糖尿病對運動醫(yī)學(xué)相關(guān)疾病的影響

王圣淳，鄭小飛，王華軍

隨著糖尿病患病率的急劇上升，我國目前已 成為世界糖尿病第一大國，預(yù)計到2035年，糖尿病患病人數(shù)將達到1.43億，占全球成人糖尿病患者的1/4以上[1]。運動是糖尿病預(yù)防和管理的重要組成部分。適量運動有助于調(diào)節(jié)血糖，降低心血管疾病風(fēng)險，延緩糖耐量異常轉(zhuǎn)變?yōu)樘悄虿〉倪M程，同時還可以改善糖尿病患者對胰島素的敏感性，減少對藥物的依賴[2]。研究表明，8周以上的規(guī)律運動可令糖尿病患者的糖化血紅蛋白降低0.66%，而堅持12～14年的規(guī)律運動可顯著降低糖尿病患者的病死率[3]。

一方面，糖尿病患病人群的年輕化，以及運動理念的不斷深入，增加了糖尿病患者罹患運動醫(yī)學(xué)相關(guān)疾病的風(fēng)險[4]。另一方面，糖尿病對骨骼肌肉系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響，高血糖水平對細(xì)胞功能的影響導(dǎo)致結(jié)締組織產(chǎn)生有害的細(xì)胞外基質(zhì)成分并出現(xiàn)進行性改變，使糖尿病患者在運動過程中更易于發(fā)生肌肉骨骼系統(tǒng)損傷[5]。與非糖尿病患者相比，糖尿病患者在運動損傷后也更傾向于尋求治療和接受手術(shù)[6]，然而，由于糖尿病患者免疫力下降，組織修復(fù)能力較差，導(dǎo)致術(shù)后感染和其他并發(fā)癥的發(fā)生率增加，進而影響手術(shù)修復(fù)和重建的效果[4,7]。本文就糖尿病對肩袖撕裂、跟腱斷裂、前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）損傷、肌腱病、關(guān)節(jié)軟骨損傷等運動醫(yī)學(xué)相關(guān)疾病的影響進行綜述，旨在為降低疾病發(fā)生率、改善防治效果提供理論參考依據(jù)。

1 糖尿病對運動醫(yī)學(xué)相關(guān)疾病的影響

1.1 肩袖撕裂

肩袖撕裂是50歲以上人群肩功能障礙最常見的原因，有高達30%～70%的肩關(guān)節(jié)疼痛是由肩袖撕裂引起的[8]。在糖尿病人群中，長期高血糖水平將導(dǎo)致肩袖肌腱膠原不可逆的非酶糖基化，產(chǎn)生晚期糖基化終產(chǎn)物（advanced glycation end products，AGEs）。AGEs破壞蛋白質(zhì)的化學(xué)和物理特性，增加分子間膠原的交聯(lián)反應(yīng)，嚴(yán)重影響了肌腱組織的機械和生物功能[9]。一項關(guān)于糖尿病動物模型生物力學(xué)特性和組織學(xué)的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，其肩袖肌腱的最大負(fù)荷、拉應(yīng)力、剛度和彈性模量均降低[10]。結(jié)構(gòu)和生物力學(xué)性質(zhì)的改變使糖尿病患者發(fā)生肩袖損傷的幾率增加，同時也提高了肩袖撕裂手術(shù)修復(fù)的風(fēng)險。

一項為期11年的隨訪研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在納入的498 678人（28 391例為糖尿病患者）中，26 664例出現(xiàn)肩袖損傷，糖尿病患者的肩袖損傷風(fēng)險是非糖尿病患者的2.11倍[11]。中國臺灣一項更大規(guī)模的流行病學(xué)調(diào)查選取58 652例糖尿病患者及117 304例非糖尿病患者，Cox比例危險回歸分析結(jié)果表明，每十萬名糖尿病患者中有41例施行肩袖修復(fù)術(shù)，是非糖尿病患者的1.56倍[12]。

