高強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng)與中等強(qiáng)度持續(xù)運(yùn)動(dòng)對(duì)2型糖尿病患者血糖控制和心血管風(fēng)險(xiǎn)因子干預(yù)效果對(duì)比的Meta分析

韓奇 劉佳易 安楠 李雪陽(yáng) 謝敏豪

1 國(guó)家體育總局運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)研究所，國(guó)家運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)測(cè)試研究中心，國(guó)家體育總局運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（北京 100029）

2 北京體育大學(xué)運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)學(xué)院（北京 100084）

3 清華大學(xué)丘成桐數(shù)學(xué)科學(xué)中心（北京 100084）

運(yùn)動(dòng)療法在2 型糖尿?。╰ype 2 diabetes melli?tus，T2DM）患者的早期治療中扮演著重要角色，在預(yù)防和治療T2DM 中有廣泛應(yīng)用[1]?！按髴c糖尿病流行病學(xué)調(diào)查”研究了不同生活方式對(duì)T2DM 發(fā)病率及生活質(zhì)量的影響，提示在飲食攝入相似的前提下，增加運(yùn)動(dòng)量可以降低糖尿病的發(fā)生率[2]。T2DM與靜坐少動(dòng)生活方式具有關(guān)聯(lián)[3]，推廣運(yùn)動(dòng)療法具有重要意義[4]。美國(guó)糖尿病學(xué)會(huì)和運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)學(xué)會(huì)推薦糖尿病患者每周完成2～3 次抗阻訓(xùn)練和≥5 次30 分鐘的有氧訓(xùn)練[5]。中等強(qiáng)度持續(xù)運(yùn)動(dòng)（moderate intensity continuous train?ing，MICT）占用時(shí)間長(zhǎng)，患者依從性較差，而高強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng)（high intensity interval training，HIIT）耗時(shí)較短、依從率高[6]。Hollekim-Strand 等報(bào)道，與MICT 相比，HIIT 可以更好地增強(qiáng)心肺功能、提升峰值攝氧量（VO2peak）[7]。細(xì)胞分子生物學(xué)機(jī)制的研究方面，HIIT 在改善T2DM 患者心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)因子上同樣有優(yōu)于MICT的報(bào)道。例如，Koh等研究發(fā)現(xiàn)，HIIT可以增加骨骼肌當(dāng)中的線粒體含量，增加有氧代謝功能，增加肌糖原和血糖的消耗，同時(shí)降低骨骼肌中脂滴的大小[8]。Alvarez等研究發(fā)現(xiàn)，HIIT可以改善血脂異常、空腹血糖和血脂異常相關(guān)的高血糖癥[9]。為了進(jìn)一步探討HIIT與MICT 對(duì)T2DM 患者血糖控制和心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)因子的影響，本文比較HIIT與MICT對(duì)T2DM患者干預(yù)效果的差異，為T2DM 患者選擇HIIT 的運(yùn)動(dòng)方式提供參考[7]。

1 研究方法

1.1 納入標(biāo)準(zhǔn)

納入薈萃（Meta）分析的標(biāo)準(zhǔn)如下：1）受試者年齡大于30 歲，患有2 型糖尿病且無其他嚴(yán)重影響受試者健康的并發(fā)癥；2）開展了HIIT 和MICT 的對(duì)照實(shí)驗(yàn)，干預(yù)時(shí)間大于或等于8 周；3）實(shí)驗(yàn)期間保持原有用藥和膳食習(xí)慣；4）報(bào)告了干預(yù)前后血糖和心血管風(fēng)險(xiǎn)因子指標(biāo)。

1.2 文獻(xiàn)檢索

采用關(guān)鍵詞結(jié)合醫(yī)學(xué)主題詞（MeSH）搜索策略，檢索中國(guó)知網(wǎng)、萬(wàn)方數(shù)據(jù)、Pubmed/Medline、Cochrane Li?brary、SPORTDiscus 數(shù)據(jù)庫(kù)，檢索時(shí)間限定為2010年6月1日至2021年4月18日，且為學(xué)術(shù)期刊論文。英文檢索詞有：diabetes，type 2 diabetes mellitus，T2D，T2DM，exercise，training，aerobic exercise，moderate intensity continuous training，MICT，high intensity in?terval training，interval training，HIIT。中文檢索詞有：2型糖尿病、高強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng)、中等強(qiáng)度持續(xù)運(yùn)動(dòng)。

