生物肌電反饋肌肉強(qiáng)化治療對(duì)高齡糖尿病患者下肢肌群改善的影響

夏婉 黃雄昂 劉曉林

胰島素抵抗是2型糖尿?。╰ype 2 diabetes mellitus，T2DM）最主要的病理特征，T2DM患者骨骼肌細(xì)胞功能的衰減致使葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)和轉(zhuǎn)位水平明顯降低，從而導(dǎo)致胰島素抵抗。無論是主動(dòng)運(yùn)動(dòng)或通過電刺激產(chǎn)生的肌肉收縮均可增加肌肉的質(zhì)量和體積，激活骨骼肌細(xì)胞葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)和轉(zhuǎn)位，減輕胰島素抵抗水平，進(jìn)而緩解和逆轉(zhuǎn)T2DM的進(jìn)程[1-3]。目前針對(duì)T2DM患者肌肉的強(qiáng)化治療主要有主動(dòng)的肌力訓(xùn)練及電刺激治療，然而高齡T2DM患者因存在肌肉萎縮、心肺能力不足及多種慢性疾病和嚴(yán)重糖尿病并發(fā)癥，往往不能耐受常規(guī)的抗阻訓(xùn)練，且電刺激肌肉強(qiáng)化治療要達(dá)到訓(xùn)練效果往往需要較大強(qiáng)度的電流，部分高齡患者無法耐受。本研究采用生物肌電反饋肌肉強(qiáng)化治療的技術(shù)，將肌肉的主動(dòng)訓(xùn)練和電刺激輔助訓(xùn)練相結(jié)合，探討其對(duì)高齡T2DM患者的血糖指標(biāo)、胰島素抵抗指數(shù)（insulin resistant index,IRI）及雙下肢肌肉能力的影響，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)道如下。

1 對(duì)象和方法

1.1 對(duì)象 選取2017年6月至2019年6月本院內(nèi)分泌科收治的高齡T2DM患者77例，采用隨機(jī)數(shù)字表法分為反饋強(qiáng)化治療組、單純抗阻組、常規(guī)治療組3組。反饋強(qiáng)化治療組26例，男12例，女14例，年齡80～88（83.57±2.83）歲；單純抗阻組27例，男13例，女14例，年齡81～90（84.36±3.54）歲；常規(guī)治療組 24 例，男 13 例，女 11例，年齡 80～92（85.23±5.32）歲。3 組患者性別、年齡等一般資料比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。納入標(biāo)準(zhǔn)：符合2013版《中國2型糖尿病防治指南》糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn)[4]；高齡判斷為年齡＞80歲；溝通無障礙者；自愿參加研究者；3～6個(gè)月內(nèi)未參加其它干預(yù)性研究者；不使用胰島素者。排除標(biāo)準(zhǔn)：患有糖尿病足者；急危重癥患者；伴有心功能不全者；癲癇患者；近半年內(nèi)肢體或關(guān)節(jié)有過骨折或脫位等運(yùn)動(dòng)禁忌者。本研究經(jīng)本院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有患者及家屬均知情同意。

