Ⅱ型糖尿病、血乳酸和運(yùn)動關(guān)系研究進(jìn)展

高慧敏，何文革，楊賢罡，趙玉峰，張 翔，5

1 引言

21世紀(jì)以來，Ⅱ型糖尿?。═2DM）患者越來越多，而且逐漸年輕化，已成為全球嚴(yán)重公共健康問題［1］?？紤]到糖尿病、心血管并發(fā)癥和過早死亡之間的相關(guān)關(guān)系［2］，有效的治療手段就顯得至關(guān)重要。除先天遺傳基因外，后天不均衡的飲食習(xí)慣和缺乏體育鍛煉等都會導(dǎo)致體內(nèi)血糖水平升高，增加患糖尿病概率。而合理的體育鍛煉對患者的血糖水平有顯著的改善作用，還能降其并發(fā)癥的發(fā)生風(fēng)險［3］。血液乳酸作為人體內(nèi)一種重要的生物標(biāo)志物，可以反映糖尿病患者的胰島素抵抗?fàn)顩r［4］。臨床證實，糖尿病患者常有乳酸代謝障礙的特點，乳酸在體內(nèi)堆積增多，致使乳酸水平普遍高于正常人，當(dāng)乳酸水平超過一定范圍時可確診為高血乳酸癥，甚至發(fā)生糖尿病乳酸性酸中毒，危及生命。本文主要從糖尿病患者的血乳酸水平、相關(guān)運(yùn)動方式等方面進(jìn)行整理分析，探討糖尿病、血乳酸和運(yùn)動之間的關(guān)系，進(jìn)而控制血糖濃度，使患者能夠安全、有效的運(yùn)動。

2 糖尿病患者血乳酸水平普遍較高

2.1 D－乳酸生成增加可引起的乳酸酸中毒

乳酸是葡萄糖無氧代謝的中間產(chǎn)物，同時也是一種重要的生物標(biāo)志物，可作為很多疾病的臨床觀察指標(biāo)之一［5］。在人體內(nèi)以兩種形式存在：L－乳酸和D－乳酸。這兩種同分異構(gòu)體均可代謝為丙酮酸。在人體組織中，L－乳酸是由碳水化合物的無氧代謝過程中丙酮酸產(chǎn)生的，通常是乳酸在人類血液中的主要異構(gòu)體。L－乳酸和D－乳酸的代謝離不開酶LDH，而人體內(nèi)只有L－LDH這一形式的酶，所以D－乳酸的分泌是很受限的［6］，但是D－乳酸在體內(nèi)一旦積累過多便會引起乳酸酸中毒。根據(jù)先前的數(shù)據(jù)，當(dāng)人體出現(xiàn)高血糖癥狀時，這兩種乳酸鹽的生成都會存在不同程度的增長［7］。糖尿病患者血乳酸水平普遍高于正常人［8］，當(dāng)乳酸水平積累到一定程度時，會出現(xiàn)高血乳酸癥，造成糖尿病乳酸酸中毒。乳酸濃度增加表明乳酸生產(chǎn)和消耗之間的平衡被打破，可能是由于生產(chǎn)過剩，利用不足，或兩者兼而有之。乳酸酸中毒通常包括A、B兩種類型，A型是由機(jī)體乳酸能代謝增多或氧氣含量低于組織需求導(dǎo)致，大量的身體活動是主要原因，B型乳酸酸中毒是在供氧充足但線粒體功能或碳水化合物代謝改變的情況下發(fā)生的。B型乳酸酸中毒發(fā)生的情況并不多見，包括3種類型，其具體的發(fā)生機(jī)制相對復(fù)雜，通常糖尿病引起的乳酸中毒與B3有關(guān)［9］。

2.2 人體乳酸代謝機(jī)制

一些專家推測，血漿中酸性物質(zhì)堆積過多可能會阻礙D－乳酸代謝路徑，使D－乳酸濃度增加［10］。在體內(nèi)，諸如丙酸和乳酸之類的酸性物質(zhì)首先被轉(zhuǎn)化為丙酮酸，然后在丙酮酸脫氫酶（PDH）的催化作用下轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶a，而乙酸和丁酸則不經(jīng)過丙酮酸，直接代謝為乙酰輔酶a，這些代謝途徑導(dǎo)致乙酰輔酶a的增多。這種乙酰輔酶a的積累可能會抑制PDH，導(dǎo)致丙酮酸的積累和增加血液和組織丙酮酸水平。隨著丙酮酸的積累，丙酸和乳酸的同分異構(gòu)體的轉(zhuǎn)化也會受到抑制，導(dǎo)致這三種有機(jī)酸在血液中的水平均升高，血乳酸代謝障礙。

