高 峰，崔文麗，焦廣發，3，金鳳霞，張 靜

代謝綜合征（metabolic syndrome，MS）是以肥胖、空腹血糖受損（FBG）或2型糖尿病（T2DM）、高甘油三酯（TG）、低高密度脂蛋白-膽固醇（HDL-C）和高血壓等多種心血管危險因素聚集為特征的一種多組分、多病因的慢性代謝性異常征候群。肥胖與MS流行病學資料顯示：我國上海市40～49歲人群中MS發生率為體重正常組8.0％、超重組20.1％和肥胖組29.6％［12］；美國第3次全國健康和營養調查報道體重正常、超重和肥胖人群的MS患病率分別為4.6％、22.4％和59.6％［14］。流行病學資料表明，肥胖是MS獨立危險因素且MS發生率隨BMI值增加而上升。

靜態生活方式與MS研究表明，增加身體活動和運動訓練水平，可提高心肺適能、改善MS各組分征狀［15，33］。MS各組分對最大脂代謝水平的研究顯示，肥胖可導致其運動中脂肪氧化供能水平受損和骨骼肌肉代謝異常；肥胖者比體重正常者脂氧化率低，且在更低的運動強度出現糖脂供能轉化的交叉點［25］；T2DM患者在安靜和運動中的脂肪氧化率也顯著低于健康者，T2DM最大脂代謝運動強度（37％O2max）處于低有氧強度范圍且在運動中更早的轉化為碳水化合物供能［14］。但MS診斷指標準中4組分均存在異常的全MS（total metabolic syndrome，tMS）男性最大脂代謝水平之特點尚鮮見研究報道，BMI和心肺適能對tMS男性最大脂代謝水平的影響也有待探究。因此，本文旨在研究tMS男性最大脂代謝特點以及tMS男性最大脂代謝水平與BMI、心肺適能之間的關系，為tMS男性運動處方的制定提供參考。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

表1 本研究研究對象基本情況和MS組分特征一覽表（n=24）

依據2004年中華醫學會糖尿病學分會代謝綜合征研究協作組制定的MS診斷標準（簡稱CDS標準），從石家莊中心醫院體檢科2008年9～11月1 461名男性體檢數據中，篩選出55歲以下男性tMS者56名（具有以下情況之一者不予入選：1）既往曾確診有冠心病者；2）合并嚴重肝、腎疾病者；3）有慢性炎性疾病史；4）有明確感染或系統性炎性疾病；5）有腫瘤病史；6）有急性心肌梗死等應激情況。通過體檢登記電話募集研究對象29名（其中，2名中途退出，3名因健康原因放棄），最終獲得研究對象24名，年齡范圍為37～55歲，平均年齡45.87±5.57歲。

1.2 研究方法

1.2.1 實驗總體流程

全部研究對象簽署人體研究知情同意書后，于2009年5月進行空腹身高、體重、腰圍、臀圍和血壓測量，體成分檢測采用多頻生物電阻抗法（T-SCAN plus，韓國），血液指標檢測FBG、TC、HDL-C、TG和胰島素。據CDS標準判定研究對象為tMS患者后，隨機安排研究對象于上午8：00—10：30以功率車為負荷計進行心肺適能測試，判定最大耗氧量和最大功率車負荷。間隔3～7天后進行最大脂代謝水平檢測。

1.2.2 實驗分組

獲得全部實驗數據后，首先依據BMI平均值將研究對象分為高、低BMI組，比較不同心肺適能水平對tMS男性最大脂代謝水平的影響；然后，依據平均最大耗氧量值，將研究對象分為高、低心肺適能組，比較不同心肺適能水平對tMS男性最大脂代謝水平的影響［8］。