與非糖尿病患者相比，糖尿病患者肩袖修復(fù)術(shù)的治療效果相對較差。Clement等[13]研究發(fā)現(xiàn)，在年齡、性別及肩袖撕裂大小配對良好的情況下，肩袖術(shù)后6個月時糖尿病患者肩關(guān)節(jié)前屈和外旋角度恢復(fù)均差于非糖尿病患者。Chen等[14]的研究結(jié)果亦顯示，術(shù)后6周及6、34個月隨訪時非糖尿病患者肩關(guān)節(jié)主動和被動活動范圍均優(yōu)于糖尿病患者。

肩袖術(shù)后再撕裂是導(dǎo)致手術(shù)失敗的重要原因，高血糖可促進血管內(nèi)膜和纖維瘢痕增生，對肌腱的愈合和重塑過程造成不利影響[15]。Cho等[16]報道肩袖修復(fù)術(shù)后6個月患者MRI結(jié)果，35.9%的糖尿病患者發(fā)生肩袖再撕裂，而非糖尿病患者僅14.4%出現(xiàn)類似情況，兩組肩袖再撕裂發(fā)生率比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.001）；進一步將糖尿病患者分為控制良好組和持續(xù)高血糖組，發(fā)現(xiàn)控制良好組再撕裂率為25.9%，低于持續(xù)高血糖組的43.2%。

1.2 跟腱斷裂

跟腱是足底屈曲必需的結(jié)構(gòu)，其損傷常見于37～44歲中青年人群，年發(fā)病率約為31/10萬[17]。有研究顯示，血糖控制不佳的女性跟腱斷裂的風(fēng)險可增加2倍左右，原因可能是高血糖和雌二醇對膠原蛋白合成的抑制作用，導(dǎo)致結(jié)締組織的機械強度和適應(yīng)性降低[18]。有學(xué)者通過動物實驗進一步闡明糖尿病對跟腱損傷的影響機制，糖尿病組跟腱膠原纖維束不僅數(shù)量減少，而且在形態(tài)上出現(xiàn)磨損和解體，甚至斷裂，跟腱細(xì)胞變形，胞漿鈣鹽沉積，從而引起糖尿病組肌腱組織形態(tài)萎縮，力學(xué)性能下降[19]。還有研究證實，高血糖可引起足部毛細(xì)血管基底膜增厚，紅細(xì)胞變形能力降低，毛細(xì)血管血流阻滯，從而導(dǎo)致跟腱血液供應(yīng)減少，更易受到損害[20]。

跟腱損傷可通過開放手術(shù)或經(jīng)皮手術(shù)進行修復(fù)，一般跟腱手術(shù)傷口并發(fā)癥的發(fā)生率為7%～13%，深部感染率為2%～4%[21]。糖尿病增加了跟腱修復(fù)術(shù)的感染風(fēng)險，一項納入2005年至2012年24 269例跟腱修復(fù)手術(shù)患者的回顧性研究發(fā)現(xiàn)，單純糖尿病患者手術(shù)部位感染風(fēng)險是非糖尿病患者的3.1倍，糖尿病伴周圍神經(jīng)病變和血管病變患者手術(shù)部位的感染風(fēng)險分別是非糖尿病患者的4.3和7.9倍[22]。也有學(xué)者持不同見解，Jildeh等[23]回顧性研究2008年至2014年接受跟腱斷裂手術(shù)治療的423例患者的臨床資料，通過Wilcoxon秩和檢驗和Fisher檢驗分析后發(fā)現(xiàn)，糖尿病與跟腱術(shù)后切口感染風(fēng)險增加無關(guān)。這一結(jié)果可能與納入樣本量較少有關(guān)，今后仍需多中心大樣本流行病學(xué)研究，以進一步明確兩者之間的關(guān)系。

1.3 ACL損傷

ACL損傷是一種常見的膝關(guān)節(jié)運動損傷，其中約1%的患者同時患有糖尿病[24]。目前二者之間的相關(guān)研究較少，尚未發(fā)現(xiàn)其存在明顯的相關(guān)性，但現(xiàn)有研究證實，是否罹患糖尿病與ACL重建手術(shù)的治療效果密切相關(guān)[25-27]。具體的機制尚不明確，有學(xué)者推測可能與糖尿病血管神經(jīng)等相關(guān)并發(fā)癥導(dǎo)致手術(shù)部位相對缺氧和營養(yǎng)不良、局部修復(fù)及抗感染能力降低有關(guān)[28]。

