有氧运动和抗阻运动对糖调节受损患者空腹血糖及胰岛素抵抗的影响研究

麻晓君，戴 霞*，陆丽荣，罗祖纯，韦 春

·论著·

有氧运动和抗阻运动对糖调节受损患者空腹血糖及胰岛素抵抗的影响研究

麻晓君1，戴 霞1*，陆丽荣2，罗祖纯1，韦 春3

目的探讨有氧运动和抗阻运动对糖调节受损(IGR)患者空腹血糖(FPG)和胰岛素抵抗的干预效果，为有效预防和延缓糖尿病前期进展为糖尿病提供依据。方法于2015年6—8月在桂林市叠彩、南门及秀峰社区卫生服务中心长期管理的居民中筛选IGR患者143例，采用随机数字表法分为对照组(47例)、有氧组(48例)、抗阻组(48例)。对照组每3个月随访1次，但不对其进行行为干预。有氧组进行中等强度的有氧运动，主要为韵律操、有氧健身操等。抗阻组进行中等强度的抗阻运动，采用弹力绳以60%～70%的单次最大负荷完成指定动作，主要选取腰背部及腹部肌群、腿部及臀部肌群、上肢肌群进行训练。有氧组和抗阻组总运动时间均为50 min/次，隔日1次。分别于干预前及干预3、6、12个月时检测FPG、空腹胰岛素(FINS)水平，计算胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)、胰岛素作用指数(IAI)。结果干预结束后，对照组38例、有氧组39例、抗阻组38例完成本研究。时间与运动方式对FPG、FINS、HOMA-IR、IAI的交互作用显著，时间、运动方式对FPG、FINS、HOMA-IR、IAI的主效应显著(P<0.05)。干预3个月时，有氧组、抗阻组FPG低于对照组；干预6个月时，有氧组、抗阻组FPG、FINS、HOMA-IR低于对照组，IAI高于对照组，抗阻组FPG低于有氧组；干预12个月时，有氧组、抗阻组FPG、FINS、HOMA-IR低于对照组，IAI高于对照组(P<0.05)。干预3个月时，有氧组、抗阻组FPG、HOMA-IR低于干预前，IAI高于干预前；干预6个月时，有氧组、抗阻组FPG、FINS、HOMA-IR低于干预前，IAI高于干预前；干预12个月时，有氧组、抗阻组FPG低于干预前，对照组、有氧组、抗阻组FINS、HOMA-IR低于干预前，IAI高于干预前(P<0.05)。结论有氧运动和抗阻运动对IGR患者的FPG、FINS、胰岛素抵抗、胰岛素敏感性均有明显的改善作用，效果相似。

糖尿病前期；有氧运动；抗阻训练；血糖；胰岛素抗药性

糖尿病前期又称糖调节受损(IGR)，是健康和糖尿病的中间状态，其主要特征是胰岛素抵抗和胰岛素分泌功能异常[1]。2007—2008年全国糖尿病流行病学调查结果显示，IGR患病率高达50.1%[2]，是最重要的2型糖尿病高危人群。每年有1.5%～10.0%的IGR患者进展为2型糖尿病，但IGR是可逆的，生活干预可使IGR进展为2型糖尿病的风险下降58%[3-5]。运动是最经济、有效的生活干预手段，一直以来有氧运动被认为是防治糖尿病的最佳运动方式，但近年来发现，抗阻训练也可改善糖尿病患者的血糖水平和胰岛素抵抗[6]。目前已有针对IGR患者的运动干预项目，但持续时间均较短(3～6个月)[7-9]。长期有氧运动和抗阻运动对IGR患者胰岛素抵抗的干预效果比较，尚需进一步明确。本研究对IGR患者进行为期1年的有氧运动和抗阻运动干预，比较两者对IGR患者胰岛素抵抗的干预效果，为糖尿病的预防提供依据。

