高强度间歇训练降低2型糖尿病和糖尿病前期人群心血管疾病风险的有效性和安全性

王娟王正珍罗曦娟李新

1北京体育大学（北京 100084）2中山大学（广州 510275）

高强度间歇训练降低2型糖尿病和糖尿病前期人群心血管疾病风险的有效性和安全性

王娟1王正珍1罗曦娟2李新1

1北京体育大学（北京 100084）2中山大学（广州 510275）

目的：降低心血管疾病风险对于2型糖尿病（T2DM）和糖尿病前期（IGR）人群来说至关重要，本文探讨高强度间歇训练（HIIT）对此人群心血管疾病风险的作用和HIIT的安全性。方法：查阅数据库PubMed、EBSCO、Web of Science查找文献，根据纳入标准和排除标准选择文献进行分析。结果：1）共有12项研究报道了HIIT对T2DM和/或IGR人群的作用。2）HIIT使T2DM和IGR人群1项或多项糖调节指标出现下降；对血脂的影响不明确；降低了收缩压和安静心率，但对舒张压影响不明显；较长期的HIIT干预对BMI、体脂和心肺耐力（VO2max或VO2peak）均有明显改善作用。3）在实验过程中，HIIT组与MICT（中等强度持续性运动）组受试者依从性相似，但HIIT的安全性还缺少足够的证据。结论：较长时间的HIIT可以改善多项T2DM和IGR人群心血管疾病风险因素，有助于降低心血管疾病风险，HIIT的安全性还需要更多的研究来证实，在运动过程中应采取积极的预防措施。

HIIT；T2DM；IGR；心血管疾病风险；运动有效性；运动安全性

大量研究证明，规律运动可以帮助预防和改善2型糖尿病人的糖调节，降低发生心血管疾病的风险[1]，这对于全球T2DM和糖尿病前期（又称为糖调节受损（Impaired Glucose Regulation，IGR））人群急速增长[2]来说具有重要意义，因为糖尿病本身是心血管疾病危险因素之一，而且很多糖尿病患者死于心血管并发症，降低糖尿病患者的血糖和其他心血管疾病风险应成为防治糖尿病的主要目标。但这些运动主要是指低-中强度的有氧、抗阻或伸展运动，较少涉及到较大或高强度的运动[1]。2008年美国体力活动指南指出，获得同样的健康益处时，较大强度的运动所需要的时间（每周75 min）只是中等强度运动（每周150 min）的一半[3]。而对于很多人来说，时间是影响运动参与及持续时间的重要因素。因此，高强度间歇训练（High intensity interval training，HIIT）因其运动时间较短、存在间歇、更容易被接受而得到研究人员的重视。

HIIT是指短时间的高强度运动和短时间的间歇期（低强度运动或安静休息）交替进行，不断重复多组的运动[4]。HIIT中所指的高强度运动其运动强度一般＞90%VO2max[5]，也有研究认为较高的运动强度（≥70% VO2max）也满足HIIT要求[6，7]，因此，HIIT可以分为冲刺间歇训练和有氧间歇训练。已有研究证明，HIIT与中等强度持续性运动（Moderate intensity continuous training，MICT）一样，可以增强人体骨骼肌氧化能力，提高胰岛素敏感性，减低心血管疾病风险[8]，并且在提高心肺能力和糖耐量方面优于MICT[9-11]。而且，由于在两组运动之间存在间歇期，可以缓和高强度运动带来的不适，因此，更容易被接受。目前，它在世界范围内的健身行业受到了越来越多的关注[12]。但HIIT对T2DM和IGR人群的健康影响的研究还刚刚起步[13]，其作用是否与MICT效果相似，其高强度的运动是否会产生安全性方面的问题还未得到明确解答。因此，本文从HIIT对T2DM和IGR人群的心血管疾病危险因素影响入手，探讨HIIT的有效性，同时从受试者退出率、整个训练计划完成情况、运动中意外事件的发生情况等方面，探讨HIIT应用于T2DM和IGR人群的依从性和安全性。

1 资料来源和分析指标

本文查阅了数据库Medline、EBSCO、Web of Science，搜索所有与HIIT和T2DM和IGR人群相关的研究，时间截止为2015年8月29日，涉及的检索主题词：T2DM，diabetes，type2diabetes，pre-diabetes，

Impairedglucosetolerance，IGR和high-intensity interval training，high-intensity interval exercise，HIIT，HIT，并根据检索到的文献的参考文献进行进一步的手

工检索，检索的文献限于人体研究，语言为英语，T2DM和IGR人群有明确的说明和/或诊断标准，并排除会议摘要。检索结果显示，共有12项研究（共14篇文献，排除2项重复数据的研究）报道了HIIT对T2DM和IGR人群的作用，其中，有1项研究进行了为期1年的跟踪数据，另1项研究观察了运动后1个月后的各指标变化情况。这些研究中，只包含2TDM人群的研究9项，只包含IGR人群的1项，两种人群均包含的为2项。这些研究共涉及样本量234人次，有144人进行了HIIT训练，其中，有128人按实验要求完成了HIIT训练。HIIT干预时间从一次性训练到16周训练不等，每次高强度运动时间为30～60 s，间歇时间1～4 min，间歇方式有静止休息和小强度运动两种。根据BMI结果，这些受试者均属于超重肥胖人群。