Brophy等[24]對ACL重建術(shù)后患者進行2年隨訪研究，結(jié)果顯示，糖尿病患者多項功能評分明顯低于非糖尿病患者，其中國際膝關(guān)節(jié)委員會（InternationalKneeDocumentationCommittee，IKDC）評分、膝關(guān)節(jié)損傷和骨關(guān)節(jié)炎結(jié)果評分（knee injury and osteoarthritis outcome score，KOOS）中的疼痛評分、日常生活活動能力（activities of daily living，ADL）和運動/娛樂結(jié)果評分分別較非糖尿病患者降低了53%、56%、58%和56%。

此外，在術(shù)后感染風(fēng)險方面，Brophy等[27]報道糖尿病患者ACL重建術(shù)后感染風(fēng)險較非糖尿病患者增加了18.8倍。Kawata等[25]也開展類似研究，在對日本國家數(shù)據(jù)庫30 536名患者進行的回顧性研究中，多變量邏輯回歸模型分析結(jié)果證實糖尿病會增加重建術(shù)后感染的風(fēng)險（OR=2.70，95%CI：1.28～5.71）。Westermann 等[29]對美國外科醫(yī)師學(xué)會國家外科質(zhì)量改進項目（American College of Surgeons National Surgical Quality Improvement Program，ACS NSQIP）數(shù)據(jù)庫6 389例ACL重建患者進行研究，結(jié)果顯示，術(shù)后發(fā)生感染和未感染的患者中分別有5.13%、1.71%合并糖尿病，差異無統(tǒng)計學(xué)意義，作者認(rèn)為產(chǎn)生這一結(jié)果的原因可能是合并癥、并發(fā)癥例數(shù)過少，因此建議計算數(shù)據(jù)庫的脆弱性指數(shù)，以進一步明確糖尿病共病與ACL重建術(shù)后感染的相關(guān)性。

糖尿病亦會影響ACL重建手術(shù)的骨隧道質(zhì)量和骨腱愈合。林梟等[30]將新西蘭兔隨機分為糖尿病組和非糖尿病組，建立單側(cè)ACL重建模型，術(shù)后4、8周Micro CT檢測結(jié)果顯示，非糖尿病組骨隧道及周圍骨密度值顯著高于糖尿病組（P＜0.01），而非糖尿病組骨隧道截面積顯著小于糖尿病組（P＜0.05）。

1.4 肌腱病

肌腱病是過度使用而引起的肌腱微損傷，表現(xiàn)為肌腱及腱周疼痛、腫脹和功能障礙等退行性病變。糖尿病患者體內(nèi)的高糖環(huán)境不僅降低肌腱細(xì)胞的自我修復(fù)能力，還促進正常肌腱細(xì)胞的凋亡和肌腱干細(xì)胞的非腱分化，大大阻礙肌腱微損傷的自行修復(fù)過程；此外，血糖波動會引起新生肌腱組織的軟骨化，進而導(dǎo)致肌腱的長期退化[31]。

糖尿病加重了肌腱病的嚴(yán)重程度，Batista等[32]對70例糖尿病和10例非糖尿病患者跟腱進行超聲檢查，結(jié)果表明，62例患者（89%）跟腱出現(xiàn)肌腱纖維紊亂，53例（76%）跟腱出現(xiàn)肌腱鈣化，而非糖尿病患者跟腱未發(fā)現(xiàn)類似病變。與非糖尿病患者相比，糖尿病患病人群肌腱病發(fā)病率也明顯增加。一項納入31項臨床研究的薈萃分析發(fā)現(xiàn)，糖尿病患者罹患肌腱病的風(fēng)險是非糖尿病患者的3倍以上（OR=3.67，95%CI：2.71～4.97，I2=81%）[33]；而另一項針對肩袖的薈萃分析結(jié)果亦提示，糖尿病患者罹患肩袖肌腱病的風(fēng)險較非糖尿病患者增加2倍以上[34]。

