國 萊斯特 LE113TU）

高強(qiáng)度劃船運動對久坐青年男性餐后血糖、甘油三酯和胰島素水平的影響

劉靜芹1蔡歡2尹賀欣1王寧1

1保定市第一醫(yī)院內(nèi)分泌科（河北 保定 071000）2拉夫堡大學(xué)運動生理專業(yè)（英國 萊斯特 LE113TU）

目的：探討3分鐘重復(fù)高強(qiáng)度間歇劃船運動是否可以影響久坐青年男性高脂飲食后的血糖、甘油三酯和胰島素的水平。方法：選擇18名青年男性隨機(jī)分為運動組和對照組。第1天，運動組進(jìn)行17 RPE的半小時間歇性高強(qiáng)度運動，對照組未做運動；第2天行75 g口服葡萄糖耐量試驗（OGTT）并進(jìn)食高脂食物，保持休息狀態(tài)8個小時。間隔1周后兩組對換，重復(fù)試驗。期間采集靜脈血監(jiān)測空腹和餐后血糖、甘油三酯和胰島素的變化，計算曲線下面積（AUC）和穩(wěn)態(tài)模型評估的胰島素抵抗指數(shù)（HOMA-IR）、β細(xì)胞功能指數(shù)（HOMA-β），評價胰島素敏感性和胰島β細(xì)胞功能。結(jié)果：在高脂飲食前14個小時進(jìn)行高強(qiáng)度劃船運動（運動能耗約為900 kJ）可以顯著降低空腹（P=0.004）和高脂餐后甘油三酯（P=0.005），而空腹和餐后的血糖及胰島素水平?jīng)]有顯著變化（P＞0.05）。結(jié)論：半小時間歇性高強(qiáng)度劃船運動可以顯著降低空腹和高脂餐后甘油三酯水平。

高強(qiáng)度；劃船運動；高脂飲食；餐后血脂

根據(jù)美國心臟聯(lián)合會的調(diào)查數(shù)據(jù)表明心血管疾病是世界范圍內(nèi)主要的致死疾病，與以高血糖、高血脂、高血壓和胰島素抵抗為特征的代謝綜合征有密切關(guān)系[1]。其中，相比于空腹高血脂，餐后高甘油三酯（TG）血癥是心血管疾病的獨立預(yù)測因素，Zilversmith在1979年指出人體每天有18個小時以上保持在餐后狀態(tài)，而且動脈粥樣硬化是一種餐后現(xiàn)象，因此監(jiān)測餐后甘油三酯的變化具有重要意義[2]。高強(qiáng)度間歇運動是一種運動量小、運動強(qiáng)度大、運動時間短的運動形式，由于它的運動時間短并且可以降低甘油三酯，越來越多的人開始采用這種形式運動[3]。實驗證明由30秒重復(fù)進(jìn)行的間歇跑臺運動可以顯著降低高脂飲食后的餐后甘油三酯[4]，而且其降低甘油三酯的幅度大于長時間中等強(qiáng)度運動。然而當(dāng)高強(qiáng)度間歇運動每組運動時間過短時餐后甘油三酯的水平卻沒有顯著變化，原因在于能量消耗的不足[4]。久坐行為被認(rèn)為是每周身體活動小于等于1次，或能量消耗在1.0～1.5 MET之間的行為[3]。久坐人群并不適于進(jìn)行大強(qiáng)度的運動，需考慮采取一種舒適度和安全度高的運動形式。本文討論3分鐘高強(qiáng)度間歇劃船運動對餐后TG、血糖及胰島素的影響以及餐后TG的變化與身體成分的關(guān)系。

1 對象和方法

1.1對象

18名久坐的青年普通男子自愿參加此次實驗。在實驗開始之前，實驗程序以及實驗中可能遇到的危險因素均告知實驗者。每個實驗者均簽署知情同意書以及健康情況調(diào)查表?；加心系K、代謝疾病、心血管疾病、服用影響糖和脂肪代謝藥物以及吸煙者被排除在外。實驗數(shù)據(jù)包含15個人，另外3人的數(shù)據(jù)被排除，其中1人對高脂飲食中奶酪過敏，1人靜脈采血不成功，另1人餐后2小時血糖不正常（餐后2小時血糖9. 31 mmol/L）。15人平均年齡23.0±2.4歲，身高180.0 ±6.0 cm，體重79.6±13.3 kg，BMI 24.5±3.7 kg/m2，皮褶厚度總和219.4±60.5 mm，腰圍83.8±9.9 cm，臀圍98.8±6.9 cm，腰臀比0.85±0.05。