本文涉及的心血管疾病风险因素包括糖代谢、血脂、血压、体重指数（BMI）、腰围、体脂。心肺耐力（VO2max或VO2peak）虽然不是典型的心血管疾病风险因素，但它对全因死亡率和心血管疾病死亡率具有较高的预测性[14，15]，因此，本文也对这一因素也进行了探讨。

2 HIIT对T2DM和IGR人群心血管风险因素的影响

表1 0～8周HIIT对T2DM和IGR人群糖调节的影响

2.1 糖调节

在12项HIIT与T2DM和IGR人群研究中（见表1和表2），对糖调节使用的测试指标不一，包括空腹血糖、餐后血糖曲线下面积（AUC）、24 h平均血糖、峰值血糖、糖化血红蛋白（HbA1c）、胰岛素抵抗指数敏感性（HOMA-IR）、空腹胰岛素等。研究结果表明，一次性的HIIT对T2DM和IGR人群的餐后血糖和24 h平均血糖等糖调节指标具有明显改善作用（P＜0.05），稍长时

间（2周和8周）HIIT同样对血糖有改善作用（P＜0.05），Little[16]和Madsen[17]的研究结果证明了这一点。而相对较长时间的HIIT运动（≥12周）对糖调节各项指标的作用与MICT相似，可以降低如HbA1c（%）、空腹胰岛素、胰岛素抵抗（HOMA）和毛细血管血糖（CapBG）等指标的一项或几项（P＜0.05）。这些糖调节指标出现变化差异的原因除了因为不同研究选择的指标有差异外，还与研究设计（包括运动方案、运动时间等）的差异有关，或许还可能与不同研究中的血糖测定时间不完全相同有关系，因为血糖在一天的不同时刻会出现波动，各研究之间很难保证测定时间完全相同。但尽管如此，所有这些研究中，均有部分糖调节指标在HIIT运动后出现了改变，证明了HIIT对T2DM和IGR人群的糖调节有改善效果。而这些研究中，干预时间最长的为16周，因此，还需要更长时间的干预性研究来证明HIIT对糖调节的长期效果。

表2 ≥12周HIIT对T2DM和IGR人群糖调节的影响

2.2 血脂

有4项研究探讨了HIIT对T2DM和IGR人群甘油三酯（TG）、总胆固醇（TC）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）的影响[6，7，17，23，24，27]，1项为8周HIIT[17]，2项为12周HIIT[23，24，27]，1项为16周HIIT[6，7]，结果显示，HIIT后，4项研究的TG均无明显变化，TC只在Mitranun的研究中出现了下降（13.7%），HDL-C只在Mitranun的研究出现了升高（29.2%），LDL-C在Mitranun和Karstoft的研究中出现下降（P＜0.05）（见表3）。这4项研究结果的差异可能与

HIIT的具体实施方案不同有关，4项研究中的运动干预时间（8周、12周、16周）、运动方式（跑台、步行、跑台与功率车交替）、单次运动时间（30 min或60 min）、运动强度（持续一个运动强度或递增运动强度）、间歇时间（3 min或4 min）都存在差异。从这些结果表明还不能确定HIIT对血脂的影响，或许具有一定程度的改善作用，但需要进行更多的相关研究。

2.3 血压和安静心率

有6项研究（1项2周HIIT运动、1项8周HIIT运动和4项12周HIIT运动）报道了HIIT对T2DM和IGR人群血压的影响[17，21，22，25-27]，5项研究结果表明HIIT后受试者收缩压SBP下降，2项研究表明舒张压DBP下降（见表3）。而对于安静心率共有4项研究报道[22，25-27]，有3项研究中HIIT干预后出现下降（P＜0.05），另一项未出现安静心率变化的Hollekim-Strand的研究中，12周的HIIT却使左心室舒张和收缩功能分别上升了25.7%和14.7%（P＜0.05），而在跟踪一年后，左心室的舒张功能仍能高于最初水平[26]，说明HIIT对心脏功能具有明显改善作用。另有1项研究指出，HIIT干预后进行同样的步行测试，受试者心率下降（P＜0.05）[16]，也表明了心脏功能的提高。因此，基本可以确定，HIIT可以降低收缩压和安静心率，改善血管和心脏功能。

