糖尿病患者的运动干预研究——以2 型糖尿病为例

韦国继 陈 然

（广西体育科学研究所，广西 南宁 530031）

糖尿病是一种常见的内分泌系统代谢疾病，病因是由于多种不同因素如遗传、自身免疫、病毒感染、氧化应激等，使胰岛β细胞功能受损，导致糖尿病人体内分泌胰岛素绝对或者相对缺少，并削弱其作用，引起机体内环境发生一系列的代谢紊乱，表现为蛋白质、脂肪、糖、电解质和水等物质代谢过程中的动态平衡被破坏[1]。本研究以“2 型糖尿病”“运动干预”“有氧运动”“抗阻运动”“有氧联合抗阻运动”等为检索词，在CNKI 和PubMed 数据库中检索2 型糖尿病病人运动干预和治疗的文献，搜集到相关文献后，排除重复、类似及质量差的部分，对纳入的文献进行分析，目的是梳理总结不同运动干预方式对2 型糖尿病病人相关指标的作用，为糖尿病人制定特异性运动处方提供理论依据，更好地促进运动疗法在糖尿病预防和慢病管理方面的应用。

1 糖尿病的分型

我国当前的糖尿病分型是以国际糖尿病联盟和世界卫生组织在1999 年联合发布的分类方式为标准，根据病因学的结果，用这个分型方法把糖尿病分为了1 型(T1DM)、2 型(T2DM)、特殊类型和妊娠期糖尿病四大类[2]。在这四种类型中，属2 型糖尿病患病人数最多，占比超过90%[3]，且多发于老年人，但值得注意的是，近年来T2DM 患病人群越来越呈年轻化趋势。

糖尿病的重要临床表现“吃得多、喝得多、尿的多以及体重减小”，简称为“三多一少”，然而事实是绝大多数人患糖尿病后三多症状并不明显，因此很难确诊，也不知道是因为什么发病，随着病情的持续发展，相关临床症状才会在受累脏器上慢慢得以显现[4]。T1DM 在刚发病时即有典型的临床症状，而T2DM、妊娠型及特殊类型糖尿病此时表现并不明显。T1DM 多发于青少年人群，发病一般较急促，典型症状有易口渴、易饥饿、多尿、乏力、生长缓慢等，就诊检查发现高血糖。多数T2DM 在最初数年间不会出现明显病症，一些危险前兆包括多食、疲劳、口渴、多尿、体重下降、视线模糊、视力下降、皮肤瘙痒等[5]，常因常规体检或检查其他疾病时被发现患有糖尿病，但多数病人甚至直到发生较严重的并发症后就诊，才发现自己患病[6]。T1DM 更容易引发酮症酸中毒(DKA)，而T2DM 患上心脑血管疾病的机率比T1DM要高出很多。

糖尿病出现严重并发症时，糖尿病患者随时承受着致命风险，包括有由于胰岛素活性重度缺乏及升糖激素不适当性的升高，致使血糖过高，而引起糖、脂肪与蛋白质代谢紊乱，从而引发机体内水、电解质和酸碱平衡失调而导致的糖尿病急性并发症，例如酮症酸中毒（DKA）现象、高血糖高渗综合征（HHS）、乳酸性酸中毒等情况。糖尿病是一种终身疾患，现阶段不能够被完全治愈，如果不加以科学有效的治疗和控制，很可能导致严重的后遗症。如糖尿病足引发足部溃烂，有的最终甚至需要截肢；视网膜病变导致的视力下降或失明；慢性糖尿病肾病导致的肾脏结构和功能障碍甚至肾衰；糖尿病神经病变，包括中枢和周围功能障碍，可导致全身多处疼痛、麻木、感觉异常、肌无力或肌萎缩等，并累及心血管、呼吸、消化、生殖和泌尿的等系统，出现各种不同功能的异常甚至衰竭等，严重损害着人们的健康水平，影响着他们的生活质量，更有甚者危及生命[7]。

2 糖尿病的流行病学

据统计，2021 年全球共有糖尿病患者5.29 亿（95%UI,5.00-5.64），全球糖尿病年龄标准化患病率为6.1%（5.8-6.5）。其中，患病人群以老年人为主的2 型糖尿病在全球糖尿病总病例中占比高达96.0%（95.1-98.6）。预计到2050 年，全世界糖尿病患者人数将突破13.1 亿人（12.2-13.9）[8]。