1.2方法

1.2.1人體基本參數(shù)測定

每位實驗者靜坐休息10 min，只穿內(nèi)衣，脫鞋，應(yīng)用測距儀測量身高，精確到0.1 cm；體重精確到0.01 kg，BMI通過體重除以身高（m）的平方而得。用卡鉗采集身體右側(cè)的皮褶厚度，采集于肱三頭肌、肱二頭肌、腹部和肩胛下角，精確到0.02 mm。腰圍、臀圍測量精確到0.1 cm。計算腰臀比。實驗者在劃船器上進(jìn)行劃船運動，熟悉器械，掌握每日食物測量的方法。

1.2.2實驗設(shè)計

每個實驗者完成1次預(yù)測試和2次為期兩天的實驗（運動組和對照組），兩次實驗之間間隔1周。在正式實驗前60個小時內(nèi)，實驗者避免體力活動，不服用酒精和咖啡因，并且完成食物的測量日記以便在第二次實驗前食用同樣的食物。飲食的總熱量以及營養(yǎng)組成用飲食分析軟件進(jìn)行分析。

第1天：對照組靜坐1.5 h；運動組靜坐1 h，繼而完成高強(qiáng)度劃船運動0.5 h。第2天：實驗者空腹12～14 h，于7：45到達(dá)實驗室，靜躺10 min后，手臂靜脈埋套管，5 min后采集空腹靜脈血樣。每次取血過后，通過套管向靜脈中注射等量0.9%氯化鈉注射液。然后實驗者進(jìn)行75 g OGTT試驗。糖耐量試驗2 h后，服用高脂飲食。實驗方法與Sedgwick等人[5]的方法一致。實驗者在實驗室休息8 h，每0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、5、6、7、8小時取靜脈血樣。

1.2.3運動干預(yù)

高強(qiáng)度劃船運動包括5組每次3 min的劃船運動，每組之間休息3 min，運動在劃船器上進(jìn)行。第1組為熱身，實驗者以主觀用力評分法（rating of perceived exertion，RPE）為10的強(qiáng)度（輕微）進(jìn)行運動，之后的4組用RPE為17的強(qiáng)度（非常疲勞）進(jìn)行運動。用心率記錄器每15 s記錄心率，在第3組和第5組實驗最后1分鐘用Douglas袋子采集呼出氣體，用氣體分析儀分析呼出氣體來獲得呼吸商和攝氧量值。運動中的總能耗通過1 L/min的攝氧量大約消耗20.3千焦（kJ）能量來計算。

1.2.4高脂飲食

高脂飲食由白面包、黃油、奶酪、薯片和巧克力奶組成，總熱量為56.1 kJ/kg體重，其中脂肪1.7 g/kg體重，碳水化合物1.2 g/kg體重、蛋白質(zhì)0.4 g/kg體重，脂肪、碳水化合物和蛋白質(zhì)提供的熱量分別為51%、37%和12%。實驗者在15 min之內(nèi)完成進(jìn)食。在到達(dá)實驗室的0～2 h之內(nèi)禁食和水，高脂飲食后允許適量飲水，飲水的量進(jìn)行記錄，以便第2次試驗時攝取等量的水。

1.2.5血樣和生化檢測

靜脈血采集后放入EDTA-采血管，以1500轉(zhuǎn)的速度離心10 min，用移液器取1 ml的血清移入EPPendorf試管內(nèi)，儲存于-20度的冰箱內(nèi)待檢驗。血清甘油三酯和血糖通過酶染色技術(shù)進(jìn)行檢測。血清胰島素水平通過ELISA技術(shù)進(jìn)行檢測。用穩(wěn)態(tài)模型評估的胰島素抵抗指數(shù)（HOMA-IR），HOMA-IR=（空腹血糖×空腹胰島素）/22.5；β細(xì)胞功能指數(shù)（HOMA-β），HOMA-β=20×空腹胰島素/（空腹血糖—3.5）；計算血糖曲線下面積（AUCG）。胰島素濃度vs.時間曲線下面積由梯形法則計算，凈增加量的計算則將基礎(chǔ)值看作0來計算。0～8 h的血紅蛋白含量和紅細(xì)胞壓積用來判斷8 h之內(nèi)血漿總量的變化。全血在離心機(jī)內(nèi)離心10 min，然后在紅細(xì)胞壓積讀數(shù)器（Hawksley&Sons Ltd，Sussex，UK）上讀出紅細(xì)胞的含量，血紅蛋白通過分光光度計取得血紅蛋白含量（Cecil CE 1011，London，UK）。