兩名研究人員獨(dú)立完成文章初篩和納入文獻(xiàn)基本信息（國(guó)家、年份、作者）、受試者信息、運(yùn)動(dòng)干預(yù)內(nèi)容、干預(yù)前后效應(yīng)指標(biāo)變化的統(tǒng)計(jì)，存在爭(zhēng)議時(shí)由另一名高級(jí)研究人員協(xié)商解決。

1.3 數(shù)據(jù)整理與分析

使用RevMan5.3 軟件分析數(shù)據(jù)，評(píng)價(jià)偏移風(fēng)險(xiǎn)、合并效應(yīng)、敏感性分析等。HIIT組與MICT組的組間差異采取隨機(jī)效應(yīng)模型計(jì)算不同研究間的加權(quán)均數(shù)差（WMD）。若納入研究?jī)H給出平均值與標(biāo)準(zhǔn)誤（SE），將SE換算為標(biāo)準(zhǔn)差（SD）。例如，Mitranun等[10]僅匯報(bào)SE，我們將SE 換算為SD 后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。此外，若指標(biāo)在轉(zhuǎn)換為SD之后數(shù)值較其他組差距較大（可能是由于受試者間存在較大的個(gè)體差異所致），使用WMD 時(shí)該研究權(quán)重為0%，則該指標(biāo)使用標(biāo)準(zhǔn)均數(shù)差（SMD）統(tǒng)計(jì)分析。本文報(bào)告了SMD 的指標(biāo)有空腹血糖、糖化血紅蛋白（hemoglobin A1c，HbA1c）和血脂四項(xiàng)。

采用Q 檢驗(yàn)并結(jié)合I2進(jìn)行異質(zhì)性分析，當(dāng)P≥0.10時(shí)，不同研究間不存在異質(zhì)性或異質(zhì)性可以忽略。當(dāng)P<0.10時(shí)，不同研究間存在異質(zhì)性，I2<0.4時(shí)異質(zhì)性可以忽略；0.4≤I2≤0.6 時(shí)，不同研究間存在中等的異質(zhì)性；I2>0.6 時(shí)，不同研究間的異質(zhì)性較高。異質(zhì)性高時(shí)，去除單項(xiàng)研究（設(shè)置權(quán)重=0%），討論異質(zhì)性來源，并觀察敏感性。

2 結(jié)果

2.1 文獻(xiàn)檢索結(jié)果

共檢索出相關(guān)文獻(xiàn)1486 篇（Pubmed 933 篇，Co?chrane Library 494篇，SPORTDiscus 59篇，其他來源1篇），通過文體、發(fā)表時(shí)間去除論文1024 篇，剔除研究目的和研究設(shè)計(jì)不符合納入要求的445 篇，剔除數(shù)據(jù)不完整4篇，最終納入研究13篇。

2.1.1 納入文獻(xiàn)的基本情況

納入研究的基本情況如表1所示。共納入337 位糖尿病患者，其中172 位患者參加了HIIT，165 位患者參加了MICT。研究分別來自丹麥3篇，美國(guó)1篇，法國(guó)1篇，加拿大1篇，挪威2篇，澳大利亞2篇，葡萄牙1篇，埃及1篇，泰國(guó)1篇。訓(xùn)練干預(yù)8～52周，每周2～5次，受試者保持原有的用藥情況和膳食習(xí)慣。受試者如在隨訪過程中停用了降糖藥，則剔除該受試者后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，例如，Terada 等[11]在研究過程中有一位受試者停藥，該研究在計(jì)算HbA1c 和空腹血糖時(shí)將該被試者剔除。

