運動與Ⅱ型糖尿病的研究進展

王小梅，景會鋒

(延安大學 體育學院，陜西 延安 716000)

糖尿病是代謝和內分泌水平紊亂常見的綜合征，Ⅱ型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)是糖尿病的主要類型，主要的病理學癥狀是胰島素抵抗以及細胞功能障礙。糖尿病患者往往引起死亡的因素不是疾病本身，而是長期糖脂代謝紊亂導致全身性的并發(fā)癥[1]。因此，如何通過有效控制糖尿病的并發(fā)癥，進而提高糖尿病患者的生活質量，已成為目前研究的熱點問題。目前研究表明，中國是糖尿病以及糖尿病前期患者數量最多的國家，已成為威脅人類健康的重要慢性疾病[2]。這些現象的出現與運動量的減少關系密切，所以通過運動療法來控制糖尿病的并發(fā)癥，是迫切需要解決的問題。

運動療法，是指通過主動的或者是被動的方式，來影響糖尿病患者全身或局部的器官系統功能，從而來緩解癥狀。由于以“藥物治療”為核心的衛(wèi)生保健體系極大的增加了國民經濟壓力，而運動輔助療法成本低，無副作用，而且效果好，得到醫(yī)務工作者的廣泛認可[3]。因此，本文針對近幾年運動與T2DM及其機制的相關研究進行綜述，為T2DM患者如何科學進行運動干預提供參考依據。

1 運動對T2DM患者氧化應激的影響

大量研究表明，氧化應激在T2DM的發(fā)生中起重要作用[4]。T2DM患者長期糖脂代謝紊亂，使得機體處于持續(xù)的氧化應激狀態(tài)。研究表明，運動特別是有氧運動對人體的氧化應激狀態(tài)有明顯的影響。飲食控制及科學的運動可以減輕肥胖T2DM患者脂質過氧化水平；能有效提高肝臟中超氧化物歧化酶(SOD)的活性并降低過氧化氫酶(CAT)的活性，從而減輕機體的氧化應激水平[5]；有氧運動聯合抗氧化治療作用可以改善肌肉的胰島素抵抗；抗阻運動也可以提高T2DM大鼠骨骼肌中抗氧化酶的活性[6]。運動及營養(yǎng)干預有效的提高了胰島素的敏感性，而且影響機體的氧化應激狀態(tài)，但其分子生物學機制尚需深入研究。在干預過程中，不同形式、不同強度的運動對T2DM人體身體成分以及氧化應激狀態(tài)的影響有所不同。無氧運動可以改善身體素質，增加肌肉的含量，從而改善胰島素敏感性，但研究結果表明運動后機體的氧化應激水平也隨之提高；而中度強度的有氧運動在控制體重的同時，機體抗氧化酶的活性提高，使得機體的氧化應激水平也有所改善；較長時間的強度不大的耐力運動雖然對身體成分的影響不大，但是氧化應激狀態(tài)明顯改善，尤其是對一些參與氧化應激的心血管危險因子有較顯著的作用。因此，如何有針對性地為T2DM患者制定合理、科學、適宜的運動與營養(yǎng)干預處方，使他們既能有效的控制身體成分，改善T2DM引起的相關病理狀態(tài)，又能避免過度運動對機體的傷害以及不科學的節(jié)食影響機體健康等方面，還需要進一步地研究和相應的理論依據支持。

