不同運動方式改善肥胖/超重青少年胰島素抵抗效果的meta分析

黃正渠，朱 琳，劉景新

兒童和青少年肥胖是20世紀以來的主要公共衛(wèi)生問題之一［1］。肥胖會產(chǎn)生高血壓、血脂異常和IR等心血管危險因素，特別是青少年IR與成年期肥胖、代謝綜合征和2型糖尿病患病率密切相關(guān)［2］。

兒童和青少年時期，久坐不動的生活方式是導(dǎo)致肥胖和超重以及IR的主要因素之一。肥胖導(dǎo)致了一系列生理變化，如促炎細胞因子和FFAs的增加，降低了組織對胰島素的敏感性，增加了維持血糖穩(wěn)態(tài)所需的胰島素分泌［3］。這種代償機制在一開始有效，但即使血糖水平正常，空腹胰島素水平的增加已經(jīng)表明IR的癥狀。若不進行有效的治療干預(yù)，會導(dǎo)致胰腺胰島素分泌衰竭，F(xiàn)BG增加，進而導(dǎo)致2型糖尿?。?］。

運動干預(yù)具有改善IR的作用［5］，通過運動增強的骨骼肌也作為內(nèi)分泌器官分泌抗炎物質(zhì)。Meta分析結(jié)果顯示:運動可以改善肥胖兒童和青少年的胰島素水平［5］和胰島素抵抗穩(wěn)態(tài)模型評估指數(shù)(HOMA－IR)［1］。雖然已有不少隨機對照試驗研究運動干預(yù)對胰島素水平和IR的療效，但由于檢測技術(shù)、樣本量不一致的原因，加上研究目標和使用的結(jié)局評價指標不同，因此研究的結(jié)果未達成一致。何種類型的運動干預(yù)方案能夠改善肥胖青少年的IR尚無定論。因此，筆者采用Meta分析，總結(jié)不同運動方案對胰島素水平和IR的改善效果，旨在為運動處方的制定提供循證醫(yī)學(xué)證據(jù)。

1 研究方法

1.1 文獻檢索

嚴格按照PICOS(P:受試者;I:干預(yù)方式;C:對照措施;O:結(jié)局指標;S:實驗類型)原則，在中國知網(wǎng)、pubmed、Embase、web of science、Cochrane library數(shù)據(jù)庫進行文獻檢索。檢索詞見表1。

1.2 納入與排除標準

納入標準:發(fā)表時間為1995年1月至2019年12月的文獻;實驗方法為隨機對照試驗(RCT);受試者為6～18歲肥胖/超重青少年;干預(yù)周期≥4周;結(jié)局指標:(1)血胰島素水平，(2)HOMA－IR。

排除標準:(1)實驗對象為動物;(2)結(jié)局指標不含血胰島素水平和HOMA－IR;(3)無持續(xù)地進行運動干預(yù);(4)實驗類型為隨機對照試驗(RCT)以外的實驗類型，如觀察性研究、橫斷面研究、隊列研究等研究類型。

表1 中英文檢索詞表

1.3 信息提取

對滿足納入條件的文獻進行去重和信息提取。這些信息包括:(1)標題;(2)第一作者姓名;(3)發(fā)表年份;(4)發(fā)表國家;(5)受試者特征，包括年齡、肥胖程度、樣本量;(6)運動干預(yù)方式、強度，每次持續(xù)時間，干預(yù)周期;(7)結(jié)局指標。對結(jié)局指標不符合預(yù)定要求的文獻則予以剔除。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

使用Review Manage 5.3制作Meta分析的文獻篩選圖、Cochrane偏倚風(fēng)險評估示意圖，并進行統(tǒng)計學(xué)處理。實驗數(shù)據(jù)為連續(xù)型變量，采用加權(quán)平均差 (weighted mean difference，WMD)、標準化平均數(shù)差(Standard Mean Difference，SMD)和95% 置信區(qū)間(95%CI)合并效應(yīng)量。當 P＜0.05時，實驗組和對照組之間存在顯著性差異，證明Meta分析的結(jié)果有統(tǒng)計學(xué)意義;異質(zhì)性檢驗(Homogeneity test)采用Q檢驗和I2檢驗，檢驗水準為a=0.1)，評價標準是 I2＜25%為不存在異質(zhì)性、25≤I2＜50%為低度異質(zhì)性、50%≤I2＜75%為中度異質(zhì)性和75%≤I2為高度異質(zhì)性。