1.2.3 tMS判定

tMS男性判定標準為代謝綜合征CDS標準［3］中4項組成分均出現異常者。判定標準包括：1）肥胖：BMI≥25；2）高血糖：FBG≥6.1mmol/L，或餐后2h血糖＞17.8mmol/L，或已確診為糖尿病并治療者；3）收縮壓（SBP）≥140mmHg和/或舒張壓（DBP）≥90mmHg，或已確診為高血壓并治療者；4）TG≥1.7mmol/L，HDL-C＜0.9mmol/L（男性）或＜1.0mmol/L（女性）。

1.2.4 血樣本的檢測

清晨采集空腹靜脈血10ml，分別制備血清和血漿。血糖、血清TG、血清TC、血清HDL-C檢測采用酶化學法，血漿胰島素采用放射免疫。樣本檢測由石家莊鐵路中心醫院檢驗科完成。

1.Provincial Key Lab of Measurement and Evaluation in Human Movement and Bioinformation，Physical Education College，Hebei Normal University，Shijiazhuang 050016，China； 2.Shijiazhuang General Hospital，Shijiazhuang 050016，China；3.Bohai Petroleum Vocational College，Renqiu 062552，China.

全身胰島素抵抗判定采用穩態模型法（HOMAIR）：HOMAIR=（FINS×FBG）/22.5，以≥3.8全身胰島素抵抗標準［22］，FINS為空腹胰島素（uU/ml），FBG為空腹血糖（mmol/L）。

1.2.5 心肺適能測試

本研究通過檢測最大耗氧量值反映被試心肺適能水平。被試測試前24h避免劇烈運動、禁飲用含咖啡因和酒精食物。禁食10h，次日被試標準早餐1h后，采用Lode功率車進行遞增負荷運動測試。測試程序為30W起，20W遞增，每級負荷3min，直至力竭。整個遞增負荷期間用MAXII氣體代謝分析系統實時記錄運動中氣體代謝指標，氣體代謝采樣頻率為10s，蹬車轉速保持在60rpm，轉速無法保持且低于50rpm時判定為力竭［6］。

最大耗氧量的評價標準為具備以下3項指標的前2項或全部者：1）獲得最大耗氧量峰值或耗氧量平臺（即氣體采樣點耗氧量差異＜50mL/min）；2）EREmax＞1.1；3）HRmax達到最大預測心率±10bpm（最大預測心率=220-年齡）［4，29］。

最大功率車負荷（maximal Workload capacity，WLmax）判定標準：若最末一級負荷蹬騎時間恰為3min，則最末級負荷值為WLmax；若最末級負荷蹬騎時間＜3min，則WLmax=WLn-1+。WLn-1為最末級負荷前一級負荷值，t為最末級負荷蹬騎所用時間（單位min），20為遞增負荷瓦數［26］。

1.2.6 最大脂代謝水平測定

依據最大耗氧量測試獲得的WLmax后，分別按照10％、20％、30％、40％和50％WLmax設定個性化5級負荷運動方案，每級負荷6min，記錄恒定運動負荷強度下氣體代謝數據。5級負荷隨機安排測試順序，每級負荷間休息至血壓和心率恢復至安靜值。

運動中脂氧化率計算：依據非蛋白呼吸商氣體代謝分析數據，采用Frayn公式［19］計算運動中脂氧化率和碳水化合物代謝率；脂氧化率（fat oxidation rate，mg/min）=1.6946O2-1.7012CO2，碳水化合物氧化率（CHO oxidation rate，mg/min）=4.585CO2-3.2255O2。O2和CO2單位為ml/min，O2和CO2為每級負荷末1min內氣體采樣數據的平均值［2］。

最大脂氧化強度和最大脂氧化率判定：通過Frayn底物氧化公式推算不同運動強度（％WLmax）下對應的脂氧化值（FOR），對WLmax-FOR做散點圖并進行曲線平滑和擬合后，判定曲線的頂點為最大脂肪氧化率值（MFOR）［25］；MFOR所對應的運動強度（％WLmax）相應耗氧量轉換為最大耗氧量百分比（％O2max）即Fatmax。