2 運動對T2DM患者骨質疏松的影響

T2DM患者由于機體持續(xù)的高血糖水平、胰島素持續(xù)分泌不足等因素的影響，對于骨骼發(fā)育過程中成骨細胞和破骨細胞的活性產生干擾作用，使得成骨細胞分化受到抑制，破骨細胞活性增強，對骨鈣化產生影響，所以與正常人相比較出現骨質鈣流失和骨質疏松癥的幾率明顯增加。研究表明，T2DM患者常伴隨骨質疏松癥，隨年齡增加，骨質疏松癥的發(fā)病率呈上升的趨勢，所以臨床上對中老年T2DM患者而言，尤其對于絕經以后的女性，伴隨骨質疏松并發(fā)癥的可能性顯著增加[7]。運動可以改善骨質疏松，其機理在于：運動過程中肌肉用力收縮使得對骨骼的牽拉刺激增強，是骨骼處于應力狀態(tài)，能夠改善骨細胞的血液循環(huán)，從而改善骨骼的代謝，給骨骼提供更加充分的營養(yǎng)，有利于鈣以及一些膠原蛋白等物質的吸收，使骨密度能保持在較高的水平。因此，對于T2DM伴隨骨質疏松的患者，在進行藥物治療的基礎上，可以輔助進行運動療法的干預，而且許多研究已經證實了效果的有效性。有研究表明，不同運動方式和強度對骨密度的影響也不同，目前研究主要認為低、中等強度的抗阻運動對改善骨質疏松癥的作用最好，運動類型可以自由選擇，比如上下樓梯、變速步行、間歇性慢跑等有氧運動。有研究發(fā)現進行9個月的太拳運動后，患者骨密度顯著增加，說明太極拳運動對T2DM患者骨質疏松有良好的預防和改善作用[8]。對T2DM大鼠骨質疏松動物模型的研究表明，有氧運動和褪黑素均能改善T2DM并發(fā)的骨密度下降，且兩者聯合作用的效果更好，其可能機制是通過降低血鈣和甲狀旁腺素，改善骨密度，緩解骨質疏松。另外有研究表明，進行低、中、高強度運動組大鼠身體成分均發(fā)生改變，血糖水平、血磷以及堿性磷酸酶據表現為降低，骨鈣素、血鈣水平以及股骨生物力學指標增加，并且骨密度的變化與運動強度呈正相關[9]。

大量研究支持運動療法對于骨質疏松的改善作用，但在具體運動過程中也應注意T2DM患者的特殊性，尤其是伴隨嚴重骨質疏松的患者的安全性的問題，避免進行大負荷的抗阻運動，要循序漸進，持之以恒。

3 運動對T2DM患者血管病變的影響

T2DM患者比正常人更容易產生大血管病變，而且血管病變進程快。動脈血管粥樣硬化在T2DM患者中極為常見，最終導致心臟冠狀動脈硬化后的冠心病，腦血管硬化后的腦卒中意外等疾病。目前研究表明，對于T2DM患者在進行常規(guī)的醫(yī)學治療的基礎上聯合進行運動療法干預，對血糖和血脂代謝紊亂有很好的改善作用，從而減緩了血管病變的進程[10]。研究表明T2DM患者在進行常規(guī)藥物治療及飲食控制基礎上進行6個月的中等強度有氧運動，發(fā)現運動后空腹血糖、糖化血紅蛋白、總膽固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白均較運動前下降，而運動后NO內皮型NOS介導的內皮依賴性舒張功能和非內皮依賴性舒張功能均較運動前升高[11]，研究結果表明一定時間的持續(xù)中等強度有氧運動可在一定程度上改善T2DM患者糖脂代謝狀況，并提高動脈血管內皮依賴性舒張功能。對動物實驗的研究表明，有氧運動能夠改善T2DM大鼠血管炎癥反應。另有研究表明，單純心血管病患者進行運動療法時，運動過程中突發(fā)嚴重心臟病的風險很小[12]，因此，對于糖尿病并發(fā)心腦等大動脈血管病變患者，尤其是冠心病患者，運動過程中要合理地安排運動處方，運動方式的制定都要依據患者的實際情況，既要達到改善機能狀況，也必須考慮運動本身的安全性。

4 運動對T2DM患者微循環(huán)的影響

微循環(huán)病變是T2DM患者最常見的并發(fā)癥，這對于患者的生活質量和生存時間造成了影響極大的威脅。因此，如何改善T2DM患者的治療效果以及提高生活質量，是亟待解決的問題。研究表明，運動療法可以在一定程度上改善T2DM患者的微循環(huán)狀態(tài)[13]，可能是通過減少炎癥反應，從而起到保護線粒體損傷的作用，以及改善血管內皮的功能來增加心肌細胞活性；通過提高脂蛋白活性，提高高密度脂蛋白(HDL-C)含量，改善血管內皮功能，來降低血壓；運動還可以改善葡萄糖轉運載體的數量和敏感性，長期的有氧運動能夠增加肌肉細胞和脂肪細胞上胰島素受體的數量以及敏感性，使得外周組織對胰島素的敏感性提高，有效減緩胰島素抵抗，促進糖的代謝，降低血糖水平；運動特別是有氧運動，可以減少血小板聚集，增加血管內皮細胞NOS的表達，增強NO釋放，從而改善血管內皮功能；長期堅持運動鍛煉，對于微循環(huán)的改善，能夠極大程度的提高患者的生活質量。