1.2 治療方法 （1）反饋強(qiáng)化治療組：進(jìn)行常規(guī)糖尿病藥物治療，另外采用生物肌電反饋治療儀進(jìn)行肌肉強(qiáng)化治療，儀器采用NeuroMoveNM900生物反饋肌肉刺激儀（美國Zynex公司），下肢刺激股四頭肌，治療前向入選對(duì)象講解該治療目的及治療方法，每次治療前，首先設(shè)定電刺激量，以肉眼見肌肉收縮且無痛感為宜。治療時(shí)受試者根據(jù)治療儀顯示屏上的肌電信號(hào)，主動(dòng)收縮相關(guān)肌群，肌電信號(hào)幅值達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)則給予電刺激，從而引起靶肌肉顯著收縮，休息期間要求受試者肢體盡量放松，控制肌電信號(hào)幅值降低。每次訓(xùn)練肌肉30min，1 次/d，共治療 12 周。（2）單純抗阻組：進(jìn)行常規(guī)糖尿病藥物治療，另外采用彈力帶訓(xùn)練下肢股四頭肌[5]，彈力帶訓(xùn)練強(qiáng)度通過Borg主觀疲勞感分級(jí)量表（rating of perceived exertion,RPE）進(jìn)行評(píng)分，控制評(píng)分在12～13分，即“尚且輕松”到“有些吃力”。考慮到運(yùn)動(dòng)的安全性及有效性，將訓(xùn)練時(shí)間設(shè)為每次30min，3次/周，共治療12周[6]。彈力帶動(dòng)作包括彈力帶直腿硬拉、彈力帶半蹲和彈力帶站姿前抬腿3個(gè)動(dòng)作。（3）常規(guī)治療組：僅進(jìn)行常規(guī)糖尿病藥物治療，共治療12周。

1.3 評(píng)定方法

1.3.1 空腹血糖、IRI及糖化血紅蛋白A1C（glycosylated hemoglobin A1C,HbA1C）的測(cè)定 在治療開始前（T0）、治療 4周（T4）、8 周（T8）、12周（T12）后對(duì) 3 組患者進(jìn)行空腹血糖、空腹胰島素測(cè)定，在T0及T12時(shí)對(duì)3組患者進(jìn)行HbA1C測(cè)定。根據(jù)上述測(cè)定結(jié)果使用穩(wěn)態(tài)模型（HOMA model）中的HOMA2-IR公式，計(jì)算IRI值。

1.3.2 下肢肌力測(cè)試 采用等速肌力測(cè)試，儀器使用system 4 pro多關(guān)節(jié)等速力量測(cè)試評(píng)價(jià)訓(xùn)練系統(tǒng)（美國Biodex公司），完成受試者伸肌肌群（股四頭?。┑牡人偌×y(cè)試。測(cè)試方案如下：角度范圍0～90°，測(cè)試速度60°/s，運(yùn)動(dòng)次數(shù) 5 次，記錄峰力矩值（PT）。

1.3.3 下肢肌肉質(zhì)量評(píng)定 采用型號(hào)為in body 230人體成分分析儀（韓國Biospace公司），通過直接節(jié)段兩個(gè)頻率（20、100kHz）進(jìn)行生物電抗阻測(cè)試，準(zhǔn)確檢測(cè)和分析人體身體成分比例。測(cè)量指標(biāo)為雙下肢骨骼肌質(zhì)量。

1.3.4 下肢肌肉能力評(píng)定 采用6m直線步行速度。在長度約12m的走廊內(nèi)，測(cè)試者用日常的步速走完6m的直線距離，用秒表記錄行走所需時(shí)間，計(jì)算出行走6m的步速。

1.3.5 糖尿病患者生存質(zhì)量評(píng)價(jià) 采用中文版糖尿病特異性生存質(zhì)量量表（CN-ADDQol）[7]，根據(jù)不同條目來評(píng)價(jià)糖尿病對(duì)生活某個(gè)方面的影響程度以及該方面對(duì)患者生活質(zhì)量的重要性，對(duì)每個(gè)條目的得分相加即為生存質(zhì)量評(píng)分，得分越高，說明患者的生活質(zhì)量越好。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料以±s表示，多組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用 LSD-t法、Tamhane’s T2法。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 3組患者治療前后空腹血糖、IRI及HbA1C的變化與比較 3組T8、T12時(shí)空腹血糖、IRI值比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，T12時(shí)HbA1C值組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）；與T0時(shí)比較，反饋強(qiáng)化組及單純抗阻組T8、T12時(shí)空腹血糖及IRI值均明顯降低，T12時(shí)該兩組HbA1C值均明顯降低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）；與單純抗阻組比較，反饋強(qiáng)化組T12時(shí)空腹血糖及HbA1C值明顯降低、T8時(shí)IRI值明顯降低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。見表1。

