力量練習對Ⅱ型糖尿病的干預研究述評

麥全安 李志敢

摘 要：根據Ⅱ型糖尿病發病機理，評析力量練習對Ⅱ糖尿病機能代謝的影響。力量練習能增強血管壁的血液循環和彈性以降低胰島素原與胰島素比值；刺激肌細胞增加起始脈沖頻率，減少體脂百分比；增加肌肉數量和質量，提高靜止狀態下的代謝率，有效改善和抑制Ⅱ型糖尿病。力量練習對抑制胰島素原代謝、改善體成份、提高基礎代謝的效果明顯，是預防和干預Ⅱ型糖尿病的重要方法。

關 鍵 詞：運動生物化學；Ⅱ糖尿病；非藥物療法；力量練習；有氧運動；述評

中圖分類號：G804.7 文獻標志碼：A 文章編號：1006-7116（2018）03-0140-05

Abstract： The authors analyzed the influence of strength exercise on the functional metabolism of type II diabetes according to the pathogenesis of type II diabetes. Strength exercise can enhance blood vessel walls blood circulation and elasticity in order to the ratio of proinsulin/insulin， stimulate muscle cells to increase initial impulse frequency， reduce body fat percentage， increase muscle quantity and quality， increase the metabolism rate in a stationary state， and effectively improve and restrain type II diabetes. Strength exercise has a significant effect on restraining proinsulin metabolism， improving body composition and enhancing basic metabolism， is an important method for preventing and intervening type II diabetes.

Key words： sports biochemistry；type II diabetes；non-drug therapy；strength exercise；aerobic exercise；review

研究表明，患糖尿病5年以上有70%并發腦動脈粥樣硬化，動脈粥樣硬化是致腦梗死的重要原因[1]。高血壓病人患糖尿病比正常血壓群體風險高2～3倍：收縮壓和舒張壓分別升高10、20 mmHg，新發糖尿病的風險分別增加52% 和58%[2]，容易并發心腦疾病，是危害人類健康的主要慢性疾病[3]。2014年世界糖尿病患者死亡人數490萬，預計2035年全球糖尿病患者接近6億，2025年中國Ⅱ型糖尿病患者將達到1.3億，其占用的社會公共資源超過高血壓、腦卒和心肌梗死等疾病占用的資源總和，其醫療管理費用將占醫療總開支的40%[4-6]，非藥物干預能夠大幅度降低醫療費用、醫療資源。其中力量訓練是干預手段之一。由于糖尿病患者有85%～95%為Ⅱ型患者，因此，本研究針對力量練習對Ⅱ型糖尿病干預研究的動態進行評述。

1 Ⅱ型糖尿病的發病原因

1.1 遺傳因素

肥胖者比正常身體形態的人群容易患糖尿病，亞裔比較典型，DNA甲基化等表觀遺傳修飾的異常，影響著糖尿病的發生、發展[7]，Ⅱ型糖尿病相關基因DNA甲基化與飲食、年齡、運動和T2DM之間關系的研究比較普遍，腸道微生物菌群、DNA甲基化相關代謝通路與糖尿病發病之間的關系也有報道，但未能清晰論證其內在聯系，研究指出腸道菌群很有可能通過表觀遺傳學的方式干預了某些特定基因的甲基化，從而造成其表達量的改變，進而引發或加劇糖尿病[8]。持續慢性高血糖的糖尿病，遺傳因素比例較高，核基因突變對胰島素的分泌發揮重要作用，由于線粒體基因突變導致母系遺傳也較常見[9]，線粒體基因突變引發糖尿病再次得到驗證[10]，致病機制的研究為糖尿病的干預提供理論依據，目前的研究仍處在初級階段。