T2DM并發(fā)微循環(huán)病變主要表現為腎臟和視網膜的病變，在常規(guī)治療的基礎上配合運動療法可以提高療效，從而對患者的生活質量進行改善。研究表明，T2DM合并腎病血液透析患者在透析治療間歇給予有氧運動進行干預，在干預結束后測試患者血清中抗氧化酶的活性，發(fā)現上述指標在有氧運動前后均增加，這表明有氧運動可改善T2DM腎臟病變患者血液氧化應激水平[14]。另有研究表明，運動可有效提高T2DM腎病患者的血清白蛋白、鐵轉運蛋白、血紅蛋白(Hb)、空腹血糖(FBG)、空腹胰島素、尿素氮、反應蛋白、胰島素抵抗指數、尿素清除指數，從而控制患者的炎癥反應，降低胰島素抵抗，改善其營養(yǎng)狀況[15]。另有研究運動治療T2DM視網膜病變是否有效，將符合條件的患者隨機分為藥物治療組和藥物治療聯合運動組[16]，結果表明藥物治療聯合運動組眼底改善效果優(yōu)于單純藥物治療組，并且患者的血糖、糖化血紅蛋白、焦慮和抑郁癥狀均比單純藥物治療組效果明顯。

5 運動對T2DM患者血糖的影響

糖尿病的典型特征是持續(xù)慢性的血糖升高，并且伴隨著胰島素的分泌障礙，進而對三大能源物質糖、脂肪及蛋白質的代謝產生影響。大量研究表明，空腹血糖(fasting plasma glucose，FPG)以及糖化血紅蛋白(hemoglobin Aie，HbAk)的水平均與運動有密切的關系，隨著運動的進行，呈降低的趨勢。Farzanegi P等的研究表明，進行抗阻運動和有氧運動后血糖的變化有區(qū)別，有氧運動后空腹血糖降低了0.73%，糖化血紅蛋白降低0.8 mmol/L，胰島素抵抗指標HOMA-IR降低了0.82；如果進行的是抗阻運動，空腹血糖降低了0.88%，糖化血紅蛋白降低0.81 mmol/L，胰島素抵抗指標HOMA-IR降低則降低了0.57%[17]。研究表明，不僅與運動的方式有關，而且與運動持續(xù)時間的長短也有關聯。胰島素抵抗指標HOMA-IR的敏感性即便是進行為期一周的運動以后也會發(fā)生改變；如果運動頻率改為每周兩次，每次持續(xù)半個小時，持續(xù)進行四個月后，則對胰島素抵抗指標HOMA-IR的敏感性改善更為顯著[18]。

綜合系列研究成果后得出這樣的結論，有氧運動和抗阻運動對糖尿病血糖代謝均有影響，但是其作用機制有所區(qū)別，如若進行有氧運動，可能與生長素以及以胰高血糖素等分泌的變化有關，加快了糖的代謝速度，使得利用增加明顯，需求迫切，使得更多的血糖順利到達骨骼肌，來滿足代謝的需求，如若持續(xù)進行，胰島素抵抗指標HOMA-IR的敏感性會不斷地提高，從而糾正血糖代謝紊亂的狀況。如若進行的是抗阻運動，則對肌肉體積的影響較大，會使得肌纖維直徑明顯增粗，肌肉的橫斷面增加，肌肉的質量隨之增加，更多的肌肉，在運動時候意味著對血糖的更大依賴性，可以有效緩解高血糖的狀態(tài)，從而維持血糖相對平衡的狀態(tài)。