2.2 3組患者治療前后PT值、雙下肢骨骼肌質(zhì)量、6m步行速度的變化與比較 3組患者T8、T12時(shí)PT值、雙下肢骨骼肌質(zhì)量、6m步行速度比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）；反饋強(qiáng)化組及單純抗阻組T8、T12時(shí)PT值、雙下肢骨骼肌質(zhì)量及6m步行速度較治療前均明顯增加，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。見表2。

2.3 3組患者治療前后生存質(zhì)量評(píng)分的變化與比較 3組患者在治療前后各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的生存質(zhì)量評(píng)分比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。見表3。

3 討論

骨骼肌是人體攝取和代謝葡萄糖最主要的組織之一。骨骼肌細(xì)胞功能的衰減將導(dǎo)致骨骼肌細(xì)胞上的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白表達(dá)水平顯著降低，從而導(dǎo)致胰島素抵抗，是T2DM發(fā)生、發(fā)展的重要原因之一。研究表明，運(yùn)動(dòng)可以增加骨骼肌血流量，提高骨骼肌對(duì)胰島素的靈敏度，使骨骼肌細(xì)胞葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體4（glucose transporter 4,GLUT4）表達(dá)增加，并促使GLUT4蛋白向細(xì)胞外膜轉(zhuǎn)位，提高骨骼肌細(xì)胞膜對(duì)葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)能力，從而促進(jìn)葡萄糖的吸收和利用[8-12]。生物肌電反饋肌肉強(qiáng)化治療將人體本身的肌電信號(hào)采集后經(jīng)過電路的處理，通過反饋控制電路轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，對(duì)肌肉進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋，使肌肉收縮過程更接近真實(shí)的生理狀況，產(chǎn)生與運(yùn)動(dòng)相似的效果，促進(jìn)骨骼肌攝取葡萄糖，實(shí)現(xiàn)了在電刺激輔助下的主動(dòng)控制肌肉強(qiáng)化治療[13]。本研究結(jié)果提示，反饋強(qiáng)化組與單純抗阻組的空腹血糖、IRI及HbA1C在治療后出現(xiàn)顯著改變，明顯優(yōu)于常規(guī)治療組，這也論證了改善骨骼肌肌肉能力可以降低血糖、改善IRI的這一觀點(diǎn)。反饋強(qiáng)化組在治療8周后的IRI值較單純抗阻組明顯下降，提示反饋強(qiáng)化組在改善IRI方面優(yōu)于單純抗阻組，然而治療12周后兩組無明顯差異，可能提示兩組治療方式的治療效價(jià)達(dá)到基本一致，也可能與骨骼肌細(xì)胞表面的GLUT4表達(dá)和轉(zhuǎn)位有關(guān)，具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