1.2.6統(tǒng)計學(xué)處理

所得數(shù)據(jù)用SPSS 21.0進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析（IBM，New York，USA）。通過ShaPiro Wilk進(jìn)行正態(tài)分布檢驗，正態(tài)計量資料以±s表示，非正態(tài)分布資料（甘油三酯和胰島素）經(jīng)對數(shù)轉(zhuǎn)換為正態(tài)分布資料。同一組運動前后數(shù)據(jù)的比較采用配對t檢驗；組間差異的比較采用兩獨立樣本的t檢驗；多組間比較采用單因素方差分析（ANOVA），比較甘油三酯、血糖和胰島素濃度在不同時間段的變化。相關(guān)分析采用Pearson相關(guān)分析。以P< 0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1運動的反應(yīng)

劃船運動中平均攝氧量為3.36±0.76 ml/kg/min，平均能耗為59.9±27 kJ/min，平均呼吸商為1.05±0. 09。熱身階段平均心率為125±17次/min，為63%最大心率，高強(qiáng)度劃船運動時平均心率為179±11次/min，為91%最大心率。其他運動指標(biāo)見表1。

表1　熱身運動以及劃船運動4次平均值指標(biāo)

2.2兩組實驗者血漿總量的變化

運動組和對照組血漿總量（0～8 h）運動后較運動前均有降低，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義（運動組：P=0.21，對照組：P=0.33）。運動后運動組和對照組血漿總量分別減少3.62±4.43 ml和2.36±3.71 ml，兩組比較P=0. 422，差異無統(tǒng)計學(xué)意義。因此兩組之間血漿量的變化不會影響血清甘油三酯、血糖、胰島素水平。

2.3飲食分析

實驗前60個小時內(nèi)，運動組平均攝入2406±738 kJ熱量，其中碳水化合物299±123 kJ、脂肪94±41 kJ和蛋白質(zhì)106±31 kJ；對照組平均攝入2470±838 kJ熱量，其中碳水化合物302±128 kJ、脂肪96±46 kJ和蛋白質(zhì)113±41 kJ。兩組攝入總熱量及碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)的攝入量比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.425；P=0.669；P=0.711；P=0.244），因此運動前飲食狀況不會影響實驗結(jié)果。

2.4空腹生化指標(biāo)比較

運動組的空腹甘油三酯水平低于對照組（P=0. 004），空腹血糖和胰島素水平兩組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.747 vs P=0.395）。運動組的HOMA-IR水平低于對照組（P=0.367），HOMA-β高于對照組（P=0. 628），但均無統(tǒng)計學(xué)意義。見表2。

表2　生化指標(biāo)的比較（±s，n=15）

表2　生化指標(biāo)的比較（±s，n=15）

注：HOMA-IR：穩(wěn)態(tài)模型評估的胰島素抵抗指數(shù);HOMA-β：穩(wěn)態(tài)模型評估的β細(xì)胞功能指數(shù);運動組與對照組比較*P＜0.05

組別 空腹血糖(mmol/L） 甘油三酯(mmol/L) 空腹胰島素(Mu/L) HOMA-IR HOMA-?對照組 5.56 ± 0.44 0.99 ± 0.32 31.32 ± 11.78 1.30 ± 0.52 17.93 ± 4.48運動組 5.54 ± 0.30 0.86 ± 0.29* 29.49 ± 11.17 1.21 ± 0.47 19.18 ± 4.79

2.5餐后指標(biāo)分析

餐后甘油三酯濃度運動組在各時間點均顯著低于對照組[見圖1（a），P=0.005]，在各個時間段曲線下面積，運動組也顯著低于對照組（P<0.05），曲線下面積凈增長量兩組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

餐后血糖濃度在兩組之間變化并不明顯[見圖1（b），P=0.795]。當(dāng)實驗者攝入300 ml含75 g葡萄糖的水溶液后，血糖急劇上升，0.5小時達(dá)高峰，兩小時后回到正常值。曲線下面積和曲線下面積凈增加量兩組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

餐后胰島素水平兩組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義[見圖1（c），P=0.371]。當(dāng)飲用葡萄糖水溶液后，胰島素水平升高，0.5 h達(dá)高峰，在2 h后恢復(fù)到基礎(chǔ)水平。高脂飲食后出現(xiàn)第二次升高，因此胰島素水平曲線有兩個高峰，第1個在0.5 h，第2個在2.5 h。而曲線下面積和曲線下面積凈增加值兩組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