人隨著年齡的增加骨骼肌也會發(fā)生退行性的變化，肌肉質量下降，如若進行抗阻運動積極干預，就可以預防骨骼肌的質量減少，有效預防糖尿病的發(fā)生。

但是，關于有氧運動還是抗阻運動對血糖代謝影響改善的效果還存在爭議。雖然單獨進行二者都可以改善血糖代謝紊亂的狀況，但是聯合干預后，胰島素抵抗指標HOMA-IR的敏感性改善比單純的有氧運動還是抗阻運動效果都要更加顯著。有研究證實，在能量消耗以及運動持續(xù)時間一樣的情況下，分別進行單一方式以及聯合干預的方式，確實聯合干預的效果好。單純的有氧運動后，胰島素抵抗指標HOMA-IR持續(xù)時間不超過三天，而且胰島素抵抗指標HOMA-IR的敏感性對運動持續(xù)時間以及頻率相關性高。若同時進行抗阻運動聯合干預，運動持續(xù)的時間一樣，結果卻有所不同，胰島素抵抗指標HOMA-IR的變化更加明顯。所以，對于T2DM患者運動處方制定的過程中，可以考慮非單一化的運動形式或許有更好的效果。

6 運動對T2DM患者心血管危險因素的影響

心血管疾病是心臟和血管疾病的統稱，并且是致死率最高的疾病。引起T2DM患者死亡的首要原因就是心血管病變，研究表明，相比較于正常個體，T2DM患者心血管疾病的發(fā)病率大約增加了三倍，這就意味著，與曾經患有心肌梗塞的人比較，T2DM患者發(fā)生心血管意外的風險是一樣的。如果進行運動干預，尤其是持續(xù)周期較長的有氧運動，就可以降低心血管意外的風險。這可能與改善T2DM患者的身體成分、心肺功能、血管彈性、血脂紊亂、血管內皮功能障礙等有關[19]。

已有研究表明，運動能夠通過控制體重，來將低脂肪的量，降低血液中的中膽固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白的水平，對于高密度脂蛋白表現為增多，這些都是有氧運動，關于抗阻運動對血脂的影響的研究較少，但是對于T2DM患者血壓的影響研究較多，比較了兩種不同的運動形式的區(qū)別，發(fā)現二者均有不同程度的降壓作用，但是有氧運動的效果更明顯一些。與單純的高血壓病人進行比較，T2DM患者進行有氧運動以及抗阻運動對血壓影響無明顯區(qū)別。對T2DM患者研究表明，進行12周的有氧運動后，收縮壓降低了8.69 mmHg，舒張壓降低了7.02 mmHg，進行抗阻運動后，收縮壓降低了4.98 mmHg，舒張壓降低了4.40 mmHg。Guiraud等研究T2DM患者持續(xù)進行三個月的有氧運動后，對心血管的危險因素指標進行測試評估，結果表明，心血管危險因素指比如身體成分中體脂的百分比、安靜時候的心率、血液中甘油三酯、膽固醇、低密度脂蛋白等標均表現為下降的趨勢[20]。通過有氧運動，心肺功能改善，最大攝氧能力提高，反映內皮功能的血管擴張反應指標也明顯的增高。另外有研究表明，有氧運動后，抗氧化酶比如谷胱甘肽過氧化物酶、超氧化物歧化酶等活性明顯提高，這可以減輕T2DM患者氧化應激對血管的損害作用。這些研究為T2DM患者心血管功能的改善，降低心血管意外的發(fā)生提供了理論研究。也有人進行抗阻運動的相關研究，對于心肺功能以及血管內皮功能也有改善作用，但是抗氧化指標變化不太顯著。

綜上所述，堅持運動確實能夠有效降低T2DM患者的心血管危險因素，但是在運動的同時，合理的飲食也是重要的影響因素，單純的運動確實能夠增加能量的消耗，如若飲食不當，攝取能量過剩，就會使得以上產生的效應抵消，從而效果減弱，所以良好的生活方式是基礎。在此基礎上，堅持系統的鍛煉。當然，運動時候所采取的形式、運動的劇烈程度、持續(xù)的周期以及總的能量消耗都是很重要的影響因素?，F有的T2DM患者運動處方指南中有與運動強度低、持續(xù)時間短等原因，對于降低心血管危險因素的效果不佳，所以在后續(xù)的研究中，要充分考慮T2DM患者個體之間的差異、進行科學有效的評估，有針對性地制定運動處方，以產生更好的效果。