很多專家指出，甲基乙二醛途徑是糖酵解的一個代謝分支，糖尿病患者血糖水平高，會有更多的葡萄糖參與甲基乙二醛途徑，葡萄糖經(jīng)甲基乙二醛途徑生成甲基乙二醛，然后轉(zhuǎn)化為乳酸。但是甲基乙二醛途徑不能產(chǎn)生能量，且葡萄糖經(jīng)糖酵解系統(tǒng)轉(zhuǎn)化生成的甲基乙二醛會給細(xì)胞帶來很大的傷害，同時誘發(fā)糖尿病并發(fā)癥。

3 運(yùn)動改善患者血糖水平

3.1 運(yùn)動對糖尿病患者有積極影響

Maysa［11］將51名中年人（61.1±6.4歲）T2DM患者隨機(jī)分配到足球飲食組（SDG）或飲食組（DG）。DG組T2DM患者只進(jìn)行熱量限制飲食而不接受足球訓(xùn)練。SDG組進(jìn)行每周3次，每次40分鐘的足球訓(xùn)練。發(fā)現(xiàn)足球飲食組在經(jīng)過一次足球訓(xùn)練后胰島素作用就得到了明顯改善，而12周的訓(xùn)練不僅提高了胰島素敏感性，還減少與心血管疾病相關(guān)的危險因素，說明與單一的飲食控制相比，結(jié)合運(yùn)動方式會給糖尿病患者帶來更加明顯的益處，急性運(yùn)動后胰島素作用就會明顯改善，長期鍛煉效果更佳。

臨床顯示，T2DM誘導(dǎo)的微血管功能障礙會損害骨骼肌或身體其他組織對葡萄糖和胰島素的輸送，是體內(nèi)血糖一直處于較高水平。在T2DM患者中，運(yùn)動訓(xùn)練（EX）改善微血管和胰島素信號，并增加骨骼肌毛細(xì)血管密度［12］。這些改變可以加快機(jī)體對胰島素的運(yùn)輸和葡萄糖的利用。如果這些適應(yīng)發(fā)生在足夠數(shù)量的組織中，尤其是骨骼肌，那么長期運(yùn)動也可降低高血糖以及其他并發(fā)癥的發(fā)生概率。在這種背景下，運(yùn)動訓(xùn)練干預(yù)有希望改善血糖控制和心血管健康，尋找更有效的（訓(xùn)練）策略對抗這種代謝疾病是一個主要的挑戰(zhàn)。