表1 納入研究基本情況（n=13）

（續(xù)表1）

（續(xù)表1）

2.1.2 偏倚性評(píng)估

兩位研究人員獨(dú)立地完成偏倚評(píng)價(jià)，未達(dá)成一致時(shí)由另一位高級(jí)研究人員進(jìn)行判定。分別從選擇性偏倚（隨機(jī)抽樣、隨機(jī)分組）、實(shí)施偏倚（對(duì)受試者和實(shí)驗(yàn)人員是否采用盲法實(shí)驗(yàn)）、測(cè)量偏倚（對(duì)實(shí)驗(yàn)操作員是否采用了結(jié)局盲法）、隨訪偏倚（結(jié)果的完整性）、選擇性報(bào)告偏倚和其他偏倚進(jìn)行評(píng)價(jià)，偏倚風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)見圖1。

圖1 納入研究的偏倚風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)圖

2.2 HIIT與MICT干預(yù)效果對(duì)比

2.2.1 對(duì)人體測(cè)量學(xué)指標(biāo)的干預(yù)效果對(duì)比

體重：10篇研究報(bào)告了240位患者，體重?cái)?shù)據(jù)不存在異質(zhì)性（P>0.10，I2=0%），HIIT 與MICT 組干預(yù)效果WMD=0.83（95%CI:0.03～1.64，P=0.04），HIIT在降低體重方面的效果優(yōu)于MICT（見圖2A）。

身體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）：10 篇研究納入272 位患者，數(shù)據(jù)不存在異質(zhì)性（P>0.10，I2=0%），HIIT 與MICT 組干預(yù)效果WMD=0.32（95%CI:0.02～0.61，P=0.04），HIIT 在降低BMI 方面的效果優(yōu)于MICT（見圖2B）。

體脂百分比（percentage of body fat，%Fat）：8 篇研究納入了201 位患者，數(shù)據(jù)不存在異質(zhì)性（P>0.10，I2=0%），HIIT 與MICT 組干預(yù)效果WMD=0.11（95%CI:－0.46～0.69，P=0.70），無顯著差異（見圖2C）。

腰圍：7 篇研究納入179 位患者，數(shù)據(jù)不存在異質(zhì)性（P>0.10，I2=0%），HIIT與MICT組干預(yù)效果WMD=0.18（95%CI:－0.72～1.07，P=0.70），無顯著差異（見圖2D）。

腰臀比（waist to hip ratio，WHR）：4 篇研究納入了101位患者，數(shù)據(jù)存在異質(zhì)性（P<0.10，I2=96%），HI?IT 與MICT 組干預(yù)效果WMD=0.03（95%CI:－0.03～0.09，P=0.33），無顯著差異；去除Hwang 等[16]的研究時(shí)，異質(zhì)性減小至無（P>0.10，I2=0%），進(jìn)一步分析認(rèn)為該研究可能夸大了HIIT對(duì)WHR的效果，去除該研究后WMD=0.02（95%CI:0～0.03，P=0.03），即HIIT在降低WHR方面的效果優(yōu)于MICT（見圖2E）。

圖2 HIIT與MICT對(duì)T2DM患者人體測(cè)量學(xué)指標(biāo)的影響對(duì)比

2.2.2 對(duì)VO2peak和安靜心率干預(yù)效果的對(duì)比

VO2peak：11 篇研究納入289 位患者，數(shù)據(jù)存在中等程度的異質(zhì)性（P<0.10，I2=51%），HIIT與MICT組干預(yù)效果WMD=1.89（95%CI:0.64～3.14，P=0.00），HIIT提升VO2peak的效果優(yōu)于MICT（見圖3A）。

安靜心率（resting heart rate，RHR）：5 篇研究納入143 位患者，數(shù)據(jù)不存在異質(zhì)性（P>0.10，I2=0%），HIIT與MICT組干預(yù)效果WMD=0.06（95%CI:－1.50～1.63，P=0.94），無顯著差異（見圖3B）。