糖脂供能交叉點相應運動強度判定：總耗能量中30％來自脂肪供能和70％來自糖供能時相應運動強度為糖脂供能交叉點；運動中糖脂供能比例計算公式為：％CHO=［（RER-0.71）/0.20］×100，％Fat=［（1-RER）/0.29］×100［9］。

1.2.7 數據處理

采用SPSS軟件，非正態分布數據做對數轉換為正態分布，組間比較采用非配對t檢驗；相關性分析采用Pearson相關系數檢驗。所有數據采用平均值±標準差（±SD）表示，統計結果以P＜0.05為顯著性統計標準，P＜0.01為非常顯著性統計標準。

2 研究結果

2.1 tMS男性基本情況和MS組分特征

由表1可知，依據CDS代謝綜合征診斷標準，被試在BMI、血壓、血脂和血糖4個MS組分均出現異常，24名研究對象符合tMS患者判定標準；同時，穩態模型法（HOMAIR）檢測被試胰島素抵抗指數，表明tMS患者處于胰島素抵抗狀態。

2.2 tMS男性心肺適能和最大脂代謝水平

結果顯示，tMS男性平均心肺適能為18.25±2.68ml/kg/min；tMS男性MFO、Fatmax、FatmaxRER（最大脂代謝強度相應呼吸交換率）和糖脂供能交叉點值見表2；圖1顯示了tMS男性（年齡55歲，體重92.4kg）MFO和糖脂氧化供能交叉點特征。

表2 本研究tMS男性心肺適能和最大脂代謝水平特征一覽表（n=24）

圖1 tMS男性（年齡55歲，體重92.4kg）最大脂氧化率和糖脂交叉點判定示意圖

2.3 不同BMI值tMS男性各指標組間比較結果

由表3可知，高BMI組tMS男性HOMAIR指數均顯著高于低BMI組（P＜0.01）；其他MS診斷標準間差異均不具顯著性；最大脂代謝水平和心肺適能組間相比均無顯著性差異。

表3 本研究不同BMI值tMS男性各指標組間比較一覽表 （±SD）

表3 本研究不同BMI值tMS男性各指標組間比較一覽表 （±SD）

注：＊P＜0.05，＊＊P＜0.01；下同。

低BMI組（n=11）高BMI組（n=13）MS組分BMI 26.70±1.07 31.00±1.99＊＊SBP（mmHg） 132.73±8.5 137.00±10.04 DBP（mmHg） 91.45±7.34 93.92±7.80 FPG（mmol/L） 6.41±0.40 6.60±0.57 TG（mmol/L） 2.51±0.53 3.25±1.95 HDL-C（mmol/L） 1.00±0.15 1.18±0.11 HOMAIR 3.85±0.65 3.95±0.87＊最大脂代謝水平MFOR（g/min） 150.55±16.77 151.62±24.13 Fatmax（％O2max） 26.78±3.64 29.23±4.43糖脂交叉點（％O2max） 32.41±3.92 35.28±3.28心肺適能O2max（ml/kg/min） 18.41±2.33 18.11±3.04

2.4 不同心肺適能tMS男性各指標組間比較結果

由表4可知，高心肺適能組tMS男性最大耗氧量和MFOR值均顯著高于低心肺適組（P＜0.01）；除SBP外其他MS診斷標準間差異均不具顯著性；Fatmax和糖脂氧化供能交叉點組間比較差異均不具顯著性。