1 对象与方法

1.1 病例纳入与排除标准 纳入标准：(1)IGR的诊断符合1999年WHO的诊断标准:空腹血糖受损(IFG)为空腹血糖(FPG)6.1～<7.0 mmol/L，且口服葡萄糖耐量试验(OGTT)服糖后2 h血糖(2 hPG)<7.8 mmol/L，糖耐量减低(IGT)为FPG<7.0 mmol/L，且2 hPG为7.8～<11.1 mmol/L[2]；(2)无运动障碍；(3)完成运动前评估，无运动禁忌证；(4)年龄为40～70岁，有静坐少动的生活习惯(单次静坐时间≥90 min，运动少于2次/周，低于15 min/次)；(5)知情同意并自愿参与本研究，签署知情同意书。排除标准：(1)处于感染、应激状态，有各种严重急慢性疾病、肿瘤及其他免疫性疾病；(2)不能按要求配合完成本研究；(3)使用糖皮质激素类药物或使用降糖药物；(4)妊娠期及哺乳期女性。

1.2 研究对象 于2015年6—8月在桂林市叠彩、南门及秀峰社区卫生服务中心长期管理的居民中筛选符合纳入标准的IGR患者143例，采用随机数字表法分为对照组(47例)、有氧组(48例)、抗阻组(48例)。本研究经广西医科大学第一附属医院医学伦理委员会审查并批准实施，研究对象均自愿参与，并签署知情同意书。

1.3 方法

1.3.1 糖尿病教育 由糖尿病专科护士对3组患者分批进行糖尿病教育(各组授课内容一致)，包括糖尿病及IGR的基础知识、营养膳食、血糖监测等内容，以多媒体集体授课为主，40 min/次，共4次，课程结束发放《合理饮食轻松降糖》[10]系列图书，供患者参考学习。

1.3.2 干预前准备 由专业运动康复师采用《体力活动准备问卷(PAR-Q)》对有氧组、抗阻组患者进行运动负荷试验前的安全评估，合格者进行运动负荷试验(功率车GXT，运动时间为20 min)，全面评估心肺储备功能、储备摄氧量、代谢当量，抗阻组测试单次最大负荷，结合上述数据评估患者的运动安全性。参考《美国运动医学会(ACSM)运动测试与运动处方指南(第9版)》[11]及戴霞等[12]研发的糖尿病量化运动处方为患者制定个体化运动方案。干预实施前2周以适应性训练和学习技术动作为主，循序渐进适应运动强度，并根据患者个体情况进行调整，达到要求后，再正式进入干预阶段。

1.3.3 干预方法 (1)对照组：每3个月随访1次，但不对其进行行为干预。(2)有氧组：指导进行中等强度的有氧运动，等同于40%～59%储备摄氧量，运动中测试患者脉率10 s，保持中等强度运动的脉率(170-年龄)。每次有氧运动前热身5 min，训练时间为40 min，主要为韵律操、有氧健身操等，运动后拉伸放松5 min，隔日1次。(3)抗阻组：指导进行中等强度的抗阻运动，采用弹力绳(美国Go Fit)以患者60%～70%的单次最大负荷完成指定动作，主要选取腰背部及腹部肌群、腿部及臀部肌群、上肢肌群进行训练，同一肌群训练2～3组，每组重复10～15次，使用中等速度(向心、离心1～2 s)[13]，组间休息1 min充分拉伸放松，训练时间为40 min。运动前热身及运动后放松各5 min，总运动时间为50 min/次，隔日1次。

1.3.4 质量控制 患者晚餐后休息至少1 h方可运动，避免过饱，运动前需着运动服，19:00～20:00或20：00～21：00任选一个时段到指定的露天运动场集合，由指定护士常规测量血压后，在运动康复师指导下进行相应训练，告知患者如出现身体不适，应及时报告医护人员处理。各组分别设有管理组长，记录出勤情况，未参加训练或训练时间不足50 min者视为缺勤，研究者及时了解缺勤者情况并适当做出调整，对无故缺勤者进行耐心的教育和劝导，每3个月统计考勤状况，对出勤率低于75%者视为脱落，取消随访。使用微信、QQ、电话、短信等方式建立信息联络群，若训练遇特殊情况，如寒潮、雷雨天气等，由管理组长通知改期或转移至各社区卫生服务中心指定的室内运动场继续训练。研究者注意监督患者是否服用影响血糖的药物、出现运动损伤、失访等情况，及时处理。各组的运动方案由运动康复师指导，研究者监督执行，对完成研究者给予适当鼓励。