从建国初期到二十世纪五六十年代，我国曾经是大众眼中糖尿病患病率最低的国家。然而随着时间的推移，由于我国城市化、老龄化的迅速发展，人们生活方式的不科学和不规律，超重与肥胖率的上升等因素影响，近40 年来，我国糖尿病患病人数急剧升高，成为全球糖尿病患病率上升幅度最大的国家之一[9]，目前中国糖尿病患者总人数已位居全球第一，其次是印度、美国。1980 年，一项涉及我国内地14个省市的30W 人的流行病学调查表明，糖尿病患病率仅为0.67%[10]。1996 年严格按照WHO 的诊断标准，针对全国11个省市4.2 万人开展了随机抽样调查，得到糖尿病患病率为3.21%，这个数字已经是1980 年时的4.79 倍了[11]。到了2007至2008 年，在中华医学会糖尿病学分会（CDS）组织下的一项调查,估算出我国年龄大于等于20 岁的人群中糖尿病患病率为9.7%，成人糖尿病超过9240万人，其中城市约有4930万，农村约4310 万[12]。中国疾病预防控制中心在2013 年发布了我国慢性病及其相关危险因素监测报告，其中明确指出,18 岁及以上成年人糖尿病患病率已达10.4%[7]。糖尿病在我国的流行有着显著的地域特征，分析各地区患病率分布情况发现，西北地区糖尿病粗患病率为7.90%，华北地区为2.62%，华东地区为6.36%，华中地区为7.01%，华南地区为3.64%，西南地区为4.57%[13]。总体来说，西北地区最高，从北往南患病率逐渐降低，除西北地区外，中部地区普遍高于其他地区。王克安[11]调查结果显示，经济发达的地区高于普通省市和落后地区，北京明显高于宁夏、甘肃。

3 糖尿病的发病机制

关于糖尿病为何发生、如何发生的理论至今说法不一，但根据目前掌握的信息，不同类型糖尿病的发病机制各不相同。1 型糖尿病的特征是胰岛素分泌绝对或相对不足，T1DM的发病受遗传、自身免疫系统、病毒感染等多重因素影响，在遗传与环境（即病毒感染）的共同作用下，激发自体免疫反应，免疫系统反常地攻击体内生产胰岛素的B 细胞，最终导致其损伤与凋亡，从而不再生成胰岛素。此外，氧化应激诱导产生的自由基造成B 细胞损伤，在近年来也愈加被认为是糖尿病发病的因素之一[14]。2 型糖尿病是由于胰岛素抵抗,即胰岛素调控葡萄糖代谢能力减弱,并伴随有胰岛B 细胞功能缺陷，患者体内胰岛素处于一种相对缺乏状态的多基因遗传性疾病[7]。T2DM 的发病机制尚不完全清楚，目前认为与遗传因素、环境因素、年龄、性别、不良生活方式等多种因素有关。

4 糖尿病的治疗

关于糖尿病的治疗手段和方法，多年来各国间学者一直在持续探索和完善。著名糖尿病学家Joslin 在1935 年提出了有关治疗糖尿病的“三驾马车”理论，分别是运动疗法、饮食管理和药物治疗。1995 年，国际糖尿病联盟(IDF)又提出了“自身教育、药物治疗、饮食治疗、运动治疗和血糖监测”的“五架马车”理论[15]。不难发现，运动疗法多年来始终作为糖尿病的公认基本疗法之一，对T2DM 有着较为显著的治疗作用。当前，有氧运动与抗阻力训练是国内外较为主流的两种控制血糖的运动疗法[16]，另外，也不断有学者尝试对有氧联合抗阻运动和高强度间歇训练治疗T2DM 的效果与应用进行研究。

5 运动干预对T2DM 的影响

5.1 有氧运动对T2DM 的影响

有氧运动是指在氧气供应充足的情况下，机体大肌肉群参与进行的运动。机体在进行有氧运动时，以糖、脂肪、蛋白质的有氧代谢供能占主导，此时摄氧量与需氧量保持动态平衡。T2DM 的一个重要风险因素便是运动不足。2014 年美国糖尿病诊疗指南提出[17]，糖尿病患者应该养成进行有氧运动的习惯，选择中等强度（50%-70%HRmax），每周运动时间在两个半小时以上，运动频率为每周3 次以上，而且相邻两次运动间隔时间不能超过两天。有氧运动具有强度较小、难度较低、易进行且安全性较高的优势。而且有氧运动有许多种类可供选择，患者可以结合自身兴趣爱好，选择自己能够长期坚持的进行运动。常见的适合糖尿病人开展的有氧运动有：步行、跑步、太极拳、八段锦、武术、羽毛球、乒乓球、高尔夫球、游泳、骑自行车、瑜伽、健美操广场舞，等等。由于其简单、易行等优势，步行和跑步一般是糖尿病患者们最常选择的运动类型。