表4 本研究不同心肺適能tMS男性各指標組間比較一覽表 （±SD）

表4 本研究不同心肺適能tMS男性各指標組間比較一覽表 （±SD）

低心肺適能組（n=13） 高心肺適能組（n=11）心肺適能O2max（ml/kg/min） 16.35±1.77 20.49±1.62＊＊MS組分BMI 28.31±2.13 29.88±3.15 SBP（mmHg） 131.00±6.75 139.82±10.15＊DBP（mmHg） 93.77±8.07 91.64±7.04 FPG（mmol/L） 6.58±0.48 6.44±0.54 TG（mmol/L） 2.90±1.88 2.92±0.96 HDL-C（mmol/L） 1.07±0.16 1.13±0.15 HOMAIR 4.00±0.79 3.78±0.74最大脂代謝水平MFOR（mg/min） 140.08±17.31 165.18±15.65＊＊Fatmax（％O2max） 27.27±3.34 29.07±5.01糖脂交叉點（％O2max） 32.89±3.77 35.21±3.59

2.5 BMI值、心肺適能與最大脂代謝指標間相關分析結果

Pearson相關分析結果（表5）可知：心肺適能與MFOR呈顯著正相關（r=0.75，P＜0.01），而BMI與MFOR呈正相關但不具顯著性；心肺適能和BMI分別與Fatmax和糖脂交叉點間呈正相關，但均不具顯著性。

表5 本研究BMI、心肺適能與最大脂代謝指標間相關系數一覽表

3 討論

3.1 tMS男性最大脂肪代謝的特點

Romijn（1993）［27］用氣體代謝法和同位素示蹤法對男性在3種運動強度下脂氧化率進行測定發現，脂氧化率從25％O2max到65％O2max為提高，到85％O2max時表現為下降。該研究是直接測量不同運動強度下脂氧化率的經典實驗，也是中等強度（40％/50％～70％O2max）運動利于減脂最有力的實驗支持。近幾年通過間接測熱法對不同人群MFOR和Fatmax值的研究資料顯示，男運動員MFOR和Fatmax優于男大學生［7］，肥胖男性MFOR和Fatmax與男運動員、男大學生相比最低［17，30］。本研究針對tMS男性的研究表明，超重/肥胖并合并血壓、血糖和血脂異常的tMS男性的Fatmax＜40％，處于低有氧運動強度范圍；tMS男性MFOR值低于相關研究中運動員、大學生和肥胖者MFOR值［7，17，27］；而tMS男性MFOR相應的呼吸商（FatmaxRER=0.93±0.1）偏高。提示，男性tMS在最大脂代謝水平時，脂肪占總能消耗中的比例也僅為24％左右；男性tMS最大脂氧化強度和糖脂交叉點為，28.48±5.98％O2max與33.42±6.96％O2max。由此可以認為，在運動處方強度設定中即使采用中等有氧運動強度下限，tMS男性也是在交叉點強度以上運動，此時全身脂氧化率極低，達不到調動tMS男性全身脂氧化供能的效果。

tMS最大脂代謝水平下降究其原因，主要由于內臟脂肪組織對胰島素敏感性下降，脂肪酶脂解作用增強，導致門脈循環和體循環中自由脂肪酸（FFA）增加，對胰島素調控的靶器官（肌肉、胰臟和肝臟）產生脂毒性作用，最終引發機體運動時脂肪氧化和利用受到抑制［28］。以最大脂代謝為靶強度的有氧運動可增加非血源性FFA氧化分解，提高肌肉線粒體數目，增加脂蛋白脂酶、肉毒堿棕櫚酸轉移酶和檸檬酸合成酶活性，起到增加全身脂氧化水平的效果［1］。因此，本研究結果支持在今后MS運動處方強度制定中應進一步細化有氧運動強度范圍，對伴脂代謝、血壓、血糖和體成分異常的tMS男性需采用低強度運動治療方案，以利于提高其運動中脂代謝水平和改善各MS組分癥狀，進而獲得理想的運動治療效果［10，24］。