1.2 環境因素

遺傳與環境因素共同作用而引起葡萄糖代謝紊亂，從而引發Ⅱ型糖尿病，其發病到發展與飲食情況密切相關[11]。Ⅱ型糖尿病患者中有84.5%是肥胖者，因為在短時間內補充超量的熱能、以及年齡的增大會影響DNA甲基化改變，DNA甲基化誘導組織器官對胚胎期初始環境因素的記憶[12]，環境雌激素（Ees）暴露是糖尿病危險重要因子之一，但是二者之間的作用機理沒有得到有效論證，張留偉等[13]在慢性病的篩查中，對745例糖尿病患者和1 964名非糖尿病患者設計包括人口學資料、既往病史及治療情況、行為生活方式的問卷調查、體格檢查、影響糖尿病相關數據的生化檢查以及基因型檢測，對相關數據在傳統的統計基礎上滲入非加權遺傳風險評分法綜合評估研究對象的遺傳風險，比較客觀評價Ⅱ糖尿病與環境的密切關系。

1.3 胰島素原因素

進入老年期，正常人胰島素的分泌盡管仍保持一定水平，但是胰島素的質量發生改變，主要表現是胰島素原與胰島素比值上升，從抑制肝葡萄糖作用活性分析，胰島素原的作用只是胰島素作用的10%，胰島素原的分泌不受年齡影響，在葡萄糖負荷作用下，老年人血液中胰島素遠遠高于青年人，所以，隨著年齡增長，糖尿病的發病率逐漸上升。張俊防等[14]對79名研究對象以高于或低于SUA均值分組，分別測試空腹或飯后2 h血脂、血糖、糖化血紅蛋白等生化指標并進行統計學處理，認為Ⅱ型糖尿病患者中的高血尿酸患者，胰島素原較高，具有胰島素抵抗傾向。高胰島素原升高，是心血管病發病率升高的因素之一，其原因是低密度脂蛋白膽固醇纖溶酶原激活抑制物的合成及其增多，導致血管內皮細胞凋亡，因此糖尿病人往往并發動脈硬化，胰島素原水平的異常使胰島β細胞功能缺陷，由此形成反復惡性循環[15]。

1.4 基礎代謝因素

基礎代謝是指機體處于正常平躺、安靜呼吸、空腹、氣溫15 ℃環境下，維持生命的所有器官所需要的最低能量需要。機體靜息狀態下基礎代謝肌肉占20%～25%；高體重糖尿病患者的基礎代謝率明顯低于低體重的患者，因為高體重的患者瘦體重與體重比值，一般高于低體重的患者，根據體重與基礎代謝關系，熱量供給時可參照瘦體重與熱能正比原則，但是實際操作過程，需考慮患者的生活方式，因為運動增加能量消耗，力量練習增加骨骼肌體積，加快對葡萄糖的吸收和利用，胰島素的敏感性因此而得到提高（肌肉運動時，葡萄糖被吸收高于安靜時十幾倍）降低肝糖產生，減少脂肪的沉積，骨骼肌細胞膜的“運載體”隨運動而增加，葡萄糖的代謝加強[16]?；A代謝指標敏感，任何條件發生變化其指標隨之發生變化。

1.5 人體組織改變因素

進入中老年后，運動及體力勞動減少，瘦體重減少，相對應的脂肪也增多，肥胖的Ⅱ型糖尿病患者胰島素水平、脂聯素（增敏激素）水平顯著降低，正常身體形態及輕度肥胖者、Ⅱ型糖尿病患的血漿脂聯素含量與身體形態指標（體脂%、腰臀比）、空腹胰島素水平及餐后血糖成正比，與胰島素敏感性成反比。具有胰島素增敏作用的漿絲氨酸蛋白酶抑制劑，對糖代謝、脂代謝有調節作用，而與年齡、性別、青春期的關系密切[17]，脂肪細胞分泌脂聯素水平的恢復對改善脂肪營養不良患者的代謝紊亂有重要作用，營養不良者容易引起血脂代謝紊亂，導致重度胰島素抵抗以及脂聯素水平下降等[18]。