圖3 HIIT與MICT對(duì)T2DM患者的VO2peak和安靜心率的影響對(duì)比

2.2.3 對(duì)空腹血糖、空腹胰島素、HbA1c 和胰島素抵抗指數(shù)干預(yù)效果的對(duì)比

HbA1c：12 篇研究納入300 位患者，數(shù)據(jù)不存在異質(zhì)性（P>0.10，I2=0%），HIIT 與MICT 干預(yù)效果SMD=0.25（95%CI:0.02～0.48，P=0.03），HIIT在降低HbA1c方面的效果優(yōu)于MICT（見圖4A）。

空腹血糖：8 篇研究納入180 位患者，數(shù)據(jù)不存在異質(zhì)性（P>0.10，I2=0%），HIIT 與MICT 干預(yù)效果SMD=0.14（95%CI:－0.16～0.43，P=0.37），無顯著差異（見圖4B）。

空腹胰島素：5篇研究納入122位患者，數(shù)據(jù)存在較高異質(zhì)性（P<0.10，I2=75%）。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，去除Sabag等[12]的研究后數(shù)據(jù)存在中等程度異質(zhì)性（P>0.10，I2=41%），說明該研究可能夸大了HIIT對(duì)空腹胰島素的干預(yù)效果，去除Sabag 的研究后HIIT 與MICT 組干預(yù)效果WMD=12.37（95%CI:0.38～24.36，P=0.04），HIIT在降低空腹胰島素方面的效果優(yōu)于MICT（見圖4C）。

胰島素抵抗指數(shù)（homeostatic model assessment for insulin resistance，HOMA-IR）：8 篇研究納入222位患者，數(shù)據(jù)存在中等的異質(zhì)性（P<0.10，I2=59%），HIIT 與MICT 干預(yù)效果WMD=0.04（95%CI:－0.29～0.37，P=0.82），無顯著差異；去除Hwang 等[16]的研究時(shí)，異質(zhì)性減小至無（P>0.10，I2=0%），進(jìn)一步分析認(rèn)為該研究可能夸大了HIIT 對(duì)HOMA-IR 的效果，去除該研究后WMD=－0.19（95%CI:－0.37～0.00，P=0.05），無顯著差異（見圖4D）。

圖4 HIIT與MICT對(duì)T2DM患者空腹血糖、空腹胰島素、HbA1c（%）和HOMA-IR的影響對(duì)比

2.2.4 對(duì)血脂四項(xiàng)干預(yù)效果的對(duì)比

總膽固醇（total cholesterol，TC）：10 篇研究納入256位患者，數(shù)據(jù)不存在異質(zhì)性（P>0.10，I2=0%），HIIT與MICT 組干預(yù)效果SMD=0.27（95%CI:0.02～0.52，P=0.03），存在顯著差異（見圖5A）。

高密度脂蛋白膽固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-C）：11 篇研究納入271 位患者，數(shù)據(jù)不存在異質(zhì)性（P>0.10，I2=0%），HIIT 與MICT 干預(yù)效果SMD=0.09（95%CI:－0.15～0.33，P=0.44），無顯著差異（見圖5B）。

低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein cho?lesterol，LDL-C）：10篇研究納入256位患者，數(shù)據(jù)存在異質(zhì)性（P<0.10，I2=67%），HIIT 與MICT 組干預(yù)效果SMD=0.17（95%CI:－0.28～0.62，P=0.46），無顯著差異；去除Karstoft 的研究后，異質(zhì)性減小（P>0.10，I2=37%），進(jìn)一步分析認(rèn)為該研究可能夸大了HIIT 對(duì)LDL-C 的干預(yù)效果，去除該研究后SMD=0.00（95%CI:－0.33～0.34，P=0.99），無顯著差異（見圖5C）。

甘油三酯（triglyceride，TG）：11篇研究納入271位患者，數(shù)據(jù)不存在異質(zhì)性（P=0.10，I2=37%），HIIT 與MICT 組干預(yù)效果SMD=0.19（95%CI:－0.12～0.50，P=0.24），無顯著差異（見圖5D）。