2 結(jié)果

2.1 文獻檢索結(jié)果

從各數(shù)據(jù)庫中搜索獲得共482篇文獻。導(dǎo)入endnote文獻管理軟件，完成閱讀題目和摘要后，剔除重復(fù)性研究389篇，剩余93篇。初次篩選通過閱讀題目和摘要，排除不相關(guān)研究45篇，剩余48篇;最后再進行全文閱讀，排除不符合納入標準文獻后，納入文獻20篇(見圖1)。

圖1 文獻篩選流程表

2.2 納入文獻的基本特征

Meta分析納入的20篇文獻特征總結(jié)如表2所示。共593人納入本次Meta分析，其中干預(yù)組308人、對照組285人。有2篇采用了高強度有氧運動干預(yù);4篇采用了低強度有氧運動干預(yù);3篇采用了混合運動(有氧運動+抗阻運動)的干預(yù)。

2.3 偏倚風(fēng)險評估

偏倚風(fēng)險評估標準包括序列產(chǎn)生;分配隱藏;對受試者、研究人員與結(jié)局評價者施盲;不完全結(jié)局數(shù)據(jù);選擇性結(jié)局報告以及其他偏倚。使用Cochrane偏倚風(fēng)險評估工具對以上文獻進行質(zhì)量評價(見圖2)，并將納入文獻分為3個等級:高質(zhì)量(5分以上)、中等質(zhì)量(3～4分)、低質(zhì)量(2分以下)。

2.4 Meta分析結(jié)果

筆者對胰島素水平及HOMA－IR兩個指標進行了分析。由于胰島素水平和HOMA－IR兩個指標都存在高度異質(zhì)性，故采用隨機效應(yīng)模型。筆者對18篇文獻進行了運動胰島素水平的干預(yù)效果評估，對11篇文獻進行了運動對HOMA－IR指數(shù)的干預(yù)效果評估。圖3為實驗組和對照組胰島素水平效應(yīng)量數(shù)據(jù)合并Meta分析。胰島素水平過高是代謝性疾病的危險因素。本研究的結(jié)果研究表明運動能顯著降低胰島素水平，與對照組相比具有統(tǒng)計學(xué)意義(WMD= －2.25、95%CI= －2.54 ～ －1.95、P ＜0.000 01)(見圖 3);圖 4 為實驗組和對照組HOMA－IR水平效應(yīng)量數(shù)據(jù)合并 Meta分析。結(jié)果表明運動能顯著降低HOMA－IR指數(shù)，與對照組相比具有統(tǒng)計學(xué)意義(WMD=－0.73、95%CI=－0.83 ～ －0.63、P ＜0.000 01)。

表2 納入文獻基本特征表

圖2 Cochrane納入風(fēng)險評估圖

圖3 運動對肥胖青少年兒童胰島素水平的影響

圖4 運動對肥胖青少年兒童HOMA－IR的影響

2.5 敏感性分析

為探究異質(zhì)性來源，經(jīng)使用敏感性分析逐個剔除納入的研究以評估每一個研究對胰島素水平及HOMA－IR效應(yīng)量的影響。發(fā)現(xiàn)各個研究的異質(zhì)性差異很小，說明Meta分析的結(jié)果較為穩(wěn)定。

2.6 亞組分析

為探討各種不同的運動方式對肥胖青少年兒童胰島素水平和HOMA－IR的影響，將納入的研究以運動種類、運動時間和運動次數(shù)為分組依據(jù)進行亞組分析。圖5及圖6結(jié)果顯示:高強度間歇運動干預(yù)及混合運動干預(yù)皆顯著降低了肥胖/超重青少年的胰島素水平以及HOMA－IR指數(shù)，有氧運動干預(yù)有降低胰島素水平的趨勢，但差異沒有統(tǒng)計學(xué)意義。

圖5 不同運動種類對肥胖/超重青少年胰島素的影響

3 討論

IR在二型糖尿病中起著重要的病理生理作用，同時也是心血管疾病發(fā)生的危險因素［26］。大量研究表明，運動干預(yù)可以有效降低肥胖青少年兒童的胰島素水平及HOMA－IR指數(shù)，從而有效地預(yù)防甚至逆轉(zhuǎn)肥胖青少年兒童的代謝疾病。筆者通過Meta分析，從循證醫(yī)學(xué)的角度探討運動干預(yù)對肥胖青少年兒童的代謝疾病的改善作用，并探討了不同的運動方案對肥胖/超重青少年胰島素水平及HOMA－IR指數(shù)的影響。