胰岛素受体敏感性降低是T2DM 最主要的病理生理特征，而通过有氧运动治疗T2DM 的一个重要机制就是减轻胰岛素的程度，提高胰岛素受体的数量并改善其质量。蒙恩[18]发现，在进行为期3 个月的太极拳运动锻炼后，T2DM 患者的血糖和血脂状况有明显改善，IR 水平减轻，胰岛素的敏感性和反应得到增强，患者的生活质量亦得到提高。

徐划萍等[19]通过试验发现，中低强度有氧功率自行车踏车运动能够降低患者的体脂率、BMI、腰围和臀围值，其中，体脂率和BMI 值前后有差异显著；同时，中低强度有氧功率自行车可以很好地改善患者糖代谢及血糖控制水平，并预防心血管疾病的发生发展。

杨路华[20]为101 名老年2 型糖尿病患者制定了个性化的运动处方，在社区监督下进行为期6 个月的步行锻炼，结果显示24 周的步行干预有效降低了患者空腹血糖和糖化血红蛋白值，显著改善其血脂水平，并使其腰臀比下降，指出以步行为主的有氧运动是一项有效的控制血糖的手段。

王从容等[21]通过对肥胖大鼠进行饮食和运动干预，得出结论：单纯耐力训练可以降低高脂饮食导致的大鼠高体脂程度，并通过使细胞膜胰岛素受体结合能力升高，提高其胰岛素敏感性，从而减轻胰岛素抵抗程度；而长时间的减脂饮食配合耐力运动，可将肥胖鼠的体脂含量降低至与对照组相当，既能够提高胰岛素受体的结合率，同时也能增强肌细胞膜和肝细胞膜受体后TPK 的活性，从而最大程度地减小肥胖鼠的胰岛素抵抗。

宋燕娟等人[22]的实验发现，8 周中等强度跑台运动后，T2DM 大鼠的糖、脂代谢紊乱得到明显改善，炎症反应得到有效缓和，原因可能是中等强度跑台运动激活了PPARγ/PI3K/AKT 信号通路，从而调节了肝脏的上述反应。

Eriksson 等[23]发现，耐力锻炼对2 型糖尿病和糖耐量降低的中年受试者来说是一项安全的、可长期坚持的运动。Mourier 对中年T2DM 患者实施2 个月的耐力锻炼后，提高了病人体内46%的胰岛素敏感性，减少了48%的内脏脂肪、18%的皮下脂肪，另外，训练还能有效降低患者的糖化血红蛋白水平[24]。

张月华[25]对2型糖尿病大鼠进行为期4 周的有氧运动与营养干预研究，干预的方法为有氧运动或/和葛根素。结果发现有氧运动与葛根素干预可以改善T2DM 大鼠胰岛素抵抗的情况，并在一定程度上改善了其糖、脂代谢水平。这种改善的程度在有氧运动干预组中的表现要优于营养干预组，而运动+营养干预组则优于单纯运动干预组，说明有氧运动与营养结合的干预方式对治疗2 型糖尿病更加行之有效。

5.2 抗阻运动对T2DM 的影响

抗阻运动是指肌肉通过主动收缩克服外界阻力，借以发展肌肉力量和耐力的一种运动形式，包括等长训练、等张训练和等速训练。抗阻训练对抗的阻力既可以来自自身体重，也可以来自各种健身器械，前者有俯卧撑、仰卧起坐、深蹲起、引体向上、平板支撑等形式；后者的具体训练形式有杠铃卧推、哑铃侧平举、哑铃弯举、杠铃划船以及各种器械辅助的训练等。抗阻运动主要是通过机械应力刺激使人体骨骼肌积极收缩，促进肌肉组织血液循环和各种合成代谢活动，从而引起肌纤维体积肥大、质量增加[26]，防止和改善骨骼肌萎缩，提高肌肉力量，同时提高肌肉中葡萄糖载体和胰岛素受体的数量[27]，减轻胰岛素抵抗，改善代谢紊乱并提升病人的生活质量。

葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)广泛分布在人体肌肉、脂肪、肾脏等组织中，是人体内转运葡萄糖的一种重要的膜蛋白[28]。未受刺激时，GLUT4 大部分存在于细胞内的囊泡样结构中。当抗阻训练引起骨骼肌收缩，肌纤维受到缺氧和应力负荷的刺激，在一系列信号传导机制的作用下GLUT4 被转运至细胞外，GLUT4 再将葡萄糖运送至细胞内，从而降低血清中的葡萄糖浓度[29]。

