空腹血糖受损中年男性心肺耐力与体成分、代谢指标的相关性研究*

郑彦 邹春燕 伍丽娟 倪许玲 胡巧玲 刘用诚 尹莲花

糖尿病前期是介于正常人和糖尿病的中间状态，是糖尿病患者的主要“后备军”，每年有5%～10%的糖尿病前期患者进展为糖尿病。根据2020年最新发布的《中国成人糖尿病前期干预的专家共识》，2007-2008年中国的糖尿病前期患病率即达到15.8%（WHO标准），患病人数达到1.48亿人，其中空腹血糖受损（impaired fasting glucose，IFG）的患病率为3.2%[1]。早在2016年美国心脏协会（AHA）发布的一项科学声明即指出，心肺耐力与糖尿病前期、2型糖尿病的发病风险呈负相关关系，改善心肺耐力有利于降低糖代谢异常风险。心肺耐力（cardio respiratory fitness，CRF），又称心肺适能，是指在一定负荷的身体活动中，人体摄取、运输和利用氧做功的能力，被列为评价人体生命状态的“第五大生命体征”[2]。糖尿病前期人群是否普遍存在心肺耐力下降的情况，是本研究探讨的重要问题之一。国外研究指出，增加肌肉量和肌力有利于降低糖尿病发病风险，且糖尿病的发病与瘦体重（即去脂体重）密切相关，建议将增加肌肉量或肌力作为糖尿病预防的干预目标[3]。然而，目前国内外文献报道涉及糖尿病前期人群肌肉量、瘦体重等人体成分变化及其与心肺耐力相关性的探讨尚不多见。本研究旨在观察空腹血糖受损（IFG）中年男性的人体成分变化和糖脂代谢特点，同时探讨心肺耐力与体成分、代谢指标的相关性，从而为制定和优化糖尿病前期的干预措施、预防2型糖尿病提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2019年10月-2020年10月于福建中医药大学附属第二人民医院健康管理中心进行健康体检的64例空腹血糖受损（IFG）男性患者作为病例组，另选取同期体检的64例健康男性作为对照组，对两组受试者的临床资料进行回顾性分析。（1）纳入标准：①病例组符合文献[1]WHO 1999年糖尿病分类诊断标准中糖尿病前期IFG的诊断标准，对照组空腹血糖正常且无糖尿病病史；②年龄40～59岁的中年男性；③BMI、血压、血脂、血糖、血尿酸、身体成分、心肺运动试验等体检数据完整、无缺漏。（2）排除标准：①合并严重的心、肺、肝、肾等原发性疾病；②体检前1个月曾服用降血压、降血脂、降血糖、降尿酸等药物。两组年龄、身高比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；病例组的体重、空腹血糖、收缩压和舒张压均显著高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.01），见表1。

表1 两组一般资料比较（±s）

表1 两组一般资料比较（±s）

收缩压 舒张压对照组（n=64） 49.50±5.70 169.72±4.83 67.51±7.31 5.27±0.37 121.50±10.48 82.78±6.89病例组（n=64） 51.31±5.16 168.66±5.16 72.57±9.52 6.44±0.22 129.84±14.11 86.81±8.85 t值 -1.885 1.202 -3.377 -21.617 -3.798 -2.874 P值 0.062 0.232 0.001 ＜0.001 ＜0.001 0.005组别 年龄（岁）身高（cm）体重（kg）空腹血糖（mmol/L）血压（mmHg）

1.2 方法

所有受试者的体成分指标采用TANITA百利达人体脂肪测量仪（TBF-418B）通过生物电阻抗分析法（BIA法）进行检测，具体检测指标包括：体质量指数（BMI）、体脂肪率、去脂体重、肌肉量、脂肪量、推定骨量、身体水分、蛋白质和基础代谢。代谢指标包括总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、空腹血糖（FBG）和血尿酸（UA），均采用美国雅培有限公司的全自动生化分析仪（C16000）进行检测，所有检测试剂盒均购自北京利德曼生化股份有限公司，并由福建中医药大学附属第二人民医院健康管理中心（治未病）检验科完成检测。心肺耐力相关指标采用德国耶格公司的运动心肺功能测试仪（JAEGER Master Screen CPX），通过直接测试法：运动平板试验（改良Bruce方案，见表2）进行检测，具体检测指标包括：最大摄氧量（VO2max）、心脏功能能力（F.C.）、静息心率（HRrest）等。