圖1　運動組和對照組0～8 h甘油三酯（a）、血糖（b）、胰島素濃度（c）對比

2.6甘油三酯水平與身體成分的相關(guān)性分析

血清甘油三酯濃度與時間（0～8 h）曲線下絕對面積與BMI（r=0.526，P=0.044）和肩胛下角皮褶厚度（r=0. 543，P=0.037）有關(guān)，而與腰臀比（r=0.214，P=0.443）、臀圍（r=0.410，P=0.129）、腰圍（r=0.367，P=0.179）、肱二頭肌部皮褶厚度（r=0.417，P=0.122）、肱三頭肌部皮褶厚度（r=0.368，P=0.177）以及腹部皮褶厚度（r=0.463，P=0. 082）無關(guān)。血清甘油三酯濃度與時間（0～8 h）曲線下凈增面積與以上身體成分均無聯(lián)系（P＞0.05）。

3 討論

冠心病是最常見的心血管疾?。–VD），它的致死率占心血管總致死率的53%，而動脈粥樣硬化是主要導(dǎo)致冠心病的致病因素之一，它的產(chǎn)生與高空腹甘油三酯和高極低密度脂蛋白（VLDL）有關(guān)[6]。很多研究比較空腹和餐后高甘油三酯血癥與心血管疾病的危險因素的關(guān)系，證明餐后高甘油三酯血癥是判斷CVD最可靠的因子[7，8]。過高的餐后甘油三酯通過降低高密度脂蛋白的含量，提高VLDL的含量，損傷內(nèi)皮功能，導(dǎo)致了早期的動脈粥樣硬化[3]。因此，降低餐后甘油三酯水平對心血管疾病的防控至關(guān)重要。

中等強(qiáng)度運動的減脂效果不僅作用于肥胖者和正常者、男性和女性、成人和少年兒童，而且作用于心血管疾病患者[9]。Lee等[10]對超重的黑人少年和白人少年運動后餐后甘油三酯的比較也說明了這一點。有兩項研究表明高強(qiáng)度運動后并不能降低餐后甘油三酯，因為運動時間過短，運動能耗不足以產(chǎn)生降脂效果[11，12]。本研究結(jié)果顯示，一次性高強(qiáng)度間歇性劃船運動顯著降低了餐后甘油三酯的濃度（絕對曲線下面積降低14%，相對曲線下面積降低7%）。其他研究也證明了高強(qiáng)度運動的減脂效果[3，4]，他們讓一組人既進(jìn)行高強(qiáng)度運動又進(jìn)行中等強(qiáng)度運動，來對比降低甘油三酯的幅度，結(jié)果證明更省時的高強(qiáng)度運動比中等強(qiáng)度運動降低甘油三酯效果更好。此外，本研究發(fā)現(xiàn)高強(qiáng)度運動除了能有效降低餐后甘油三酯水平，還能有效降低空腹甘油三酯水平。因為8 h的甘油三酯與時間曲線下絕對面積有大幅降低而凈增加面積卻不明顯，因此降低的餐后甘油三酯水平與空腹甘油三酯降低有關(guān)。其他研究也證明了運動可以有效降低空腹甘油三酯[5，13]。

運動時的能量消耗被認(rèn)為是導(dǎo)致運動后甘油三酯降低的主要原因[14，15]。雖然對于導(dǎo)致甘油三酯降低的最低能耗并沒有確切的定論，但是Gill[16]在2000年指出，90 min健步走可以將餐后甘油三酯降低20%。Magkos[9]提出，90 min能耗在2500～2900 kJ的中等強(qiáng)度運動可以將空腹甘油三酯降低15%～30%。此外，Maraki[17]提出每千克體重能耗在30 kJ即可降低甘油三酯。和傳統(tǒng)的耐力運動相比，高強(qiáng)度運動所消耗的能量比其低57%[4]。然而盡管高強(qiáng)度運動能耗低、時間短，但還是能夠降低甘油三酯濃度[9]。在本次研究中，劃船運動的能耗為59.9 kJ/min，運動中的總能耗為900 kJ（215 kcal），劃船運動顯著的降低了空腹（13%）和餐后甘油三酯（14%），說明900 kJ的能耗即可降低甘油三酯，因此高強(qiáng)度運動可在降低能耗的同時降低甘油三酯。

