糖尿病视网膜病变病人运动干预研究进展

孙海玲，杨巧芳，刘 彦

1.郑州大学护理与健康学院，河南 450001；2.河南省人民医院眼科，河南省立眼科医院；3.河南省人民医院心脏中心，华中阜外医院

糖尿病视网膜病变（diabetic retinopathy,DR）是糖尿病常见微血管并发症之一，是导致工作年龄段人群失明的最常见眼病。我国糖尿病患病率达10.4%，糖尿病前期患病率达16.6%，其中2 型糖尿病居多[1]。我国糖尿病人群37%患有糖尿病视网膜病变[2]，糖尿病视网膜病变人数随着糖尿病发病率上升不断增加，已成为重大公共卫生问题。糖尿病视网膜病变进展至增殖期，导致视力受损甚至失明，且增殖期糖尿病视网膜病变（proliferative diabetic retinopathy，PDR）的发生与肾病、心肌梗死、脑血管意外的风险增加有关[3]。糖尿病视网膜病变早期治疗方案少，当疾病发展至增殖期，治疗效果较差，病情仍持续进展。而生活方式干预在糖尿病综合管理中起重要作用，运动作为生活方式干预的基石，其预防糖尿病视网膜病变发生、发展的积极作用受到越来越多的重视。

1 运动对糖尿病视网膜病变病人的益处

近年来，越来越多的研究开始探索体力活动或运动对糖尿病视网膜病变的影响。体力活动是指骨骼肌消耗能量而产生的身体活动，运动是体力活动的一种形式，具有计划性、结构化和重复性特征，能改善和维持身体健康。久坐行为是指清醒时进行的能量消耗不超过1.5 MTEs 的坐位或卧位等活动[4-5]。糖尿病病人缺乏体力活动和久坐的生活方式是导致糖尿病视网膜病变的显著危险因素，久坐行为与严重糖尿病视网膜病变密切相关[6]。Praidou 等[4]采用国际体力活动水平问卷调查240 例糖尿病视网膜病变病人与80 名健康成年人，结果显示严重非增殖期及增殖期糖尿病视网膜病变病人体力活动水平显著降低，糖尿病视网膜病变病人久坐行为较健康人群显著增加。增加体力活动水平可以减少严重非增殖期和增殖期糖尿病视网膜病变的发生。一项系统综述纳入22 项有关运动与糖尿病视网膜病变的研究，表明运动可降低糖尿病病人糖尿病视网膜病变发生率，尤其是严重影响视力的糖尿病视网膜病变[7]。一项随机对照干预研究证实，包括运动在内的生活方式干预可以降低糖尿病视网膜病变的发生率[8]。可见，体力活动和运动可能影响糖尿病视网膜病变的发生和进展。

2 运动影响糖尿病视网膜病变的机制

2.1 运动通过优化血糖、血压、血脂水平使糖尿病视网膜病变病人获益 一项针对2 005 例2 型糖尿病病人合并糖尿病视网膜病变和糖尿病黄斑水肿（diabetic macular edema,DME）的前瞻性队列研究显示，空腹血糖变异性与增殖期糖尿病视网膜病变和DME 的发生相关，血浆葡萄糖的长期稳定性可以延缓糖尿病视网膜病变和DME 的发生和发展[9]。运动的降糖效果与二甲双胍相似甚至更强，在降低糖化血红蛋白（HbA1c）效果方面与药物治疗同样有效[10]。吴文栩等[11]报告对50 例糖尿病视网膜病变病人进行运动干预3 个月后，病人空腹、餐后2 h 血糖及HbA1c 均下降，且血脂异常得以改善，干预后6 个月空腹血糖降低约2 mmol/L,餐后血糖降低约3 mmol/L。研究表明，病人收缩压每升高10 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），早期糖尿病视网膜病变风险增加10%，增殖期糖尿病视网膜病变或DME 风险增加15%[12]。一项Meta 分析表明，中等强度运动可以有效降低收缩压，与降压药效果近似[13]。目前，脂肪组织被认为是内分泌组织，分泌多种小分子，即脂肪因子，其中瘦素增加、脂联素降低可能导致糖尿病视网膜病变的发生与发展[14]。运动可以改善瘦素抵抗,降低瘦素水平，提高脂联素水平[15]。