2 力量練習對Ⅱ型糖尿病的干預效果

2.1 力量練習抑制胰島素原與胰島素比值

心臟是人體的“發動機”、而肌肉是“動力泵”，一般的體育活動只能是肌肉的大肌群參與，而力量練習能夠激活深層的肌肉組織，動員所有的小肌群相互協作，使之代謝旺盛，改善糖尿病人的胰島素抵抗，有利于血糖的控制，Nair[19]認為：一個不運動的成年人在40歲后的每10年時間里，肌肉數量和力量將縮減3%～5%。機體健康水平下降，首先表現形式往往是骨骼肌質量和力量下降[20]。Ⅱ型糖尿病患者隨著病情的發展，血清水平下降而胰島素原上升，而且胰島素原糖尿血癥較正常人有所增加，糖尿病心衰者水平增高更為明顯[21]，劉沛[15]認為胰島素原是Ⅱ型糖尿病患者血管類并發癥的主要誘因，并與動脈硬化密切相關，因為胰島素原升高，ApoB/ApoA1也隨之升高，而ApoB所代表的脂蛋白顆粒會導致動脈硬化癥狀的出現，胰島素原在Ⅱ型糖尿病患者中，外周循環經常異常升高，導致高胰島素原血癥，是大血管并發癥發生、發展的重要危險因素[22]。動脈硬化主要表現為血管管壁增厚，致管腔狹窄、變硬而失去彈性，血管壁是由細肌纖維構成，機體進行力量練習，一方面由于運動使血液流動加快，造成血管內壁壓力增大；另一方面由于力量練習時肌肉強烈收縮對血管外壁擠壓，形成雙重壓力，有效增強血管壁的血液循環和彈性，使血管軟化，減少動脈硬化癥狀，抑制胰島素原的分泌，降低胰島素原與胰島素比值。

2.2 力量練習促進能量消耗

糖、脂肪氧化供給運動消耗的能量，但只有中、小強度的有氧運動，脂肪供能的比例才增加；有氧運動雖然有減脂作用，但不能保持肌肉總量，肌肉總量減少了，休息狀態的新陳代謝率降低，體脂百分比將隨之上升。力量訓練能刺激肌細胞的生長，產生有益的酶、促進新陳代謝，練習后可增強肌肉力量，促進活化。運動單位數量的增多或增加起始脈沖頻率，從而延緩骨骼肌因衰老產生的機能下降，能夠有效阻止肌肉質量下降和新陳代謝減慢，是增加肌肉力量的有效途徑。機體進行力量練習的部位，由于長期反復進行肌肉收縮活動，負荷部位皮下脂肪燃燒供給能量，造成該部位脂肪含量減少，從而改變脂肪的重新分布。燕可毫[23]的研究認為力量訓練能增加肌肉組織，提高基礎代謝，促進脂肪燃燒，減少體脂、動員脂肪供能；提高肌肉放松能力可增大肌肉收縮力量，減少能量消耗，延緩肌肉的疲勞，其前提條件必須是機體具備充分的肌肉力量，較長時間的力量訓練，效果更加明顯。

2.3 力量練習有效提高基礎代謝率

力量素質優劣取決于骨骼肌的質量和數量，蛋白合成率和蛋白降解率之間平衡決定骨骼肌的質量，骨骼肌在維持身體的健康、生活質量和疾病康復中起關鍵作用，力量訓練效果的外在表現就是肌肉肥大，力量素質提高的先決條件是形態結構、生理機能向良性發展，意味著力量素質的提高，同時需要神經中樞的興奮和抑制高度協調，從形態表現為肌纖維增粗，體力活動能夠改善Ⅱ型糖尿病患者的胰島素抵抗、炎癥反應以及氧化應激[24-25]，輕到中度的體力活動卻能改善機體的胰島素抵抗狀態[26]，我國Ⅱ型糖尿病防治指南明確要求成年患者堅持每天至少30 min中等強度及以上的活動。晁敏等[27]的研究認為：單次高強度抗阻訓練改善基礎代謝率的效果更突出。力量訓練可以增強機體肌肉組織，減少脂肪，消耗多余能量，有效緩解病癥等[28]，姜玉興等[29]對13名男性老年人進行系統的力量練習干預12周，結果顯示老年人肌肉厚度增加，其他不良指標明顯減少，說明力量練習可以幫助老年人維持或提高肌肉力量和數量，減少輕度炎癥。長期堅持力量練習，肌肉中肌糖原、肌球蛋白、肌紅蛋白、肌動蛋白增加，不僅提高了肌肉的收縮能力，而且還使三磷酸腺苷（ATP）酶的活性加強，分解速度加快，及時供給肌肉能量，有效提高基礎代謝效率。基礎代謝效率提高，需要消耗高于普通人的能量。另外，由于力量練習，增加骨骼肌的數量，機體靜息條件下肌肉的代謝高于一般人，有效消耗了足夠的熱能。