圖5 HIIT與MICT對(duì)T2DM患者血脂四項(xiàng)的改善作用對(duì)比

2.2.5 對(duì)血壓干預(yù)效果的對(duì)比

收縮壓（systolic blood pressure，SBP）：9篇研究納入251 位患者，數(shù)據(jù)不存在異質(zhì)性（P>0.10，I2=18%），HIIT與MICT組干預(yù)效果WMD=0.26（95%CI:－2.44～2.97，P=0.85）（見圖6A）。

舒張壓（diastolic blood pressure，DBP）：9 篇研究納入251 位患者，數(shù)據(jù)不存在異質(zhì)性（P>0.10，I2=63%），HIIT 與MICT 組干預(yù)效果WMD=－0.19（95%CI:－1.15～0.77，P=0.70），均無顯著差異（見圖6B）。

圖6 HIIT與MICT對(duì)T2DM患者血壓影響的對(duì)比

3 討論

近些年來，HIIT 備受關(guān)注，在T2DM 患者中的應(yīng)用和報(bào)道逐漸增加，然而，其功效是否優(yōu)于MICT，以及其安全性尚未得到大規(guī)模的流行病學(xué)雙盲隨機(jī)對(duì)照研究驗(yàn)證。

本文納入統(tǒng)計(jì)的文獻(xiàn)采用了70%～100%強(qiáng)度的HIIT 運(yùn)動(dòng)，干預(yù)期間無心血管意外和心血管損傷事件發(fā)生，僅報(bào)道1例因注射胰島素引起低血糖伴頭暈和1例呼吸急促（2人休息和補(bǔ)水后均自行恢復(fù)并完成了后續(xù)實(shí)驗(yàn)）[16]，可見HIIT 在無嚴(yán)重并發(fā)癥T2DM 患者的治療當(dāng)中是安全的。

T2DM 與心血管疾?。╟ardio vascular disease，CVD）具有部分共同的風(fēng)險(xiǎn)因子，例如，家族史、增齡、高血壓、高血糖、脂肪代謝紊亂（TC、TG、LDL-C 上升，HDL-C 下降）、肥胖、靜坐少動(dòng)的生活方式。由于T2DM常伴隨著炎癥反應(yīng)的發(fā)生，而血管內(nèi)膜炎癥可以引起斑塊的形成并發(fā)展為動(dòng)脈粥樣硬化，說明T2DM的發(fā)生與發(fā)展會(huì)進(jìn)一步提升CVD風(fēng)險(xiǎn)。

雖然HIIT 在改善空腹血糖、TG、TC、HDL-C 和LDL-C 方面，不同研究之間存在差異，但是綜合來說，在HIIT與MICT的對(duì)比中發(fā)現(xiàn)，HIIT在改善T2DM患者體重、BMI、空腹胰島素、HbA1c、WHR、VO2peak方面的效果優(yōu)于MICT；而在改善T2DM 患者體脂率、腰圍、空腹血糖、HOMA-IR、血壓、安靜心率和血脂四項(xiàng)上不具有顯著差異，其中血壓和血脂方面的結(jié)果與Jung等[6]的研究具有一致性。

胰島素抵抗是T2DM 普遍存在的現(xiàn)象和致病因素，通過運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練加強(qiáng)骨骼肌對(duì)葡萄糖的消耗，從而改善胰島素受體底物（insulin receptor substrate，IRS）敏感性，可以達(dá)到改善血糖調(diào)控的作用。Hafstad 等[22]研究發(fā)現(xiàn)，與MICT相比，HIIT顯著增加心肌重量，提高檸檬酸合成酶活性、糖的利用率（36%）和VO2peak。Little等[23]發(fā)現(xiàn)，兩周HIIT 訓(xùn)練后，T2DM 患者餐后血糖顯著下降，骨骼肌檸檬酸合成酶活性提高20%，復(fù)合物Ⅱ的70 kDa亞基（ComplexⅡ70 kDa subunit）蛋白表達(dá)提升37%，復(fù)合物Ⅲ核心蛋白2 型亞基（Complex ⅢCore 2 protein）蛋白表達(dá)提升51%，復(fù)合物Ⅳ蛋白表達(dá)提升68%，線粒體融合蛋白（Mitofusion）表達(dá)提升71%，葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4（glucose transporter type 4，GLUT4）表達(dá)提升369%。

