不同运动方式改善肥胖/超重青少年胰岛素抵抗效果的meta分析

2021-11-22黄正渠刘景新

体育研究与教育 2021年5期

黄正渠，朱琳，刘景新

儿童和青少年肥胖是20世纪以来的主要公共卫生问题之一［1］。肥胖会产生高血压、血脂异常和IR等心血管危险因素，特别是青少年IR与成年期肥胖、代谢综合征和2型糖尿病患病率密切相关［2］。

儿童和青少年时期，久坐不动的生活方式是导致肥胖和超重以及IR的主要因素之一。肥胖导致了一系列生理变化，如促炎细胞因子和FFAs的增加，降低了组织对胰岛素的敏感性，增加了维持血糖稳态所需的胰岛素分泌［3］。这种代偿机制在一开始有效，但即使血糖水平正常，空腹胰岛素水平的增加已经表明IR的症状。若不进行有效的治疗干预，会导致胰腺胰岛素分泌衰竭，FBG增加，进而导致2型糖尿病［4］。

运动干预具有改善IR的作用［5］，通过运动增强的骨骼肌也作为内分泌器官分泌抗炎物质。Meta分析结果显示:运动可以改善肥胖儿童和青少年的胰岛素水平［5］和胰岛素抵抗稳态模型评估指数(HOMA－IR)［1］。虽然已有不少随机对照试验研究运动干预对胰岛素水平和IR的疗效，但由于检测技术、样本量不一致的原因，加上研究目标和使用的结局评价指标不同，因此研究的结果未达成一致。何种类型的运动干预方案能够改善肥胖青少年的IR尚无定论。因此，笔者采用Meta分析，总结不同运动方案对胰岛素水平和IR的改善效果，旨在为运动处方的制定提供循证医学证据。

1 研究方法

1.1 文献检索

严格按照PICOS(P:受试者;I:干预方式;C:对照措施;O:结局指标;S:实验类型)原则，在中国知网、pubmed、Embase、web of science、Cochrane library数据库进行文献检索。检索词见表1。

1.2 纳入与排除标准

纳入标准:发表时间为1995年1月至2019年12月的文献;实验方法为随机对照试验(RCT);受试者为6～18岁肥胖/超重青少年;干预周期≥4周;结局指标:(1)血胰岛素水平，(2)HOMA－IR。

排除标准:(1)实验对象为动物;(2)结局指标不含血胰岛素水平和HOMA－IR;(3)无持续地进行运动干预;(4)实验类型为随机对照试验(RCT)以外的实验类型，如观察性研究、横断面研究、队列研究等研究类型。

表1 中英文检索词表

1.3 信息提取

对满足纳入条件的文献进行去重和信息提取。这些信息包括:(1)标题;(2)第一作者姓名;(3)发表年份;(4)发表国家;(5)受试者特征，包括年龄、肥胖程度、样本量;(6)运动干预方式、强度，每次持续时间，干预周期;(7)结局指标。对结局指标不符合预定要求的文献则予以剔除。

1.4 统计学分析

使用Review Manage 5.3制作Meta分析的文献筛选图、Cochrane偏倚风险评估示意图，并进行统计学处理。实验数据为连续型变量，采用加权平均差 (weighted mean difference，WMD)、标准化平均数差(Standard Mean Difference，SMD)和95% 置信区间(95%CI)合并效应量。当 P＜0.05时，实验组和对照组之间存在显著性差异，证明Meta分析的结果有统计学意义;异质性检验(Homogeneity test)采用Q检验和I2检验，检验水准为a=0.1)，评价标准是 I2＜25%为不存在异质性、25≤I2＜50%为低度异质性、50%≤I2＜75%为中度异质性和75%≤I2为高度异质性。

2 结果

2.1 文献检索结果

从各数据库中搜索获得共482篇文献。导入endnote文献管理软件，完成阅读题目和摘要后，剔除重复性研究389篇，剩余93篇。初次筛选通过阅读题目和摘要，排除不相关研究45篇，剩余48篇;最后再进行全文阅读，排除不符合纳入标准文献后，纳入文献20篇(见图1)。

图1 文献筛选流程表

2.2 纳入文献的基本特征

Meta分析纳入的20篇文献特征总结如表2所示。共593人纳入本次Meta分析，其中干预组308人、对照组285人。有2篇采用了高强度有氧运动干预;4篇采用了低强度有氧运动干预;3篇采用了混合运动(有氧运动+抗阻运动)的干预。

2.3 偏倚风险评估

偏倚风险评估标准包括序列产生;分配隐藏;对受试者、研究人员与结局评价者施盲;不完全结局数据;选择性结局报告以及其他偏倚。使用Cochrane偏倚风险评估工具对以上文献进行质量评价(见图2)，并将纳入文献分为3个等级:高质量(5分以上)、中等质量(3～4分)、低质量(2分以下)。