1.3.5 观察指标和技术路线图 分别于干预前及干预3、6、12个月时，抽取空腹静脉血，采用日立7600全自动生化仪检测FPG(葡萄糖氧化酶法)、空腹胰岛素(FINS)(放射免疫法)水平；采用HOMA稳态模式评估法，计算胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)=FPG(mmol/L)×FINS(mU/L)/22.5，胰岛素作用指数(IAI)=1/〔FPG(mmol/L)×FINS(mU/L)〕。研究技术路线详见图1。

注：IGR=糖调节受损，PAR-Q=体力活动准备问卷，FPG=空腹血糖，FINS=空腹胰岛素，HOMA-IR=胰岛素抵抗指数，IAI=胰岛素作用指数
图1 研究技术路线图
Figure1 Research procedure

2 结果

2.1 基线资料比较 干预结束后，对照组38例(脱落9例，脱落率为19.2%)、有氧组39例(脱落9例，脱落率为18.8%)、抗阻组38例(脱落10例，脱落率为20.8%)完成本研究。各组患者性别、年龄、体质指数(BMI)、文化程度比较,差异均无统计学意义(P>0.05，见表1)。

表1 各组患者一般资料比较Table 1 Comparison of baseline data among three groups

注：BMI=体质指数；a为F值

2.2 各时间观察指标比较 时间与运动方式对FPG、FINS、HOMA-IR、IAI的交互作用显著，时间、运动方式对FPG、FINS、HOMA-IR、IAI的主效应显著(P<0.05)。

干预3个月时，有氧组、抗阻组FPG低于对照组；干预6个月时，有氧组、抗阻组FPG、FINS、HOMA-IR低于对照组，IAI高于对照组，抗阻组FPG低于有氧组；干预12个月时，有氧组、抗阻组FPG、FINS、HOMA-IR低于对照组，IAI高于对照组，差异均有统计学意义(P<0.05)。

干预3个月时，有氧组、抗阻组FPG、HOMA-IR低于干预前，IAI高于干预前，抗阻组FINS低于干预前；干预6个月时，有氧组、抗阻组FPG、FINS、HOMA-IR低于干预前，IAI高于干预前；干预12个月时，有氧组、抗阻组FPG低于干预前，对照组、有氧组、抗阻组FINS、HOMA-IR低于干预前，IAI高于干预前，差异均有统计学意义(P<0.05，见表2)。

3 讨论

3.1 有氧运动和抗阻运动均可降低IGR患者FPG水平 本研究显示，干预6个月时抗阻运动患者FPG水平低于有氧运动患者，但干预12个月时两组FPG水平无差异。说明长期的抗阻运动与有氧运动均具有降低IGR患者FPG水平的作用，其中有氧运动对降低FPG的作用是先快后慢，即前3个月FPG水平下降明显，之后维持在较为平稳的状态，而抗阻运动较有氧运动对降低FPG水平的作用则更早、更快、更低，并可维持较长的时间。但从长远来看，两种运动对降低IGR患者FPG水平的效果相似。罗曦娟等[7]对IGR患者进行为期12周的有氧运动和抗阻运动干预发现，有氧运动组FPG水平下降幅度略大于抗阻运动组，本研究结果与其不同。可能是由于本研究干预时间较长，且以集体形式组织锻炼有关。一直以来，有氧运动以广场舞、太极等集体锻炼的形式被大众广泛接受，而抗阻运动一般以单人使用器械锻炼为主，锻炼过程枯燥，锻炼地点仅限于健身房。DUNSTAN等[14]研究显示，2型糖尿病患者通过在健身房进行抗阻运动使血糖控制得到改善后，继续进行家庭抗阻运动，糖化血红蛋白(HbA1c)并未得到良好控制。因此，本研究将集体运动的形式引入抗阻运动训练，选用弹力绳等轻便、易携带、价格低廉的运动工具，配合音乐节奏和专业人员指导训练，取得了良好效果。长期运动过程中，抗阻运动患者反馈该运动方式趣味性强，有专业人员监督和指导保障了运动期间的安全，在训练期间未发生不良事件，在干预期间观察到良

表2 各组患者各时间观察指标比较Table 2 Comparison of observation indicators among the three groups during the observation period