表3 HIIT对T2DM和IGR人群血脂、血压和安静心率的影响

2.4 人体测量学和心肺耐力指标

除了2项一次性HIIT研究外，其余10项对HIIT对人体测量学指标的影响进行了探讨，涉及的指标有体重、BMI、体脂、腰围（见表4）。其中，3项2周HIIT研究中这些指标没有任何改变[16，20，21]。1项8周HIIT研究中，体重和BMI下降（P＜0.05），虽然体脂百分比无明显变化，但瘦体重明显增加（P＜0.01）[17]。在≥12周HIIT的5研究中，4项出现了体重、BMI、体脂、腰围的下降（P＜0.05），只有1项研究的体重、BMI和腰围在12周HIIT后无明显变化，但是体脂出现了下降（P＜0.01）[23，24]。其中的一项研究在12周HIIT后跟踪1年，腰围和体脂仍然低于最初数值[26]。这些研究结果说明降低体重、BMI、体脂、腰围需要一个过程，要达到明显的效果，HIIT的时间应不少于12周，同时，≥12周的HIIT运动不仅可以在当时改善这些指标，还具有更长期的效果。

共有8项研究对心肺耐力指标（VO2max或VO2peak）进行了研究，其中，除了1项2周HIIT的研究外[16，20]，另外1项2周HIIT的研究[21]、1项8周HIIT的研究[17]和5项≥12周HIIT的研究中VO2max相对值/绝对值或VO2peak均上升（P＜0.05）[6，7，23-27]，而且，这种提高比MICT的作用更为明显P＜0.05）[6，7，26，27]。另有1项2周HIIT研究没有对心肺耐力指标进行研究，但是其最大输出功率上升P＜0.05）[16]。说明，2周的HIIT运动可能已经引起了心肺功能的改变，但要达到明显的心肺耐力水平的提高，应进行至少8周的HIIT运动。

表4 HIIT对T2DM和IGR人群人体测量和心肺耐力的影响

3 HIIT对于T2DM和IGR人群的安全性

出于安全性的考虑，HIIT很长时间内都是用于竞技运动训练，直到近几年才逐渐应用于一般人群和临床中[28，29]。这里所指的安全性，主要是指在运动过程中和运动后受试者可能出现各种不适、不良反应和诱发各种心脑血管疾病、肌肉韧带及骨骼损伤的风险。有一项回顾性研究分析了7年里约4846名冠心病患者进行心脏康复运动的数据，发现HIIT出现非致命性心血管事件的概率为每23182 h出现1例[30]，但关于HIIT对于T2DM和IGR人群的安全性却尚未见到明确的报道。

综合所有HIIT与T2DM和IGR人群的研究（表1、表2和表5），发现有144人次进行了HIIT训练，其中的128人次按照要求完成HIIT，但有9人退出实验，另有7人完成实验过程但未完成整个运动方案的80%，有1人次出现运动后低血糖，2人次出现血压过高。所有这些实验中86人次参与MICT运动，其中的77人次按实验要求完成MICT运动，9人次退出实验。随访中，HIIT组随访35人次，9人次退出实验，而MICT组随访的34人次中7人次退出实验。这些数据说明，T2DM和IGR人群对HIIT的依从性与MICT相似，其原因可能有2个，一是研究中均有人对HIIT运动过程进行指导，二是相同能量消耗下，HIIT的时间远远少于MICT[19，21，26]。在所有研究中，HIIT组1人出现哮喘退出实验，MICT组1人出现膝损伤而退出实验，另外，HIIT组有1人次出现运动后低血糖，2人次出现血压过高，没有出现明显的心血管事件，但HIIT的安全性还不能由此确定，因为这些研究中所涉及的总样本量小，HIIT持续时间不长，而且T2DM和IGR人群尤

其是T2DM人群存在患病时间、并发症、锻炼习惯等方面的差异，HIIT对他们而言是否足够安全还需要更多的研究来评价。因此，在进行HIIT运动时应采取相应的预防措施，正如研究中所示，HIIT组均包含了运动前的热身运动和运动后的整理活动，在整个运动过程中给予心电监护，服药的受试者也按照原来的习惯服药，在运动方式的选择上，选择比较简便易行的运动，如功率自行车、快步走、跑步以及混合模式，这些措施都有助于降低运动风险。

4 小结

已有的研究证实了一次性HIIT和短期的HIIT可以降低T2DM和IGR人群的餐后血糖，较长期的HIIT（12周及以上）不仅可以改善T2DM和IGR人群的糖调节作用，也能降低舒张压、安静心率、BMI、体脂和心肺耐力，这将有益于降低心血管疾病风险。但这些研究的样本量小、干预时间较短，还需要更多的研究进行证明。HIIT的依从性与MICT相似，但安全性还缺乏足够的证据来证实。对于那些被证明可以参与较大到大强度的人群来说，HIIT或许是一项不错的运动方式，但是在运动过程中，应做好相应的防范措施。

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表5 HIIT实验中T2DM和IGR人群的依从性

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2015.10.12

中国健康基金会项目编号（CHPF2014-FITEX）;高等学校博士学科点专项基金编号（20131112110002）

王正珍，Email：zhengzhenwang1005@126.com