表1 3組患者治療前后空腹血糖、IRI及HbA1C的變化與比較

表2 治療前后肌肉能力評(píng)估指標(biāo)的變化與比較

表3 3組患者治療前后生存質(zhì)量評(píng)分的變化與比較（分）

隨著年齡的增長，骨骼肌會(huì)出現(xiàn)體積、肌纖維數(shù)量和橫斷面積的縮減、骨骼肌力量降低等肌肉衰減現(xiàn)象。雖然大量研究表明，抗阻訓(xùn)練及電刺激被認(rèn)為是有效的治療手段，如Kryger等[14]對(duì)高齡老年人進(jìn)行膝關(guān)節(jié)等速運(yùn)動(dòng)，訓(xùn)練12周后膝伸肌增加37%，股四頭肌的橫截面積顯著提高9.8%，但是任何以主動(dòng)訓(xùn)練為治療手段的治療往往存在依從性差的問題。本實(shí)驗(yàn)使用生物肌電反饋肌肉強(qiáng)化治療對(duì)患者進(jìn)行不同時(shí)間點(diǎn)的治療，實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示，反饋強(qiáng)化組與單純抗阻組在治療8周后的各項(xiàng)肌肉能力相關(guān)指標(biāo)包括等速肌力測(cè)定的PT值、骨骼肌質(zhì)量以及6m步行速度都出現(xiàn)了統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，提示生物肌電反饋肌肉強(qiáng)化治療與單純抗阻的確能增加高齡T2DM患者的骨骼肌量，提高肌肉力量，改善軀體功能，且反饋強(qiáng)化組效果優(yōu)于單純抗阻組。本實(shí)驗(yàn)所顯示的結(jié)果也與Kirnap等[15]結(jié)果一致，其可能的機(jī)制主要為生物肌電反饋肌肉強(qiáng)化治療不僅可以加強(qiáng)主動(dòng)肌肉收縮的強(qiáng)度，激活更多的快肌纖維，而且這些肌肉的運(yùn)動(dòng)反過來向中樞神經(jīng)系統(tǒng)提供了大量的、本體的、運(yùn)動(dòng)的及皮膚感覺的輸入沖動(dòng)，肌肉不僅可以在力量上得到強(qiáng)化，而且肌肉的功能也會(huì)有很大的提升。Doan-Aslan等[16]亦指出，生物肌電反饋肌肉治療對(duì)改善機(jī)體自主神經(jīng)功能具有確切療效。

研究表明，運(yùn)動(dòng)可以改善T2DM患者的心理健康，提高生活質(zhì)量[17]。本研究發(fā)現(xiàn)，高齡T2DM患者的生活質(zhì)量評(píng)分較治療前差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與Hsieh等[18]研究結(jié)果一致。生活質(zhì)量受多維度影響，短期內(nèi)難以得到提高，本實(shí)驗(yàn)提示治療前后無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，其可能與治療時(shí)間偏短，樣本量較少有關(guān)，今后的研究中需擴(kuò)大樣本量、延長治療時(shí)間，選擇特異性量表，進(jìn)一步驗(yàn)證生物肌電反饋肌肉強(qiáng)化治療與單純抗阻對(duì)高齡T2DM患者生活質(zhì)量的有效性。

生物肌電反饋肌肉強(qiáng)化治療是一種經(jīng)濟(jì)、安全且有效的肌肉訓(xùn)練方式，可增加高齡T2DM患者的骨骼肌質(zhì)量，提高肌肉力量，改善軀體功能，降低血糖水平，維持血糖穩(wěn)定，但在提高患者生活質(zhì)量方面效果不顯著。生物肌電信號(hào)反饋技術(shù)支持下進(jìn)行的肌肉強(qiáng)化治療，可以在有意識(shí)的主動(dòng)訓(xùn)練的同時(shí)輔以電刺激，幫助其完成肌肉最大有效收縮及關(guān)節(jié)活動(dòng)，不僅能增強(qiáng)肌力，延緩和減輕肌肉衰減狀況，而且還能向中樞神經(jīng)系統(tǒng)輸送大量本體、運(yùn)動(dòng)感覺信息，有助于感覺運(yùn)動(dòng)中樞對(duì)肢體產(chǎn)生新的感知，從而提高肌肉的控制能力，改善肌肉功能，在很大程度上彌補(bǔ)了單純抗阻訓(xùn)練的不足。目前，還沒有將生物肌電反饋肌肉強(qiáng)化治療用于糖尿病患者治療的相關(guān)研究報(bào)道，有關(guān)該治療方式的生物學(xué)機(jī)制還待進(jìn)一步深入研究，未來也尚需要更多大樣本、多中心的臨床隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)去探討，以期改善高齡T2DM患者的血糖和胰島素抵抗，預(yù)防和延緩T2DM伴肌少癥的發(fā)生，保障患者的生活質(zhì)量。