注：FPG=空腹血糖，FINS=空腹胰岛素，HOMA-IR=胰岛素抵抗指数，IAI=胰岛素作用指数；与同期对照组比较,aP<0.05；与同期有氧组比较，bP<0.05；与同组干预前比较，cP<0.05

好的效果后更加坚定运动的决心，利于长期坚持。本研究将有氧运动和抗阻运动时间定于晚间(晚饭后1～2 h)，可避免运动引起的低血糖发生，同时，运动后肌肉对葡萄糖的摄取可持续数小时，对次日FPG水平的降低更有利。本研究发现，干预3～6个月时IGR患者FPG水平下降幅度较大，之后血糖趋于平稳，并未出现FPG水平持续降低的现象，可能是由于3～6个月的运动使肌肉量增加，对葡萄糖和脂质的利用增加，使血糖降低，而机体为保持血液中血糖水平的正常，也会通过肝糖原分解及糖异生等方式来维持血糖的动态平衡[15-16]，使机体逐渐适应运动带来的改变，最终使血糖的调节功能恢复正常。

3.2 有氧运动和抗阻运动均能改善IGR患者的胰岛素抵抗 本研究显示，有氧运动和抗阻运动对IGR患者FINS、胰岛素抵抗及胰岛素敏感性均有改善作用。近年来相关研究已证实，有氧运动可改善IGR患者血糖、血脂代谢、血压、胰岛素敏感性、胰岛素抵抗等代谢异常状态，调节胰岛β细胞的分泌功能[17-19]。本研究结果显示，长期的抗阻运动也可达到与有氧运动相似的效果。这可能因为对平时有静坐少动的IGR患者进行抗阻运动，使其肌肉承受的负荷大于日常活动负荷，在一定程度下，负荷越大，肌肉所受到的刺激越大，肌肉细微结构受到破坏，为修复锻炼过后损伤的肌肉纤维并适应当前的运动负荷，肌细胞内各种蛋白质被动员起来，而该过程需要大量的糖供能，葡萄糖转运至骨骼肌中的过程是通过葡萄糖转运蛋白完成的，其中分布于肌细胞内的葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)在转运葡萄糖过程中起主导作用。抗阻运动可以增强蛋白激酶B(PKB)的表达，使胰岛素对GLUT4的刺激增强，从而提高GLUT4对葡萄糖的转运能力[20]。有研究发现，肌肉收缩和处于低氧或无氧状态能够促进GLUT4从细胞内转移到细胞膜发挥其载体作用，而抗阻运动过程中，肌肉收缩导致肌肉内部低氧，动员GLUT4移位，从而改善胰岛素抵抗。IGR患者的糖代谢特征是糖调节受损，为抑制血糖升高，胰岛β细胞胰岛素持续处于高分泌状态，当这种代偿作用失衡，糖尿病发生的风险增高[11]。有研究指出，肌肉体积的增加可增加血糖摄取量[21-22]。抗阻运动损伤再修复的过程使肌纤维增粗，肌肉量增大，更多地吸收多余血糖，减轻了胰腺大量分泌胰岛素的负担，使胰岛功能得以修复。因此，本研究观察到抗阻运动干预后，FINS低于干预前，且低于对照组。而有氧运动是通过增强胰岛素活性来提高肌肉对血糖的摄取，并不依赖于肌肉体积和氧容量的改变[23]。

有氧运动和抗阻运动对IGR患者的FPG、FINS、胰岛素抵抗、胰岛素敏感性均有明显的改善作用，均能有效预防和延缓糖尿病前期进展为糖尿病，值得推广。本研究仅限于桂林市，未全面涉及各个年龄段的IGR患者，且缺乏多中心合作，未来将联合多区域、多中心进行大样本的长期研究，以观察有氧运动和抗阻运动干预后的维持情况及远期效果。

作者贡献：麻晓君、戴霞进行文章的构思与设计、论文的修订，负责文章的质量控制及审校，对文章整体负责，监督管理；麻晓君、戴霞、韦春进行研究的实施与可行性分析；麻晓君、陆丽荣、罗祖纯进行数据收集、整理；麻晓君、韦春进行统计学处理；麻晓君进行结果的分析与解释，撰写论文。