7 運動對T2DM患者血脂的影響

血漿中的脂通常指的是膽固醇和甘油三酯，為了便于轉運，常與脂蛋白進行結合，當這三種成分在血漿中超過正常限度的時候，就會發(fā)生高脂血癥，意味著脂代謝紊亂，進而引發(fā)動脈血管硬化的的加速，導致心腦血管的損害，已經嚴重威脅人類的健康。目前，高脂血癥的發(fā)病率快速上升而且呈現出年輕化的趨勢。T2DM患者繼發(fā)性的糖脂代謝紊亂，就會引起高脂血癥。近些年來，由于生活方式的變化，《中國居民營養(yǎng)與慢性病狀況報告》2015年發(fā)布的報告中指出，超重以及肥胖的發(fā)生率快速增長，成年人超重的發(fā)生率為31.1%，肥胖的發(fā)生率為12.1%，肥胖的發(fā)生會引起胰島素的敏感性改變，進而引發(fā)T2DM的發(fā)生。這可能是由于身體成分的改變，使得細胞炎癥因子、非酯化脂肪酸、一些激素等過量釋放，產生胰島素抵抗。何玉秀等人對大量T2DM患者進行研究，發(fā)現由于身體成分的變化，脂肪的增加，使得身體指數和腰臀圍的變化，男女T2DM患病的風險均增加。身體指數和腰臀圍的變化都可以作為預測T2DM發(fā)生的因子[21]。關于血脂異常與T2DM患病的風險研究早已被證實，

所以在管理T2DM患者的過程中，控制血脂與控制血糖同等重要。有關運動對T2DM患者的影響研究較多，大量研究表明，進行有氧運動可以有效地改善T2DM患者肥胖以及血脂代謝異常的狀況，具體表現為血漿甘油三酯、總膽固醇以及極低密度脂蛋白降低，高密度脂蛋白升高。有報道表明，體力活動減少的同時血漿甘油三酯、總膽固醇以及極低密度脂蛋白升高，高密度脂蛋白降低。還有人做過吸煙個體進行運動后血脂代謝異常也有所改善，但是對于吸煙和飲酒同時作用的個人體通過運動干預的研究還未見報道。

所以，在改善T2DM患者癥狀的過程中，如何進行三位一體的干預，即飲食療法、運動療法和藥物療法來進行血脂的控制。在進行運動療法的同時，傳統采取的運動形式主要是以中等強度、長時間、周期性、大肌群參與的運動為主，而且改善血脂代謝的運動強度不應高于改善心肺功能的運動強度，關于運動頻率的研究有人認為每周三到五次，有人認為每周兩次即可。近年來的研究認為，運動量小、持續(xù)時間短、頻率高的運動同樣有不錯的效果。也有學者的研究認為，中等強度的無氧運動改善血脂的效果優(yōu)于傳統的有氧運動[22]。綜合以上，T2DM患者在進行運動時候，要結合自身的狀況，在安全第一的原則下，有規(guī)律的，科學的，循序漸進，才能保證運動的最佳效益。

8 結語

目前國內、外對于T2DM的運動干預方式研究結論不一。這可能與研究過程中的樣本量的大小，實驗周期持續(xù)時間的長短，以及受試者身體條件的個體差異等因素有關。由于研究過程中，受取材條件的限制，目前的實驗研究對象主要是針對動物的較多，還有一部分是成人離體組織實驗，對T2DM患者的相關的體內研究較少，并且存在一定的爭論。目前，運動干預對T2DM影響的研究還不夠深入，尤其是細胞分子生物學機制研究較少，且未形成系統的運動干預模式。運動療法可以對改善T2DM患者的并發(fā)癥，比如氧化應激、身體成分、心腦血管病變、微循環(huán)障礙和骨質疏松等各方面起到積極的治療作用。同時，為了確保運動處方的有效性，在運動處方制訂之前應對T2DM患者的身體狀況和運動能力進行科學評估，所以以后的研究方向應更多地考慮合T2DM患者的個體差異，在制定運動處方的過程中要考慮個體并發(fā)癥的不同以及不同程度，依此來進行運動處方的特色化制定，以期更有針對性地解決T2DM患者的并發(fā)癥問題。本研究預期針對T2DM患者提出預防相關疾病及改善身體素質的適宜可行的運動干預模式進行綜述，了解T2DM的代謝的變化及可能的分子機制，為有針對性的預防T2DM相關疾病的發(fā)生提供相應的理論依據。