3.2 國內(nèi)、外Ⅱ型糖尿病患者運(yùn)動研究現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)、外學(xué)者關(guān)于Ⅱ型糖尿病患者運(yùn)動進(jìn)行了很多的研究，并取得了不同程度的成功。我國學(xué)者吳含［13］提出，推薦Ⅱ型糖尿病患者運(yùn)動的最大強(qiáng)度不應(yīng)超過最大心率的80%－90%（最大心率＝220－年齡）。當(dāng)超過這一范圍，機(jī)體出現(xiàn)不適，說明此時吸氧量不能滿足機(jī)體的氧氣需求，一段時間后造成氧虧，穩(wěn)定狀態(tài)被破壞。運(yùn)動強(qiáng)度加大，機(jī)體接收信號，會加速糖原轉(zhuǎn)化為葡萄糖，并釋放到血液中，引起血糖升高。孟晴［14］通過實驗得出有氧聯(lián)合抗阻訓(xùn)練能更使Ⅱ型糖尿病患者的血糖水平維持穩(wěn)定，增強(qiáng)體質(zhì)，比單獨進(jìn)行有氧運(yùn)動有更明顯的效果。鐘立新等［15］選取150例中老年Ⅱ型糖尿病患者作為實驗對象，分成5組，每組30例，一組為對照組，另外四組采用四種不同的有氧運(yùn)動方式，發(fā)現(xiàn)運(yùn)動組的血糖和胰島素抵抗指數(shù)都有積極變化，其中四種運(yùn)動中有氧聯(lián)合抗阻訓(xùn)練效果最好，變化最明顯。戴霞［16］選取168名糖尿病前期患者作為研究對象，隨機(jī)分成4組，3組為干預(yù)組分別在專業(yè)人員的指導(dǎo)下，進(jìn)行聯(lián)合抗阻－有氧運(yùn)動、抗阻運(yùn)動和有氧運(yùn)動，一組設(shè)為對照組，記錄實驗前和實驗后的血糖值等指標(biāo)，并計算胰島素抵抗指數(shù)，得出有氧運(yùn)動聯(lián)合抗阻訓(xùn)練改善血糖和胰島素抵抗的效果最明顯，且避免了運(yùn)動的單一乏味。程晶［17］將實驗對象分為三組，一組進(jìn)行常規(guī)治療，另外兩組在常規(guī)治療的基礎(chǔ)上，進(jìn)行一般運(yùn)動和專業(yè)指導(dǎo)強(qiáng)化運(yùn)動，一段時間后，實驗結(jié)果顯示強(qiáng)化運(yùn)動組的空腹血糖水平、血乳酸水平及胰島素抵抗機(jī)制都降低，且變化較另外兩組更明顯。提出有氧運(yùn)動聯(lián)合抗阻訓(xùn)練對于Ⅱ型糖尿病患者會產(chǎn)生積極影響，且其機(jī)制可能與改善胰島素抵抗有關(guān)。

國內(nèi)學(xué)者研究有氧運(yùn)動居多，而國外學(xué)者大多關(guān)注缺氧運(yùn)動對Ⅱ型糖尿病患者健康狀況的改善。Umpierre［18］認(rèn)為間歇訓(xùn)練是肥胖人群和T2DM以及冠心病等代謝疾病患者改善身生活方式的最好運(yùn)動方式。并提出中等強(qiáng)度訓(xùn)練可推薦給T2DM患者，但高強(qiáng)度訓(xùn)練可能對改善血糖控制更有效?？紤]到“缺乏時間”是人們經(jīng)常參與體育活動的障礙之一，Snowling［19］等提出T2DM患者進(jìn)行11周的低強(qiáng)度間歇訓(xùn)練（HIIT），發(fā)現(xiàn)患者的血糖水平、身體組成成分和健康方面均得到很好的改善，其效果與中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練（END）相似或更強(qiáng)。這些研究結(jié)果表明HIIT也可達(dá)到END同樣的訓(xùn)練效果，且不會給患者造成負(fù)面影響，在一定范圍內(nèi)安全、可行。高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練可提高糖尿病患者的體內(nèi)葡萄糖的代謝速率，并比普通常氧訓(xùn)練提高胰島素敏感性的作用更加顯著。此外，定期進(jìn)行無氧運(yùn)動，隨著時間的積累，可以達(dá)到長期提高胰島素敏感性的效果。這可能與患者體重減小有關(guān)［20］。Stefanos［21］等人提出高強(qiáng)度間歇運(yùn)動（HIIE）是最適合T2D治療的運(yùn)動類型之一。并提出當(dāng)診斷為糖尿病前期或T2DM時，運(yùn)動可引起生理變化，如胃腸動力下降，血液再分配遠(yuǎn)離內(nèi)臟，腎小球濾過減少，這些都可加強(qiáng)二甲雙胍的作用，且不會引起乳酸酸中毒或低血糖。Asano［22］通過11名T2DM患者隨機(jī)進(jìn)行20分鐘80%的LT運(yùn)動，120%的LT運(yùn)動，分析Ⅱ型糖尿病（T2D）患者對乳酸閾值（LT）以上和低于乳酸閾值（LT）的乳酸、胰島素和血糖的急性反應(yīng)。在運(yùn)動前、運(yùn)動期間和運(yùn)動后45分鐘對血糖進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)兩次鍛煉都導(dǎo)致運(yùn)動期間血糖水平下降，120%LT的降幅更大。胰島素在80%LT運(yùn)動后減少較多。證明LT以上運(yùn)動在T2DM個體中更為有效。