從肌腱病預(yù)后來看，Degen等[35]回顧性研究6 561例注射治療肱骨外上髁炎患者的臨床資料，其中201例（3.1%）患者在注射治療后平均（383±128）d需行后續(xù)手術(shù)治療，Logistic回歸分析結(jié)果提示糖尿病是再次手術(shù)治療的危險因素。不僅如此，與非糖尿病患者相比，糖尿病患病人群的肌腱病手術(shù)效果差，復(fù)發(fā)率較高。Siddiqui等[36]對61例肱骨外上髁炎患者進行隨訪研究，結(jié)果顯示，糖尿病患者較非糖尿病患者術(shù)后2年疼痛評分明顯更高（2.80vs0.36分，P＜0.01，95%CI：1.2～3.7），握力更低（0.91vs1.06 KgN，P=0.038，95%CI：0.29～0.01），復(fù)發(fā)率更高（40%vs7.7%，P=0.018）。

1.5 關(guān)節(jié)軟骨損傷

軟骨細(xì)胞在高糖環(huán)境下不能正常調(diào)節(jié)葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白-1，葡萄糖大量堆積并導(dǎo)致機體活性氧的產(chǎn)生，軟骨細(xì)胞退變加速[37]；高糖環(huán)境還可阻礙軟骨細(xì)胞攝取脫氫抗壞血酸，從而妨礙機體合成Ⅱ型膠原，延緩軟骨細(xì)胞的自行修復(fù)[38]。

中國臺灣一項研究對3萬7千例1型糖尿病、121萬例2型糖尿病與膝骨關(guān)節(jié)炎之間的關(guān)聯(lián)性進行回顧性研究，雙變量相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，無論是1型糖尿病[OR=1.40（1.33～1.47），P＜0.0001]還是 2型糖尿病[OR=2.75（2.72～2.78），P＜0.0001]，均與膝骨關(guān)節(jié)炎有著明顯的相關(guān)性[39]。影像學(xué)研究也支持上述觀點，Chanchek等[40]對208例糖尿病患者及與之配對的208例非糖尿病患者右膝關(guān)節(jié)MRI圖像進行評估，結(jié)果顯示，糖尿病患者軟骨T2值明顯較高且更不均勻，提示關(guān)節(jié)軟骨損傷退變情況加重（P＜0.01）。Athanasiou等[41]對尸體踝關(guān)節(jié)軟骨標(biāo)本進行研究，結(jié)果證實，糖尿病患者軟骨生物力學(xué)性能較非糖尿病患者顯著降低。學(xué)者們開展的動物實驗研究也得出相似結(jié)論。Silberberg等[42]研究表明，糖尿病小鼠軟骨細(xì)胞變性率和死亡率較非糖尿病小鼠顯著升高；而對糖尿病小鼠膝關(guān)節(jié)進行組織病理切片及蛋白印跡研究的結(jié)果則顯示，膠原酶活性增加，AGEs、基質(zhì)金屬蛋白酶-1含量增多，軟骨特異性蛋白（包括Ⅱ型膠原、SOX9及蛋白聚糖）含量明顯減少，表明糖尿病能夠促進軟骨退變，抑制軟骨再生和修復(fù)進程，并與間充質(zhì)干細(xì)胞增殖受損相關(guān)[43-44]。

1.6 其他運動醫(yī)學(xué)相關(guān)疾病

隨著對糖尿病共病研究的不斷深入，學(xué)者們注意到了糖尿病對其他運動醫(yī)學(xué)相關(guān)疾病的不良影響。Mavrikakis等[45]研究表明，糖尿病患病人群鈣化性肩周炎發(fā)病率是非糖尿病對照組的3倍；而在半月板損傷人群中，糖尿病患者往往損傷較為嚴(yán)重，Neumann等[46]對244例糖尿病患者及244例非糖尿病患者的半月板損傷進行全序列MRI評分系統(tǒng)（WORMS評分）評估，結(jié)果發(fā)現(xiàn)前者內(nèi)側(cè)和外側(cè)半月板病變評分顯著高于后者。