圖6 不同運動種類對肥胖/超重青少年HOMA－IR指數(shù)的影響

Shih等［27］的研究表明，肥胖/超重青少年的胰島素水平與2型糖尿病風(fēng)險密切相關(guān)。若能保持規(guī)律的運動，可有效降低罹患2型糖尿病的風(fēng)險。其生理機制可能表現(xiàn)在通過“類胰島素效應(yīng)”促進葡萄糖跨膜轉(zhuǎn)運，實現(xiàn)血糖從循環(huán)向靶細胞的轉(zhuǎn)移機制涉及細胞胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的激活，最終導(dǎo)致葡萄糖轉(zhuǎn)運體向細胞膜運動，運載葡萄糖的效率提高，并伴隨著胰島素敏感性的增加。除此之外，運動能增加線粒體的數(shù)量和大小。這可能是通過干預(yù)改善胰島素敏感性的原因。本研究不僅證明了運動干預(yù)有效地降低了肥胖青少年兒童的胰島素水平(WMD= －2.25、95%CI= －2.54 ～－1.95、P ＜0.000 01)，還深入探討了不同運動方案對肥胖/超重青少年胰島素水平的改善效果。

有規(guī)律的鍛煉可以改善血糖控制和增強胰島素敏感性，IR使胰島素代謝作用的反應(yīng)性降低。這些代謝作用包括胰島素刺激的葡萄糖處理和抑制肝臟葡萄糖輸出等。動態(tài)測量胰島素敏感性可模擬受刺激的胰島素作用，反映外周胰島素介導(dǎo)的葡萄糖攝取。HOMA－IR是評估IR的有效指標。本研究證明了運動干預(yù)有效地降低了肥胖/超重青少年的 HOMA－IR 指數(shù)(WMD= －0.73、95%CI=－0.83 ～ －0.63、P ＜0.000 01)。在不同運動方式中，混合運動干預(yù)對肥胖/超重青少年的HOMA－IR指數(shù)改善效果最為顯著(WMD=－1.06、95%CI:－1.26 ～ －0.87、P ＜0.000 01)。

從運動——劑量的角度看，運動強度與干預(yù)時間產(chǎn)生的運動劑量是使肥胖/超重青少年HOMAIR降低的關(guān)鍵。本研究結(jié)果也表明肥胖/超重青少年的HOMA－IR指數(shù)降低與高強度的運動可能存在較強的相關(guān)關(guān)系。值得參考的是，de Lira等［18］通過比較兩種不同強度的運動方案發(fā)現(xiàn):相較于低強度運動，高強度的運動更能促進肥胖/超重青少年HOMA－IR指數(shù)的降低。

筆者雖未闡明運動對胰島素敏感性改善的內(nèi)在機制，但為運動改善肥胖青少年兒童的代謝疾病提供了證據(jù)。這些證據(jù)表明，只要有適當?shù)挠?xùn)練周期、時間和監(jiān)測，體育活動本身就可以有效地干預(yù)青少年罹患代謝性疾病風(fēng)險的增加。

本文研究的局限性:第一，由于納入Meta分析的各種形式的運動方案(高/低次數(shù)、長/短時間運動方案)研究數(shù)量未達到足夠多的數(shù)目，分析各種運動對肥胖青少年胰島素水平和HOMA－IR指數(shù)的改善效果不理想。第二，運動干預(yù)的項目差異過大，運動強度的衡量標準各異。運動項目具體有跑步、自行車、球類運動、抗阻運動等。第三，血糖和胰島素的檢測技術(shù)方法不同，涉及酶法、化學(xué)發(fā)光法和放射免疫法，血糖和胰島素值的比較研究存在技術(shù)局限性;第四，研究對象的種族差異大。第五，未發(fā)表的“灰色文獻”無法有效獲得。

4 結(jié)論

本研究證明了運動干預(yù)能有效降低肥胖/超重青少年體內(nèi)胰島素水平及HOMA－IR指數(shù)，從而降低了肥胖青少年罹患代謝性疾病的風(fēng)險，高強度間歇運動與混合運動的改善作用十分明顯。以上結(jié)論可為肥胖/超重青少年代謝性疾病干預(yù)措施的制定提供重要的參考依據(jù)。