抗阻运动有利于降低体脂率并加速将脂肪组织转化为肌肉，其机制可能是运动提高了肌肉中脂肪分解酶的活性，增加了肌肉组织摄取和氧化游离的脂肪酸。王一书等[30]通过对T2DM 患者开展12 周的抗阻运动干预，证明抗阻运动有助于有效控制观察组病人的体重指数，改善其血糖和血脂代谢。骨骼肌和机体小分子物质的代谢有相关性，这或许是抗阻训练能够显著改善体内葡萄糖和脂质代谢的原因。抗阻训练可以有效降低内脏与皮下脂肪，改善身体成分，对治疗代谢系统紊乱、减少代谢危险因素具有较好的效果[31]。

肥胖、超重通常与T2DM 有着密不可分的联系，原因主要是肥胖改变了脂肪组织中T 细胞的数量，导致各种炎症反应的发生和胰岛素信号传导通路受损，最终造成胰岛素抵抗[32]。抗阻训练有助于降低体脂率、增加瘦体重和减小身体围度。研究发现，糖尿病患者长期坚持体育锻炼可以提高生活质量，改善身心健康，还能预防并发症的发生、延缓其发展甚至降低死亡率。

目前，国内外有关抗阻运动治疗2 型糖尿病的研究相对较少，且多是对其机制或发展现状的综述。糖尿病人群进行抗阻力运动时主要以中、低负荷为主，以安全性为第一前提，再依据患者实际的情况，可以适当将训练负荷增加。由于T2DM 大多为中老年人，诸如俯卧撑、仰卧起坐、引体向上等这类对抗自身重力的训练动作对他们来说可能难度过大，而使用各种器械进行抗阻训练又对场地有较高的要求，如果身边没有专业人士加以指导和保护，还容易发生运动损伤和意外事故。因此，临床上很少给糖尿病人安排抗阻训练。

5.3 有氧联合抗阻运动对T2DM 的影响

长期持续的有氧运动与抗阻训练各自皆已被证明对T2DM 具有显著的治疗效果和积极影响，而有关有氧联合抗阻运动在2 型糖尿病治疗上的研究与应用却很少。有氧联合抗阻运动是一种将有氧运动与抗阻运动相组合的运动模式，在最终效果上也整合了两种运动的作用和优势。Sigal 等人[33]经过研究得出结论，抗阻运动与有氧运动都能在一定程度上调节葡萄糖代谢，但是两者联合的运动模式才拥有最好的血糖控制效果。

刘倩等[34]发现，经过3 个月实验后，与对照组（常规运动健康指导+出院指导组）相比，干预组（在对照组的干预基础上增加有氧运动联合抗阻运动干预）患者空腹血糖、餐后2 h 血糖、HbA1c 均低于对照组(P＜0.01)，认为联合运动干预可以在有效控制血糖代谢指标的同时，提高2 型糖尿病人的自我管理能力。

孟晴等人[35]将2 型糖尿病患者随机分为对照组、有氧组和联合组进行干预，结果表明有氧联合抗阻训练较单纯有氧训练能更有效降低2 型糖尿病病人血糖水平，增加瘦体重，提高生活质量，但对提高心肺耐力无明显优势。

许聿新等人[36]发现，与有氧运动组治疗后相比，联合运动组治疗后丙二醛(MDA)、8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)、空腹血糖(FPG)、餐后2h 血糖(PPG)、糖化血红蛋白(HbA1c)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平均降低，超氧化物歧化酶(SOD)水平较治疗前升高(P ＜0.05)，因此相比单纯有氧运动，联合干预运动组能更好地控制老年2型糖尿病患者血糖及血脂水平，减少氧化应激损伤。

6 糖尿病运动风险、运动处方智慧服务云平台构建的现状研究

糖尿病作为一种慢性的非传染性疾病，由于病程长，且不能根治，常常需要医生、患者与家人协同进行长期持续的治疗和控制。糖尿病人除急性期常需住院治疗外，病情稳定后一般都要回归家庭继续照护。大多数患者回归家庭和社会后的环境，护理和指导无法与在医院时相比，而且由于出院时病情有所好转，患者往往会放松自我管理，难以保持良好的膳食控制和运动习惯，从而不能较好地控制血糖，严重影响到糖尿病的后续治疗[37]。调查显示，出院后3 个月内再次入院的患者占总体的26.3%，而当中属非计划性再入院的高达87.2%[38]。糖尿病病人进行院后延续护理，可以提高血糖控制能力，减少急诊和再入院的次数，并提高病人的依从性和生活质量[39]。因此,建立院后延续护理管理对糖尿病病人来说十分有必要。