表2 改良Bruce跑台方案负荷标准

1.3 统计学处理

采用SPSS 23.0统计学软件进行数据处理与分析，计量资料以（±s）表示，组间比较采用t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。采用Pearson相关分析法探讨最大摄氧量（VO2max）与体成分指标、代谢指标的相关性。

2 结果

2.1 两组体成分指标比较

病例组的BMI、体脂肪率、去脂体重、脂肪量均显著高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.01），见表3。

表3 两组体成分指标比较（±s）

表3 两组体成分指标比较（±s）

组别 BMI（kg/m2） 体脂肪率（%） 去脂体重（kg） 脂肪量（kg）对照组（n=64） 22.93±2.32 19.38±4.34 52.72±4.26 12.94±3.89病例组（n=64） 25.19±2.78 22.47±4.29 55.49±4.98 16.53±5.14 t值 -4.992 -4.060 -3.379 -4.457 P 值 ＜0.001 ＜0.001 0.001 ＜0.001

2.2 两组代谢指标比较

病例组的总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇、血尿酸水平均显著高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.01），见表4。

表4 两组代谢指标比较（±s）

表4 两组代谢指标比较（±s）

组别 总胆固醇（mmol/L）甘油三酯（mmol/L）低密度脂蛋白胆固醇（mmol/L）高密度脂蛋白胆固醇（mmol/L）血尿酸（μmol/L）对照组（n=64） 4.92±0.65 1.26±0.49 3.04±0.63 1.26±0.29 363.02±61.31病例组（n=64） 5.43±0.91 1.79±1.31 3.40±0.85 1.27±0.25 399.31±83.04 t值 -3.708 -3.021 -2.662 -0.069 -2.813 P值 ＜0.001 0.003 0.009 0.945 0.006

2.3 两组心肺耐力指标比较

病例组的最大摄氧量和心脏功能能力均显著低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.01），见表5。

表5 两组心肺耐力指标比较（±s）

表5 两组心肺耐力指标比较（±s）

静息心率（次/min）组别 最大摄氧量[ml/（kg·min）]心脏功能能力（METs）对照组（n=64） 39.83±5.82 11.38±1.66 73.75±8.37病例组（n=64） 36.93±5.24 10.55±1.50 75.77±10.25 t值 2.969 2.968 -1.218 P值 0.004 0.004 0.225

2.4 最大摄氧量与体成分指标相关性

相关性分析发现，病例组的最大摄氧量与BMI、体脂肪率、脂肪量均呈显著负相关关系（P＜0.05），对照组的最大摄氧量与BMI、体脂肪率、去脂体重、脂肪量均呈显著负相关关系（P＜0.05），见表6。

表6 最大摄氧量与体成分指标相关性

2.5 最大摄氧量与代谢指标相关性

相关性分析发现，病例组的最大摄氧量与甘油三酯、血尿酸水平均呈显著负相关关系（P＜0.05），见表7。

表7 最大摄氧量与代谢指标相关性

3 讨论

糖尿病前期的出现是一个重要的分水岭，被认为是未来糖尿病、心血管疾病、痴呆等疾病患病的高危因素。现有研究证据表明，早期、及时、有效的干预可显著降低糖尿病前期进展为糖尿病及心血管疾病的风险[1]。大量研究证实，心肺耐力是糖尿病、心血管疾病（冠心病等）、代谢综合征强有力的独立预测因子，可以考虑将提升心肺耐力作为糖尿病前期人群的干预目标[2，4-6]。

最大摄氧量是目前国际公认的评价心肺耐力水平的金标准。心脏功能能力（functional capacity，FC）则是直接反映心脏功能好坏的重要指标，是指人体在尽力活动时所能达到的最大代谢当量（metabolic equivalent of energy，MET），或在有氧范围内，人体所能完成的最大强度活动的代谢当量，在评价心脏功能方面更直观、更具可比性。静息心率是在清醒、不活动的安静状态下，心脏每分钟跳动的次数，被认为与心血管事件的发生率呈线性正相关关系[7]。以上三者都是反映心肺耐力强弱的重要指标。本研究结果显示，IFG中年男性的最大摄氧量和心脏功能能力均显著低于同龄健康男性，差异有统计学意义（P＜0.01）；静息心率略高于同龄健康男性，但差异无统计学意义（P＞0.05）。根据本研究结果，IFG中年男性即可表现出不同程度的心肺耐力下降，以最大摄氧量和心脏功能能力下降为主，提示基础心肺耐力的强弱与患者糖代谢异常的进展可能存在相关性，与前人研究结果相符[8]。