2.2 运动对糖尿病视网膜病变其他潜在作用机制 糖尿病视网膜病变病人血液呈高凝状态，视网膜毛细血管闭塞、新生血管、炎症反应等引起眼部血流动力学改变及视网膜缺血缺氧，最终导致视功能损害[16]。尽管眼血流灌注是否恒定存在争议，但多数学者认为运动锻炼可以增加眼部血流量，脉络膜血流量在运动中稳定增加，并可维持较长时间[17]。Hayashi 等[18]利用激光散斑成像法测得运动后视网膜及脉络膜血流量增加。Rueddel 等[19]研究显示，运动可以改善视网膜微循环，快速而持久地扩张视网膜动脉和静脉。研究显示，糖尿病视网膜病变为神经退行性改变，而运动可改善神经退行性改变，减少视网膜神经细胞凋亡，潜在机制包括运动降低视网膜氧化应激、增加脑神经生长因子（BDNF）表达而起到视网膜神经保护作用[20-22]。糖尿病视网膜病变视网膜小胶质细胞被激活释放大量炎症因子，血管内皮生长因子（VEGF）等细胞因子使视网膜血管通透性增加，引起视网膜炎症[23]。研究表明运动可以逆转小胶质细胞过度激活，抑制VEGF 表达，促进凋亡细胞死亡，从而减轻炎症反应，缓解视网膜疾病进展[24-25]。

3 糖尿病视网膜病变病人运动类型

3.1 有氧运动 有氧运动可以增加糖尿病病人胰岛素敏感性及血管顺应性和反应性，改善心肺功能，步行是糖尿病视网膜病变研究中采取最多的有氧运动方式，适用于任何分期的糖尿病视网膜病变病人[4]。

3.2 抗阻运动 抗阻运动促进肌肉对葡萄糖的利用，促进骨骼肌细胞葡萄糖运载体4(GIUT-4)从细胞内转位到细胞膜上，增加骨骼肌细胞对葡萄糖的摄取，减少胰岛素消耗，改善骨骼肌细胞的胰岛素敏感性[26]。抗阻运动可增加肌肉力量和骨密度，改善胰岛素抵抗和体脂，降低1 型糖尿病病人低血糖风险，与有氧耐力训练结合可使血糖控制改善更明显，任何强度的抗阻运动对糖尿病病人的力量、平衡、日常生活能力均有益[27]。提示可结合病人病情将不同强度的抗阻运动作为糖尿病视网膜病变病人运动干预内容。

3.3 高强度间歇运动（HIIT） 杨京辉等[28]总结HIIT是一种以较短运动时长、高低强度交替为特点的有氧运动形式。运动强度范围为最大心率(HRmax，即220-年龄)的70%～100%，单次持续时间30 s 至4 min；间歇期强度范围可分为静止休息或低强度恢复(≤50%HRmax)两种，间歇时间一般与高强度时间相同。HIIT 运动形式新颖，运动时间短，病人依从性好，糖尿病病人采用HIIT 方式的效果可能优于持续有氧运动，可以改善胰岛素抵抗，降低HbA1c，减轻体重[27]。一项针对1 型糖尿病但无糖尿病视网膜病变病人的自行车HIIT 运动干预研究中，每次4～6 组HIIT 动作，每组动作强度达到自觉劳累分级（RPE）≥18 和心率≥95%HRmax，间歇期维持低强度运动1 min，为期4 周，共8 次；利用眼底相干光层析血管成像术(OCTA)对黄斑区和视盘周围视网膜进行分析，未观察到运动前后视网膜血管密度的差异，可能由于HIIT 维持4 周不足以影响视网膜OCTA 中的微血管，但基线分析表明，Hb1Ac 水平与视网膜血管密度成反比，而运动可以实现较低水平的HbA1c，从而对视网膜微血管产生有益的影响[29]。虽然这项研究排除了临床诊断为糖尿病视网膜病变的糖尿病病人，不建议糖尿病视网膜病变病人参加HIIT 运动，但因HIIT 的益处明显，是否可以根据此项运动设计中等强度的间歇锻炼形式仍需进一步研究。