糖尿病還會增加多種運動醫(yī)學(xué)相關(guān)疾病手術(shù)并發(fā)癥的發(fā)生率。DeFroda等[47]回顧性研究ACS NSQIP數(shù)據(jù)庫中2 291例行關(guān)節(jié)鏡下肩關(guān)節(jié)盂唇損傷修復(fù)術(shù)的患者，其中173例（7.6%）出院后需要再次住院行手術(shù)治療，單變量分析發(fā)現(xiàn)，糖尿病是患者再次入院手術(shù)治療的危險因素（OR=2.70，95%CI：2.30～3.10，P=0.006）。此外，糖尿病加大了關(guān)節(jié)鏡半月板切除手術(shù)患者術(shù)后不良事件發(fā)生的風(fēng)險。Basques等[48]對ACS NSQIP數(shù)據(jù)庫中行關(guān)節(jié)鏡半月板切除術(shù)的17 774例患者進行分析，其中208例患者（1.17%）發(fā)生術(shù)后不良事件，203例（1.14%）發(fā)生嚴(yán)重不良事件，多糖尿病患者發(fā)生不良事件（OR=1.57）及嚴(yán)重不良事件（OR=1.51）的風(fēng)險都大大增加。

在糖尿病人群中，膝關(guān)節(jié)鏡術(shù)后感染風(fēng)險隨圍手術(shù)期HbA1c水平的升高而增加[49]。糖尿病亦可導(dǎo)致髖關(guān)節(jié)鏡術(shù)后患者靜脈血栓栓塞風(fēng)險加大，khazi等[50]的臨床研究納入9 477例髖關(guān)節(jié)鏡手術(shù)患者，多因素Logistic分析結(jié)果提示，糖尿?。∣R=1.59，P＜0.0001）是髖關(guān)節(jié)鏡術(shù)后靜脈血栓栓塞發(fā)生率增高的獨立危險因素。

2 預(yù)防措施

嚴(yán)格控制糖尿病患者的生活方式及飲食習(xí)慣，監(jiān)控血糖水平，在運動過程中仔細(xì)監(jiān)測肌腱、韌帶等的負(fù)荷變化，根據(jù)自身具體情況選擇適宜的運動方式和強度，避免高強度運動，有助于預(yù)防糖尿病患者的運動損傷。當(dāng)糖尿病患者出現(xiàn)運動損傷而尋求手術(shù)治療時，應(yīng)常規(guī)進行血糖監(jiān)測，根據(jù)需要調(diào)整胰島素劑量，將血糖維持在目標(biāo)水平以內(nèi)，降低糖尿病對患者運動損傷修復(fù)術(shù)后的不良影響。

關(guān)節(jié)鏡技術(shù)以其針對性強、損傷小、治療效果佳、患者術(shù)后恢復(fù)快等優(yōu)點，在運動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到廣泛運用[51]。然而，與非糖尿病患者相比，糖尿病患者關(guān)節(jié)鏡手術(shù)后更易發(fā)生軟組織攣縮、關(guān)節(jié)僵硬和活動范圍受限[50,52]。因此，需制定個性化的物理治療方案，以降低糖尿病患者術(shù)后關(guān)節(jié)僵硬程度，恢復(fù)關(guān)節(jié)活動度[53]。

3 小結(jié)

了解糖尿病對運動醫(yī)學(xué)相關(guān)疾病患病率及治療效果的影響，有助于提高手術(shù)醫(yī)師對糖尿病手術(shù)患者的認(rèn)識，同時做好患者圍手術(shù)期管理，將糖尿病對運動醫(yī)學(xué)相關(guān)疾病的不良影響降到最低。研究表明，相對于健康人群，糖尿病患者更易罹患運動醫(yī)學(xué)相關(guān)疾病，且手術(shù)效果不甚理想。因此，術(shù)者需對糖尿病患者進行術(shù)前評估，采取有效的干預(yù)措施；同時加強相關(guān)基礎(chǔ)和臨床研究，明確糖尿病對運動醫(yī)學(xué)相關(guān)疾病影響的具體作用機制，制定更為精準(zhǔn)有效的治療和康復(fù)方案，改善手術(shù)效果，提高患者滿意度。