本次實驗中，大部分實驗者甘油三酯都顯著降低，但有4名實驗者運動后甘油三酯較對照組升高，此外，甘油三酯絕對值下降最多的人，甘油三酯相對變化卻不是最大的，因此說明了運動導(dǎo)致的甘油三酯變化有很大的個體差異，這與Tolfery[18]的研究結(jié)果相一致。為了探究導(dǎo)致個體差異的原因，我們設(shè)想身體成分的不同可能是導(dǎo)致甘油三酯變化差異的原因，體脂比高的人比體脂比低的人甘油三酯降低的幅度更大。然而實驗結(jié)果證明，雖然BMI和身體成分（體密度由肩胛下皮褶厚度與肱三頭肌皮褶厚度決定）與甘油三酯下降絕對值有關(guān)，但每個人的甘油三酯相對值變化與身體成分無關(guān)。BMI雖然是判斷身體成分的常用指標(biāo)，但是它忽視了脂肪組織也占據(jù)了體重的一部分[19]。對于個體之間甘油三酯差異的原因，Gill等[15]提出，可能是每個人運動后肝臟脂肪酸的代謝不同，因此出現(xiàn)個體差異。

本次實驗中，空腹和餐后的血糖、胰島素水平，以及胰島素敏感性和胰島β細(xì)胞功能兩組之間無明顯變化，與其他實驗的結(jié)果不同，他們發(fā)現(xiàn)運動后胰島素敏感性有一定的提高[5]。本研究的實驗方案可能有影響，也可能與胰島素敏感性檢驗方法的不同有關(guān)[20]。此外，相對于有氧運動，抗阻運動可以顯著提高胰島素敏感性，因為抗阻運動中肌肉更多的運動單位被激活，肌肉和血液中葡萄糖利用增多，從而提高了胰島素的敏感性。本文血糖、胰島素?zé)o顯著變化可能因為運動強(qiáng)度不足或運動時間不足以引起肌糖原和血糖的變化[21，22]。

總之，本研究發(fā)現(xiàn)在高脂飲食前14個小時進(jìn)行高強(qiáng)度間歇性劃船運動，可以顯著降低餐后和空腹甘油三酯水平，而對血糖和胰島素?zé)o明顯影響。此外，身體成分也不是判斷餐后甘油三酯降幅大小的可靠指標(biāo)。900 kJ（215 kcal）的運動能量消耗足以給機(jī)體帶來有益的改變。

本文的局限性在于：第一，實驗者為健康的男性，在今后的研究中可選擇肥胖者、老年人、女性作為實驗對象，并適量降低高強(qiáng)度間歇運動的運動強(qiáng)度（因為這些人無法接受過于高強(qiáng)度的運動）；第二，應(yīng)該測量運動后VLDL的變化，因為VLDL是體內(nèi)主要的脂質(zhì)的載體，相比于甘油三酯更具有指向意義，而且VLDL不同的組分在運動后的變化也不同。

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Acute Intensive Rowing before High-fat Diet Reduces the Levels of Fasting and Postprandial Triglyceride in Sedentary Young Men

Liu Jingqin1,Cai Huan2,Yin Hexin1,Wang Ning1
1 Department of Endocrinology,the First Hospital of Baoding,Hebei,China 071000 2 Exercise Physiology,Loughborough University,Leicester LE113TU,United Kingdom Corresponding Author:Cai Huan,Email:liujingqin11@aliyun.com

Objective The purpose of this study is to investigate the effect of acute intensive rowing prior to a high-fat meal on the levels of postprandial glucose,triglyceride and insulin in sedentary young men. Methods 18 sedentary young men were randomly divided into control group and exercise group.The exercise group underwent 5-section（3 minutes each section）rowing with an interval of 3 minutes at the intensity of 17 RPE and then consumed a high-fat meal（approximately 900kJ），and OGTT test of the subjects was performed in the next day.After refraining from exercise for 1 week，the control group underwent the same rowing as exercise group.Fasting and postprandial blood samples of the subjects were collected and the levels of glucose,triglyceride and insulin were determined to calculate the AUC,HOMA-IR and HOMA-β.Results Completion of an intensive exercise 14 hours before a high-fat meal could reduce fasting and postprandial triglyceride concentration significantly，while postprandial glucose and insulin concentration remained unchanged.Conclusions These results demonstrated that half an hour of intensive rowing 14 hours prior to the high-fat meal can reduce fasting and postprandial plasma triglyceride concentration significantly.

high intensity exercise，rowing，high-fat diet，postprandial triglyceride

2015.05.11

蔡歡，Email：liujingqin11@aliyun.com