2.4 Meta分析结果

笔者对胰岛素水平及HOMA－IR两个指标进行了分析。由于胰岛素水平和HOMA－IR两个指标都存在高度异质性，故采用随机效应模型。笔者对18篇文献进行了运动胰岛素水平的干预效果评估，对11篇文献进行了运动对HOMA－IR指数的干预效果评估。图3为实验组和对照组胰岛素水平效应量数据合并Meta分析。胰岛素水平过高是代谢性疾病的危险因素。本研究的结果研究表明运动能显著降低胰岛素水平，与对照组相比具有统计学意义(WMD= －2.25、95%CI= －2.54 ～－1.95、P ＜0.000 01)(见图 3);图 4 为实验组和对照组HOMA－IR水平效应量数据合并 Meta分析。结果表明运动能显著降低HOMA－IR指数，与对照组相比具有统计学意义(WMD=－0.73、95%CI=－0.83 ～－0.63、P ＜0.000 01)。

表2 纳入文献基本特征表

图2 Cochrane纳入风险评估图

图3 运动对肥胖青少年儿童胰岛素水平的影响

图4 运动对肥胖青少年儿童HOMA－IR的影响

2.5 敏感性分析

为探究异质性来源，经使用敏感性分析逐个剔除纳入的研究以评估每一个研究对胰岛素水平及HOMA－IR效应量的影响。发现各个研究的异质性差异很小，说明Meta分析的结果较为稳定。

2.6 亚组分析

为探讨各种不同的运动方式对肥胖青少年儿童胰岛素水平和HOMA－IR的影响，将纳入的研究以运动种类、运动时间和运动次数为分组依据进行亚组分析。图5及图6结果显示:高强度间歇运动干预及混合运动干预皆显著降低了肥胖/超重青少年的胰岛素水平以及HOMA－IR指数，有氧运动干预有降低胰岛素水平的趋势，但差异没有统计学意义。

图5 不同运动种类对肥胖/超重青少年胰岛素的影响

3 讨论

IR在二型糖尿病中起着重要的病理生理作用，同时也是心血管疾病发生的危险因素［26］。大量研究表明，运动干预可以有效降低肥胖青少年儿童的胰岛素水平及HOMA－IR指数，从而有效地预防甚至逆转肥胖青少年儿童的代谢疾病。笔者通过Meta分析，从循证医学的角度探讨运动干预对肥胖青少年儿童的代谢疾病的改善作用，并探讨了不同的运动方案对肥胖/超重青少年胰岛素水平及HOMA－IR指数的影响。

图6 不同运动种类对肥胖/超重青少年HOMA－IR指数的影响

Shih等［27］的研究表明，肥胖/超重青少年的胰岛素水平与2型糖尿病风险密切相关。若能保持规律的运动，可有效降低罹患2型糖尿病的风险。其生理机制可能表现在通过“类胰岛素效应”促进葡萄糖跨膜转运，实现血糖从循环向靶细胞的转移机制涉及细胞胰岛素信号转导通路的激活，最终导致葡萄糖转运体向细胞膜运动，运载葡萄糖的效率提高，并伴随着胰岛素敏感性的增加。除此之外，运动能增加线粒体的数量和大小。这可能是通过干预改善胰岛素敏感性的原因。本研究不仅证明了运动干预有效地降低了肥胖青少年儿童的胰岛素水平(WMD= －2.25、95%CI= －2.54 ～－1.95、P ＜0.000 01)，还深入探讨了不同运动方案对肥胖/超重青少年胰岛素水平的改善效果。

有规律的锻炼可以改善血糖控制和增强胰岛素敏感性，IR使胰岛素代谢作用的反应性降低。这些代谢作用包括胰岛素刺激的葡萄糖处理和抑制肝脏葡萄糖输出等。动态测量胰岛素敏感性可模拟受刺激的胰岛素作用，反映外周胰岛素介导的葡萄糖摄取。HOMA－IR是评估IR的有效指标。本研究证明了运动干预有效地降低了肥胖/超重青少年的 HOMA－IR 指数(WMD= －0.73、95%CI=－0.83 ～－0.63、P ＜0.000 01)。在不同运动方式中，混合运动干预对肥胖/超重青少年的HOMA－IR指数改善效果最为显著(WMD=－1.06、95%CI:－1.26 ～－0.87、P ＜0.000 01)。

从运动——剂量的角度看，运动强度与干预时间产生的运动剂量是使肥胖/超重青少年HOMAIR降低的关键。本研究结果也表明肥胖/超重青少年的HOMA－IR指数降低与高强度的运动可能存在较强的相关关系。值得参考的是，de Lira等［18］通过比较两种不同强度的运动方案发现:相较于低强度运动，高强度的运动更能促进肥胖/超重青少年HOMA－IR指数的降低。

笔者虽未阐明运动对胰岛素敏感性改善的内在机制，但为运动改善肥胖青少年儿童的代谢疾病提供了证据。这些证据表明，只要有适当的训练周期、时间和监测，体育活动本身就可以有效地干预青少年罹患代谢性疾病风险的增加。

本文研究的局限性:第一，由于纳入Meta分析的各种形式的运动方案(高/低次数、长/短时间运动方案)研究数量未达到足够多的数目，分析各种运动对肥胖青少年胰岛素水平和HOMA－IR指数的改善效果不理想。第二，运动干预的项目差异过大，运动强度的衡量标准各异。运动项目具体有跑步、自行车、球类运动、抗阻运动等。第三，血糖和胰岛素的检测技术方法不同，涉及酶法、化学发光法和放射免疫法，血糖和胰岛素值的比较研究存在技术局限性;第四，研究对象的种族差异大。第五，未发表的“灰色文献”无法有效获得。