近年来，随着互联网、云计算技术飞速发展，医疗信息化突飞猛进，加之相关政策的出台和实施，对云平台的开发并将其应用于患者的院后护理管理已成为糖尿病治疗的新趋势。运动锻炼在T2DM 患者的综合管理中占重要地位。规律运动可增加胰岛素敏感性、改善体成分及生活质量,有助于控制血糖、减少心血管危险因素,且对糖尿病高危人群一级预防效果显著。将体育运动与医学知识相融合，利用人工智能和大数据信息技术，构建智慧服务云平台，对老年糖尿病人的运动治疗进行科学监测与指导，降低运动风险，减少运动损伤，加强患者的运动健康管理，延缓并发症的发生并提高其生活质量，是近年来糖尿病慢病管理的重要趋势。

有关糖尿病人运动风险、运动处方、云服务平台的研究，国内有一些相关文献报道。国家体育总局运动医学研究所开展了2 型糖尿病运动风险及运动处方的研究，从心肺耐力、血液生化和生活质量方面入手，针对中老年T2DM 制定了运动风险筛查流程和分级评估标准。确定了糖尿病患者的运动风险因素，建立了其安全运动的标准，还探索了不同运动方式促进糖尿病人群康复、延缓其病情发展的内在机制，同时确定了评价有效运动负荷的方法并建立了评价等级，规范了T2DM 运动处方的制定流程[40]。

杨陆等[41]以运动获益和规避风险为出发点，结合老年糖尿病人自身和疾病特点，提出未来保健医学的发展趋势和前进方向是精准个性化运动策略，具体来说，就是背靠医学专业，将个体化、精准化的设计与信息大数据相结合，指导用户进行健康管理。

张园[42]通过建立一个囊括智能集成模块和软件管理系统的糖尿病管理平台，帮助糖尿病人进行院后的疾病管理。该平台的核心功能是：根据医生开局的处方制定相应的糖尿病生活管理方案，方案涵盖5 个方面的内容，包括用药、饮食、运动、监测与自我教育。

贾竹敏等[43]以成熟的糖尿病管理模型为框架，结合人工智能技术，首次介入有氧能力和肌氧监测设备，建立糖尿病运动管理教育云平台，应用于糖尿病患者的运动教育管理中。该管理模式可为患者提供更安全的运动方案，提升病人血糖控制能力，并延缓并发症的发生发展。

当前，在建设和应用糖尿病健康管理云平台上，我国已取得初步成效，然而急需解决的的问题也不在少数。可行性和推广度不足、研发成本较高、受益人群有限等，都是现有云平台存在的痛点和难点，也导致了无法满足广大糖尿病患者日趋普遍化和多元化的延续护理需求。另外，运动风险分级评估和安全运动的标准虽有建立，但还未见有针对糖尿病人群的运动风险预警和紧急处理方面的研究和相关产品的应用，糖尿病患者规避风险、安全运动的设想与目标未能真正落到实处。

7 结语

从运动医学的角度看，所有糖尿病人都应该尝试不同程度的运动训练。即使是最简单的身体活动也有助于增大关节活动度，缓解关节僵硬，促进肌肉组织血液供应和各种合成代谢活动，防止和改善骨骼肌萎缩，维持肌肉力量，同时提高肌肉中葡萄糖载体和胰岛素受体的数量，减轻胰岛素抵抗，降低血糖水平，提升病人的生活质量。大量研究成果表明，有氧运动、抗阻运动和有氧与抗阻联合训练对增强T2DM机体生理功能，改善代谢紊乱有积极作用。三种运动方式对糖脂代谢、胰岛素抵抗、氧化应激、身体形态与体成分、自我管理能力和生活质量都有正面影响。有氧联合抗阻运动比单纯有氧运动或单纯抗阻运动对血糖和血脂水平有着更好的控制效果，但对提高心肺耐力无明显优势。

目前糖尿病人的运动治疗大多还是居家自行进行，缺乏专业的监督和指导，运动治疗的流程也亟待标准化，患者难以切实地改变自身生活方式。对于不愿意活动的糖尿病患者，要考虑提高其运动的意愿和依从性，在选择合适的运动方式、运动强度与运动量、运动场所等的前提下，适当为其设置运动陪同者，结合电子设备和网络平台的监测与指导，科学、有效地开展运动计划。

今后仍需加强加深有关糖尿病人运动风险、运动处方、云服务平台的研究，尤其需要开展运动风险预警和紧急情况处理相关领域的探索，为T2DM 的标准化、安全化、个性化运动治疗保驾护航。