印度北部哈里亚纳的一项纳入100例糖尿病前期患者与100例年龄、性别相匹配的血糖正常人群的病例对照研究结果显示，糖尿病前期患者的体脂肪率 [（29.37±5.65）% vs（25.46±5.27）%]和内脏脂肪百分比 [（11.21±1.92）% vs（7.27±2.82）%]显著高于血糖正常人群，而骨骼肌百分比 [（27.21±4.32）% vs （31.19±4.63）%]和握力 [（29.61±6.38）kg vs（33.75±6.8）kg]则显著低于血糖正常人群，且糖尿病前期的发病率与体脂肪率呈正相关关系（r=0.338 5），与骨骼肌百分比（r=-0.407 2）和握力（r=-0.301 0）呈负相关关系[9]。研究人员认为，糖尿病前期患者的身体成分和握力已经发生显著改变，建议将改善身体成分和提升握力纳入糖尿病前期的干预目标。本研究亦发现，IFG中年男性（病例组）的体重、BMI、体脂肪率、脂肪量均显著高于同龄健康男性（对照组），差异有统计学意义（P＜0.01），提示IFG中年男性的BMI和身体脂肪比例已经发生变化，主要表现为脂肪量和体脂肪率的增加。

赵娅等[10]研究显示，糖尿病前期患者通常合并有不同程度的脂代谢异常，且以高甘油三酯血症为主；在糖尿病前期进展为糖尿病的过程中，甘油三酯可能起到重要作用。本研究结果显示，病例组的总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇、血尿酸和收缩压、舒张压水平均显著高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.01），与前述研究结果一致，提示IFG人群通常合并高脂血症，糖代谢异常与脂代谢紊乱相互作用、相互影响，最终可进一步发展为代谢综合征。国内部分研究显示，糖尿病前期患者的血尿酸水平升高，考虑与胰岛功能异常有关；血尿酸水平越高，胰岛素敏感性越低[11-12]，与本研究结果相符，提示血尿酸水平的高低可能在一定程度上反映IFG患者的胰岛功能受损程度及糖代谢异常程度。

本研究还通过相关性分析发现，病例组和对照组的最大摄氧量均与BMI、体脂肪率、脂肪量呈显著负相关关系（P＜0.01），病例组的最大摄氧量亦与甘油三酯、血尿酸水平呈显著负相关关系（P＜0.05），提示控制体重、降低体脂肪率对于改善中年男性的心肺耐力有益，IFG中年男性可以通过提升心肺耐力降低血脂和血尿酸水平，从而改善机体代谢，预防和延缓代谢性疾病的发生和发展。

糖尿病前期中年男性即可表现出不同程度的心肺耐力下降，主要体现于最大摄氧量和心脏功能能力的下降，这可能增加其进展为糖尿病的风险。此外，该类人群还可见BMI、脂肪量增加、体脂肪率上升等身体成分变化，血压、血脂、血尿酸水平亦较同龄健康男性显著增高，血糖、血脂、血尿酸代谢均呈现出不同程度的紊乱，如不能及时干预，病情可能快速进展。相关性分析显示，中年男性可通过控制体重、降低体脂肪率改善心肺耐力，而心肺耐力的提升对于下调IFG中年男性的血尿酸和甘油三酯水平具有一定作用，从而在一定程度上预防和延缓代谢性疾病的发生和发展。

综上所述，应鼓励和提倡中年男性多途径提升心肺耐力，如坚持每周不低于150 min的中等强度运动，以有氧运动为主，同时辅以抗阻训练以增加肌肉量；日常生活中改变久坐的不良习惯，增加步行、爬楼等日常体力活动；定期监测血压、血糖、血脂、血尿酸水平，并合理控制体重。关于IFG人群提升心肺耐力、降低糖代谢风险的最适运动处方，仍有待后续研究进一步阐明。