2.4 有氧運動對Ⅱ型糖尿病的影響

葡萄糖是骨骼肌的能量主要提供者，運動鍛煉能量需求增加，糖和脂肪代謝加強，葡萄糖被骨骼肌的利用率增加，葡萄糖降低，肝糖產生，減少脂肪沉積。美國糖尿病協會發出指引：要升高胰島素水平，并且控制理想體重，每周進行150 min中等強度有氧練習或90 min力竭性有氧練習必不可少，具體方案是1周進行3次，隔天進行。Ⅱ型糖尿病患者也應進行每周3次、每次3組、8～10組次重復的大肌肉群抗阻練習[30-31]。我國傳統的醫療體操對糖尿病的防治發揮了重要作用，李慶雯等[32]的研究認為八段錦運動有效改善Ⅱ型糖尿病患者的血糖、身體成分與肌肉力量，長時間的八段錦練習對糖尿病相關生化指標均有良性影響。有研究認為：未服藥、輕癥NIDDM患者進行營養控制、輔以針對性運動，對降低血糖和血壓、改善脂代謝紊亂、減輕體重有明顯作用，體育運動能夠控制體重、調控身體形態已成共識。糖尿病風險與腰臀比高度相關，腰臀比超標者容易發生糖尿病，女性較男性明顯[33]。丁振賓等[34]從心理、軀體、社會功能、物質生活狀態和生活質量總體評價等因子構成生活質量體系，對老年糖尿病患者實施運動量中等以上的運動干預，得出體育鍛煉能有效提高老年糖尿病患者的生活質量，對于因病致身體特別虛弱的Ⅱ型糖尿病患者，需要遵循循序漸進原則，早期鍛煉可以選擇有氧運動鍛煉，身體狀況適宜后才實施力量練習。

3 Ⅱ型糖尿病存在的問題及干預展望

糖尿病是進展性的不能根治的疾病，需要終身合理治療?？刂蒲呛托难懿l癥是關鍵，但是目前仍不理想[35-36]，前期從生活方式、中醫非藥物、藥物等干預，可有效延緩和減少糖尿病潛在者向糖尿病轉化[37]。糖尿病合并骨質疏松、低性激素和胰島素以及維生素合成障礙致腸鈣吸收減弱、腎臟病變加重，鈣、磷代謝紊亂，甲狀腺功能亢進[38-39]。血糖變異是糖尿病及其并發癥的重要因子，控制血糖需先控制身體形態，力量練習是無可替代的運動方式。

影響糖尿病的重要因子分別是遺傳、環境、胰島素原代謝、基礎代謝和機體組織結構，有氧運動能夠增加能量消耗、改善身體形態、降低血糖濃度；力量練習具備有氧運動對Ⅱ糖尿病的干預功能，更能增強血管壁的血液循環和彈性以降低胰島素原與胰島素比值；刺激肌細胞增加起始脈沖頻率，減少體脂百分比；增加肌肉數量和質量，提高靜止狀態下機體的代謝率，有效改善和抑制Ⅱ型糖尿病。

鑒于Ⅱ型糖尿病早期難以發現，應該定期進行監控，以便早期進行干預。養成科學的營養習慣和良好的運動生活方式，非藥物的干預是藥物治療的重要支撐和補充。有氧運動能夠增強體質，以力量練習為主的體育鍛煉對于Ⅱ糖尿病具有針對性的作用，干預效果明顯。進行力量練習時，需根據患者情況，循序漸進，避免操之過急引發運動損傷。

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