3.2 BMI和心肺適能對tMS男性最大脂肪代謝的影響

超重/肥胖并合并血壓、血糖和血脂異?？墒箃MS男性最大脂代謝水平低下，而不同BMI水平的tMS男性是否存在最大脂代謝水平的差異？Perez-Martin等研究發現，肥胖和體重正常成年人相比（BMI=30.8±0.8vs.23±0.4，P＜0.001），肥胖者MFOR、Fatmax和糖脂供能交叉點均顯著下降［25］。相關研究也一致說明，肥胖致使全身脂氧化能力下降，運動中對糖供能依賴增強［11，31］?？梢?，肥胖是影響機體最大脂代謝水平的因素之一。同時，超重或肥胖也是MS發生、發展的關鍵因素和核心環節。

本研究依據BMI平均值（28.95）將研究對象分為高、低BMI組（26.70±1.07 vs 31.00±1.9，P＜0.01），以探究不同肥胖度對tMS男性最大脂代謝水平的影響。我國CDC代謝綜合征診斷標準中，體成分異常的判定標準是BMI＞25，而我國肥胖工作組制定的成年人肥胖標準為BMI≥28，28＜BMI≤24為超重［5］。因此，本研究中tMS男性屬于超重肥胖人群，而高、低BMI組分別屬于超重和肥胖范圍；高、低BMI組間MFOR、Fatmax和糖脂代謝交叉點差異不具顯著性，其他3項MS診斷標準血壓、血糖和血脂指標組間差異也不具顯著性。但兩組間胰島素抵抗指數（HOMAIR）具顯著差異。說明高BMI組具有更高的胰島素抵抗水平，但未引發高BMI組最大脂氧化水平顯著降低。而Van等對肥胖者（n=20，57±2歲）與肥胖伴MS者（n=20，58±1歲）研究顯示，兩組BMI無顯著性差異（30.0±0.5 vs 30.7±0.6，P＞0.05），但兩者HOMAIR具有顯著性差異（1.3±0.2 vs 2.2±0.2，P＜0.05）。可見，tMS者全身脂代謝水平降低與肥胖和全身胰島素抵抗間的關系尚待進一步研究。

Nordby等（2006）針對骨骼肌氧化酶活性與全身脂氧化率峰值間關系研究顯示，全身脂氧化率峰值與腿部骨骼肌氧化酶活性不具顯著性相關，但與瘦體重和最大耗氧量相關具有顯著性。該研究認為，機體骨骼脂氧化能力受損不是全身最大脂氧化率降低的主要決定因素，全身脂氧化水平與心肺適能相關［23］。最近相關研究還指出，低心肺適能水平是增加胰島素敏感性受損人群發展為MS和T2D的危險因素［20］；低心肺適能可進一步增加肥胖者空腹血糖受損和T2D發病率［21］；心肺適能水平與MS者胰島素抵抗程度有關［32］。以上研究結果提示，心肺適能可能對MS患者最大脂代謝水平產生影響。本研究參照心肺適能平均值（18.25±2.68）將全部tMS男性分為高、低心肺適能組進行比較發現：高心肺適能組MFOR顯著高于低心肺適能組；BMI與全身脂代謝水平相關不具顯著性，而心肺適能與MFOR相關具有顯著性。有關心肺適能與MS發生和發展關系的最新研究報道也支持高心肺適能水平可有效降低MS發展進程［18］。

綜上分析可知，高心肺適能水平的tMS男性具有更高的MFOR值，而以提高MFOR為目的Fatmax運動強度是tMS男性運動處方治療的有效靶強度。在該強度下進行運動治療，可達到增加tMS男性運動中脂氧化率、改善體成分、血糖、血脂以及提高心肺適能的多重效果［13］。

4 結論與建議

tMS男性最大脂代謝強度處于低強度有氧運動范圍，tMS男性MFOR受心肺適能水平影響，而BMI對tMS男性MFOR沒有影響。為適應tMS男性最大脂代謝特點，建議在tMS運動處方制定中，運動強度應采用低有氧強度，運動形式多采用身體活動形式，通過提高MFOR和改善心肺適能實現tMS運動處方治療效果。

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