本文无利益冲突。

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EffectsofAerobicversusResistanceExerciseonFastingPlasmaGlucoseandInsulinResistanceinPatientswithImpairedGlucoseRegulation

MAXiao-jun1,DAIXia1*,LULi-rong2,LUOZu-chun1,WEIChun3

1.DepartmentofInternalMedicine,theFirstAffiliatedHospitalofGuangxiMedicalUniversity，Nanning530021,China2.DepartmentofNursing,theFirstAffiliatedHospitalofGuangxiUniversityofChineseMedicine，Nanning530021,China3.DepartmentofScienceEducation,GuangxiMedicalUniversityNursingCollege，Nanning530021,China

*Correspondingauthor：DAIXia,Chiefsuperintendentnurse；E-mail：2655947220@qq.com

ObjectiveTo study the effects of aerobic versus resistance exercise on fasting plasma glucose(FPG) and insulin resistance in patients with impaired glucose regulation(IGR) in order to provide an evidence for preventing and delaying the progression of diabetes mellitus.MethodsFrom June to August 2015,143 IGR patients who were managed for a long time by Diecai,Nanmen and Xiufeng Community Health Service Center in Guilin were selected and divided into the control group(n=47),aerobic group(n=48),and resistance group(n=48) based on the random number table.Patients in the control group,aerobic group and resistance group were respectively treated with one follow-up every 3 months without other intervention measures,50-min moderate intensity aerobic exercise(rhythmic exercise,fit aerobics and so on),once every other day,50-min moderate intensity resistance exercise(mainly training lumbar and abdominal muscles,leg and hip muscles,and upper limb muscles via using elastic rope to complete the assigned actions with 60%-70% of one repetition maximum ),once every other day,respectively.The FPG and fasting insulin(FINS) of the participants were measured before intervention,at the end of third,sixth and 12th months of intervention,respectively.The homeostatic model assessment of insulin resistance index(HOMA-IR) and insulin action index(IAI) were calculated.ResultsThirty-eight patients in the control group,39 in the aerobic group and 38 in the resistance group completed the intervention.Intervention duration and mode exerted significant interaction on the FPG,FINS,HOMA-IR and IAI values(P<0.05),and they had obvious main effect on FPG,FINS,HOMA-IR and IAI values(P<0.05).When the third month of intervention ended,FPG values in the aerobic and resistance groups were lower than in the control group(P<0.05);FPG and HOMA-IR values decreased but IAI increased in both the aerobic and resistance groups compared with those before intervention(P<0.05).At the end of the sixth month of intervention,compared with the control group,both aerobic and resistance groups had lower FPG and FINS and HOMA-IR values but higher IAI(P<0.05);the resistance group had lower FPG values than aerobic group(P<0.05);FPG,FINS and HOMA-IR values declined while IAI increased in both the aerobic and resistance groups compared with those before intervention(P<0.05).At the conclusion of the 12th month of intervention,both aerobic and resistance groups had lower FPG and FINS and HOMA-IR values but higher IAI than the control group did(P<0.05);FPG values dropped in both the aerobic and resistance groups(P<0.05);FINS and HOMA-IR values lowered but IAI rose in all groups compared with those before intervention(P<0.05).ConclusionBoth aerobic and resistance exercise produce similar effects on significantly improving the FPG and FINS levels and insulin resistance and sensitivity in patients with IGR.

Prediabetic state；Aerobic exercise;Resistance training;Blood glucose；Insulin resistance

R 587.1

A

10.3969/j.issn.1007-9572.2017.29.002

2016-11-03；

2017-03-24)

(本文编辑：吴立波)

广西医疗卫生适宜技术研究与开发课题项目(S201413-03)；广西研究生教育创新计划项目(YCSZ2015111)

1.530021广西南宁市，广西医科大学第一附属医院内科

2.530021广西南宁市，广西中医药大学第一附属医院护理部

3.530021广西南宁市，广西医科大学护理学院科教科

*通信作者：戴霞，主任护师；E-mail：2655947220@qq.com

麻晓君，戴霞，陆丽荣，等.有氧运动和抗阻运动对糖调节受损患者空腹血糖及胰岛素抵抗的影响研究[J].中国全科医学，2017，20(29)：3584-3589.[www.chinagp.net]

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