3.4 平衡训练 糖尿病视网膜病变病人出现视功能障碍及激光术后易发生对比敏感度、视敏度下降及立体视觉受损，影响姿势的平衡和稳定性，是跌倒发生的显著影响因素[30]。研究表明，运动中包含平衡训练可改善2 型糖尿病老年人的平衡能力、反应时间、肌肉力量和整体功能状态[31]。瑜伽、太极拳等运动是平衡训练常推荐的内容，考虑到视力下降是跌倒的高危因素，糖尿病视网膜病变病人运动干预中可增加类似的平衡训练内容。

4 糖尿病视网膜病变病人运动方法

4.1 运动时间 美国糖尿病运动治疗指南推荐，糖尿病病人应该每周至少3 d，完成至少150 min 的中等至剧烈强度的有氧运动。我国糖尿病运动指南推荐，糖尿病病人进行中等强度运动，每周至少3 次，每次20 min 以上，2 次有氧运动间隔不超过2 d。Frith 等[32]研究中利用Actigraph 7164 加速度计分析了1 501 例40～85 岁成年视网膜病变病人的体力活动情况，发现＜10 min 的中等或高强度非结构化活动时间每次增加1 min，中度及重度视网膜疾病的发生率减少7%。这种短时间非结构化运动的累积也能增加能量消耗，提高新陈代谢。因此，对因手术、视功能受损严重、合并衰弱等而导致活动能力受限的糖尿病视网膜病变病人，相比结构化运动，10 min 以下短暂活动量的累积可能更合适。

4.2 运动强度 目前，多数研究中运动强度的观察指标包括绝对强度，如完成动作做功量的大小，还有以运动后机体反应表达，如心率、最大耗氧量及自觉劳累程度等。评价糖尿病病人运动治疗的客观指标包括血糖、HbA1c 的改变等。

4.2.1 低强度及中等强度运动 非增殖期视网膜病的糖尿病病人适当锻炼，即不会引起过度高血压反应，不会增加糖尿病视网膜病变进展风险，相比无糖尿病视网膜病变的糖尿病病人无须进行运动限制[33]。低强度及中等强度活动在各研究中应用最多，适用于糖尿病视网膜病变任何分期病人且风险较小。

4.2.2 高强度运动 高强度运动时达到最大耗氧量60%，最大心率70%，高强度剧烈运动会引起视网膜出血或视网膜脱落，一项基于运动的糖尿病病人生活方式干预研究报道，运动相关视网膜出血发生率为10%，相关危险因素有运动强度过大，如举重运动、糖尿病视网膜病变处于增殖期[33]。糖尿病病人是运动高血压反应的高危人群。目前，大多数研究采用弗雷明汉心脏研究（the Framingham heart study）标准，将运动高血压反应定义为最大运动量时收缩压≥210 mmHg(男性)或≥190 mmHg(女性)[34]。2 型糖尿病病人发生运动高血压反应，可能会加速糖尿病视网膜病变的进展，且增加心血管意外风险，高强度剧烈运动可能会促进运动高血压的发生。国内外指南均建议，增殖期糖尿病视网膜病变病人避免剧烈运动，中等强度有氧、抗阻运动及耐力训练联合饮食调整的生活方式干预可减缓糖尿病病人运动高血压反应的发生[34]。