HbA1c、空腹血糖和HOMA-IR是評(píng)價(jià)血糖控制效果的重要指標(biāo)。HbA1c 與血糖水平成正相關(guān)，并且通過了驗(yàn)證[24]。本研究發(fā)現(xiàn)HIIT降低HbA1c的效果優(yōu)于MICT。盡管HIIT 和MICT 在空腹血糖以及HOMA-IR指數(shù)方面不具有顯著差異，但HIIT 在改善HbA1c 方面具有更為積極的作用（P<0.05），與有關(guān)研究一致[25]。

5篇研究納入了空腹胰島素指標(biāo)，從結(jié)果可見HIIT降低空腹胰島素的效果優(yōu)于MICT（P<0.05）?？崭挂葝u素降低可能與HIIT影響合成胰島素的基因表達(dá)變化有關(guān)，例如，Koranyi等[26]發(fā)現(xiàn)大鼠每周6天15%的坡度跑（90 min，25 m/min）3周后，胰腺葡萄糖激酶和胰島素原（proinsulin）的mRNA 水平顯著降低。此外，Slentz等[27]發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可以直接影響T2DM 患者胰島B 細(xì)胞的功能，改善患者的糖耐量。

肥胖、血脂異常和高血壓是T2DM 和CVD 的風(fēng)險(xiǎn)因子。盡管HIIT 和MICT 在改善腰圍和體脂率上不具有顯著差異（P>0.05），但HIIT 在降低體重、BMI 和WHR 方面更為有效（P<0.05）。本研究中HIIT 與MICT僅在改善TC 方面優(yōu)于MICT（P<0.05），但在HDL-C、LDL-C 以及TG 方面無顯著差異（P>0.05），與Liu 等[25]的分析一致。HIIT 提升VO2peak的效果優(yōu)于MICT（P<0.05），但是在改善RHR、DBP、SBP方面與MICT不具有顯著差異（P>0.05），說明HIIT沒有起到比MICT更好的改善RHR和血壓作用，與Tjonna[28]等的研究一致。

本文納入的13 項(xiàng)研究干預(yù)時(shí)間最短持續(xù)8 周，最長(zhǎng)持續(xù)52周，平均持續(xù)15.2周，其中持續(xù)12周的研究5項(xiàng)、持續(xù)16周的研究3項(xiàng)、持續(xù)11周的研究2項(xiàng)、持續(xù)8周的研究2 項(xiàng)、持續(xù)52 周的研究?jī)H1 項(xiàng)。由于本研究的變量為運(yùn)動(dòng)方式，干預(yù)時(shí)間為無關(guān)變量，因此，本文未開展不同干預(yù)時(shí)間對(duì)T2DM 相關(guān)指標(biāo)影響的分析。未來，可以從干預(yù)時(shí)長(zhǎng)角度分析，探討不同干預(yù)時(shí)間的HIIT對(duì)T2DM的干預(yù)效果。

4 結(jié)論

綜上，HIIT 可改善2 型糖尿病患者的血糖控制情況，降低部分心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)因子（如，體重、身體質(zhì)量指數(shù)、腰臀比），且在改善2型糖尿病患者體重、身體質(zhì)量指數(shù)、腰臀比、空腹胰島素、糖化血紅蛋白、峰值攝氧量、總膽固醇方面的效果優(yōu)于MICT。二者在改善空腹血糖、胰島素抵抗指數(shù)、低密度脂蛋白膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇、甘油三酯和血壓上不具有顯著差異。持續(xù)8～52 周、每次20～60 分鐘的HIIT 在改善2 型糖尿病患者的血糖控制、體重管理、血壓、血脂異常和運(yùn)動(dòng)能力方面是安全的，同時(shí)起著積極的作用。