間歇運(yùn)動對Ⅱ型糖尿病患者的血糖水平有積極作用，并且它在優(yōu)化身體組成、提高胰島素敏感性等方面比耐力運(yùn)動有更加顯著的優(yōu)勢［23］。作為一種新型的鍛煉療法，間歇訓(xùn)練對Ⅱ型糖尿病的治療優(yōu)勢已經(jīng)很明顯了。然而，這種鍛煉方式在糖尿病并發(fā)癥或心血管疾病史患者和極年老人中的安全性和有效性仍然未知。

4 總結(jié)與展望

乳酸是中間代謝的重要底物和產(chǎn)物。乳酸生理學(xué)和乳酸酸中毒是一個研究領(lǐng)域在人類醫(yī)學(xué)超過50年。在這段時間里，研究范圍已經(jīng)從鑒別危重病人乳酸酸中毒的原因發(fā)展到使用它作為一種輔助來指導(dǎo)治療和預(yù)測。血乳酸作為人類的預(yù)后指標(biāo)已經(jīng)被廣泛研究，結(jié)果表明，隨著血乳酸濃度的增加，生存的可能性降低［24］。由于不同程度的情況會導(dǎo)致血清乳酸水平升高，因此重點是監(jiān)測連續(xù)的乳酸濃度。在治療期間清除乳酸與更高的生存率相關(guān)，而沒有清除乳酸負(fù)荷的患者更有可能死亡。監(jiān)測連續(xù)的乳酸濃度已經(jīng)成為評估治療反應(yīng)和指導(dǎo)危重患者進(jìn)一步干預(yù)的常規(guī)方法。且對糖尿病患者的治療與預(yù)后來說，血乳酸作為一種生物標(biāo)志物有著很大的作用。

迄今為止，運(yùn)動療法不僅提出了多種有趣、新穎的運(yùn)動方式，而且可以有效改善患者的身體狀況，取得了不同程度的成功。但是Ⅱ型糖尿病患者本身血乳酸水平較高的基礎(chǔ)上，再無氧運(yùn)動是否會增加乳酸的產(chǎn)生和積累，從而誘發(fā)高血乳酸癥，或者運(yùn)動的強(qiáng)度和時間具體應(yīng)該是怎么制定才能發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)性。再者我們是否可以通過運(yùn)動改善患者的丙酮酸氧化或乳酸代謝等問題，使血乳酸水平維持在正常范圍內(nèi)。目前，Ⅱ型糖尿病患者不論是進(jìn)行低氧或高氧運(yùn)動時都應(yīng)尋求醫(yī)生或?qū)I(yè)人士的建議，謹(jǐn)慎參加體育鍛煉。例如，在Ⅱ型糖尿病患者中也發(fā)生改變。特別是伴有神經(jīng)病變的T2DM患者在運(yùn)動過程中可能會面臨一定的風(fēng)險，如胰島素依賴型患者出現(xiàn)低血糖意識模糊等，而這種風(fēng)險在缺氧環(huán)境下可能會增加［25］。使用高氧也應(yīng)謹(jǐn)慎處理，因為長期暴露于高氧也可能導(dǎo)致自由基增加、炎癥、細(xì)胞損傷和功能障礙，導(dǎo)致嚴(yán)重的健康問題?，F(xiàn)有的風(fēng)險因素也很少從血乳酸角度考慮。

在流行病學(xué)研究中指出，人體空腹血乳酸水平的升高會提示Ⅱ型糖尿病患病風(fēng)險增加［26］?？崭寡樗釢舛扰c胰島素抵抗呈正相關(guān)［27］，Ⅱ型糖尿病患者可能需要運(yùn)動訓(xùn)練來降低空腹血乳酸濃度［28］?？梢?，運(yùn)動對于血乳酸的一些相關(guān)概念也有積極的影響。

綜上所述，在未來應(yīng)將患者的血乳酸水平作為一項重要指標(biāo)。在為不同病況的患者制定運(yùn)動計劃時，結(jié)合患者血乳酸水平的變化，降低高乳酸血癥和乳酸酸中毒的風(fēng)險，使患者能夠更加安全、有效的運(yùn)動。