5 糖尿病视网膜病变病人运动风险

糖尿病病人易发生心脑血管意外，糖尿病视网膜病变是糖尿病病人外周血管及心血管疾病的重要预测因素[35]。Zhen 等[36]利用超声心动图对134 例2 型糖尿病（含43 例糖尿病视网膜病变病人）且无潜在冠状动脉疾病病人进行研究，表明糖尿病视网膜病变病人心脏充盈压升高，心肌舒张和收缩功能减退，运动状态下心肌反应能力受损，运动能力下降，可能更易发生意外事件。35 岁以上合并重度非增殖期及增殖期糖尿病视网膜病变的糖尿病病人心血管意外发生风险增加10%[37]。Riddell 等[33]对47 项针对糖尿病或糖尿病前期病人进行的发生过运动不良反应的研究进行分析，提示糖尿病视网膜病变进展后期，运动中血压升高、震颤可能会诱发视网膜出血。建议严重非增殖期或增殖期视网膜病变病人开始高强度运动前应进行临床评估，应避免剧烈活动（有氧或抗阻力），避免血压升高；糖尿病视网膜病变存在牵引性视网膜脱离或玻璃体出血风险时，应暂停运动。糖尿病视网膜病变合并心血管疾病病人有久坐习惯者在开始中等强度锻炼计划前或增加运动水平前应通过心电图和血压监测进行分级运动测试，或进行心肺运动试验以确定安全运动水平。评估指标包括最大摄氧量、无氧阈、代谢当量、最大心率、心功能水平等，还可进行体力活动准备问卷评估。糖尿病视网膜病变运动风险还包括代谢控制恶化（低血糖或高血糖）、自主神经病变相关低血压、糖尿病并发症加重、肌肉骨骼损伤等[33]。因此，为糖尿病视网膜病变病人提供运动方案时应充分考虑病人个人特征，如年龄、性别、病情、药物、合并症及其他糖尿病相关并发症。

6 糖尿病视网膜病变病人运动现状及其影响因素

美国的一项调查显示，尽管知晓运动的重要性，但仅1/3 的成年糖尿病病人能达到建议的运动水平[38]。国内学者对糖尿病视网膜病变病人运动行为调查结果显示，糖尿病视网膜病变病人运动时间、强度不足，方式不恰当，运动意识差，知识掌握不足，且存在安全问题[39]。一项针对199 例糖尿病视网膜病变病人的研究中仅35%的人运动时间可以达到每周4 h[40]。黄明可等[41]研究发现，发生玻璃体积血的增殖期糖尿病视网膜病变病人体力活动处于低水平。方敏等[42]研究显示，糖尿病视网膜病变病人与无糖尿病视网膜病变的糖尿病病人相比，饮食、运动等自我管理行为能力差。可见，糖尿病视网膜病变病人运动行为现状不容乐观。

裴丽等[43]研究表明，糖尿病病人体力活动的影响因素包括运动自我效能及抑郁，步行环境和社会支持通过自我效能间接影响体力活动。糖尿病视网膜病变病人视功能受损、低视力会影响定向、行走及日常活动，从而影响运动的实施[44]。徐芳等[45]调查显示，糖尿病视网膜病变病人疾病感知消极，对疾病预后悲观，不利于病人正确应对疾病。与不伴糖尿病视网膜病变的糖尿病病人相比，糖尿病视网膜病变病人负面疾病体验更多，对疾病态度更消极，更容易罹患焦虑和抑郁。视力障碍严重时病人易出现恐惧、焦虑、不安全感，影响病人社会功能，体力活动也受到影响[46]。提示负性心理情感因素对糖尿病视网膜病变病人运动依从性有影响，未来可进行更多疾病感知与运动的相关性研究。胡延秋等[47]研究表明，糖尿病视网膜病变进展至增殖期玻璃体积血等严重并发症需手术治疗，术后再出血发生率高，不恰当的活动是危险因素之一。提示病人可能因惧怕风险而降低体力活动水平。

7 小结

基于理论的体力活动研究可以反映体力活动意向和实际行为的影响因素。有学者利用理论模型，如社会生态理论、社会认知理论及行为学理论等进行分析，设计运动干预措施，已广泛应用于糖尿病病人的运动研究中[48]。自我效能增强即运动能力的信心增强，被广泛认为能增加运动水平。行为改变理论及模型，如知信行理论、计划行为理论、跨理论模型已在体力活动干预研究中有较多应用，且被证明能够有效促进体力活动[49]。今后可在糖尿病视网膜病变病人运动中推广，探讨糖尿病视网膜病变病人运动处方内容及提高病人运动依从性的方法，发挥运动的治疗效果。