男性糖尿病前期腹型肥胖人群心肺耐力相關(guān)研究

劉德豐 賈曉嬌 劉曉麗 王曉明 張萌萌 張文亮 王菲 劉彬彬

心肺耐力是指循環(huán)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)為機(jī)體提供氧氣以維持體力活動的能力，是人體健康的關(guān)鍵因素。低心肺耐力是許多慢性疾病的危險因素[1]，它與全因死亡率及心血管疾病死亡率高度相關(guān)。有研究發(fā)現(xiàn),心肺耐力和全因死亡率均呈負(fù)的劑量關(guān)系，心肺耐力水平最低的男性死亡風(fēng)險是其余男性的3.44倍[2]。心肺耐力較差的人如果將心肺耐力提高到更高一級的水平，能顯著降低心血管疾病死亡的風(fēng)險[3]。已有研究認(rèn)為，心肺儲備功能和運(yùn)動耐力在糖代謝異常、肥胖等人群中已經(jīng)存在異常改變[4]。心肺耐力越高，肥胖率越低[5]。Ross等[6]研究也認(rèn)為，相同體重指數(shù)(body mass index,BMI)的前提下，心肺耐力水平高與心肺耐力水平低的人相比，擁有較少的脂肪和較小的腰圍。而心肺耐力減低及肥胖均被認(rèn)為是糖尿病代謝異常的高危因素[4]。心肺運(yùn)動試驗(CPET)是一種無創(chuàng)傷、定量、客觀、連續(xù)、可重復(fù)的全面評估人體整體功能學(xué)的檢測方法，以CPET為切入點(diǎn)，對運(yùn)動期間呼吸、循環(huán)等系統(tǒng)功能的連續(xù)動態(tài)變化進(jìn)行整合分析，可全面、客觀、定量評估個體的心肺功能狀態(tài)。本研究通過CPET評估男性糖尿病前期人群的心肺功能情況，分析該人群心肺功能各指標(biāo)與腹型肥胖的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 一般資料 納入2017年3月至2018年9月我院就診的男性糖尿病前期人群共73例，年齡34～70歲，平均年齡(52.28±9.43)歲。根據(jù)腹內(nèi)脂肪面積是否>100 cm2分為對照組和腹型肥胖組，按峰值VO2、峰值VO2/kg、峰值心率以及恢復(fù)1 min 心率低到高按三分位數(shù)分為Q1、Q2、Q3組。本研究經(jīng)秦皇島市第一醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，受試對象均簽署知情同意書。

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn) (1)納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡>18歲；②男性；③糖尿病前期。(2)排除標(biāo)準(zhǔn)：患有嚴(yán)重心血管疾病(不穩(wěn)定性心絞痛、近期心肌 梗死病史、頻發(fā)房性或室性早搏等)、呼吸系統(tǒng)疾病 (慢性阻塞性肺疾病、間質(zhì)性肺疾病、結(jié)節(jié)病、支氣管擴(kuò)張等)或其他影響心肺運(yùn)動試驗的神經(jīng)骨骼肌肉系統(tǒng)疾病。

1.3 方法

1.3.1 由經(jīng)過培訓(xùn)合格的研究者應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)方法測量身高、體重、血壓[收縮壓(SBP)、舒張壓(DBP)]。每位受試者靜坐休息15 min后測量坐位血壓。測量體重時只穿內(nèi)衣、脫鞋，精確至 0.1 kg；測量身高時脫鞋，應(yīng)用測距儀，精確至0.1 cm，并計算體重指數(shù)(BMI=kg/m2)。腰圍的測量:腋中線肋弓下緣與髂棘連線中點(diǎn)水平。

1.3.2 受試者禁食水8 h后行空腹口服75 g無水葡萄糖(OGTT)，溶于250～300 ml水中，5～10 min內(nèi)飲完，分別于空腹及服糖后2 h采集靜脈血，測定空腹血糖和2 h血糖，留取空腹靜脈血標(biāo)本用于膽固醇(TC)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)檢測。

1.3.3 腹內(nèi)脂肪的測量:所有受試者于空腹?fàn)顟B(tài)下由專人采用GE公司(Signa EXCITE 1.5T HD Echo Speed)MRI進(jìn)行腹部掃描,體位是仰臥位,取得屏氣狀態(tài)下腰椎4/5范圍內(nèi)的脂肪組織圖像,利用腹內(nèi)脂肪分割系統(tǒng)(GE Health care AW Volume viewer 3.1)量化腹內(nèi)脂肪面積(cm2)。

1.3.4 心肺運(yùn)動試驗：應(yīng)用德國Jaeger 2組公司的Master Screen CPX完成功能測試。根據(jù)測試者預(yù)計的最大功率，選擇測試者相對應(yīng)的方案，如測試者預(yù)計最大功率150 W，將在8～12 min內(nèi)完成，則選擇每分鐘遞增15 W的運(yùn)動方案以0 W運(yùn)動負(fù)荷開始，每分鐘增加15 W，呈斜率式遞增方式增加負(fù)荷。峰值VO2的判定為在遞增運(yùn)動負(fù)荷增加及運(yùn)動持續(xù)進(jìn)行而氧攝入量不再增加且維持30 s以上即出現(xiàn)攝氧平臺時。測試前受試者血壓控制在SBP<150 mm Hg和DBP<95 mm Hg。主要運(yùn)動終點(diǎn)為運(yùn)動持續(xù)>6 min達(dá)到攝氧平臺并維持>30 s，同時達(dá)到檢測的其他目標(biāo)要求，如心率達(dá)到年齡預(yù)計最大心率(220-年齡)的85%，呼吸交換率(RER)>1.1[7]。除外由于體能原因，肌肉關(guān)節(jié)疼痛，SBP>220 mm Hg和DBP>120 mm Hg，出現(xiàn)心絞痛癥狀，ST段壓低或抬高，血壓下降符合冠心病診斷陽性標(biāo)準(zhǔn)等情況不能完成檢測目標(biāo)要求者。

2 結(jié)果

2.1 2組一般資料、生化及CPET指標(biāo)比較 2組年齡、收縮壓、舒張壓、TC、HDL-C、LDL-C、空腹血糖及2 h 血糖差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；糖尿病前期腹型肥胖人群的BMI、腰圍、峰值功率、峰值VO2、峰值VO2/kg、峰值心率以及恢復(fù)1 min心率水平均低于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 2組一般資料、生化及CPET指標(biāo)比較

2.2 糖尿病前期人群，不同峰值攝氧量及不同恢復(fù)1 min 心率水平間，腹內(nèi)脂肪面積、腰圍存在差異，表現(xiàn)為峰值攝氧量越高、心率恢復(fù)越快，腹內(nèi)脂肪面積和腰圍越小(P<0.05)。但空腹及2 h血糖差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，與心肺耐力的關(guān)系不明顯。見表2～4。

表2 峰值VO2和峰值VO2/kg三分位數(shù)分組3組肥胖及血糖指標(biāo)比較

表3 峰值心率三分位數(shù)分組3組肥胖指標(biāo)比較

表4 心率1 min恢復(fù)三分位數(shù)分組3組肥胖指標(biāo)比較

2.3 腹內(nèi)脂肪面積與心肺功能主要指標(biāo)單因素相關(guān)分析 峰值VO2/kg與腹內(nèi)脂肪面積、腰圍及BMI均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；恢復(fù)1 min心率與腹內(nèi)脂肪面積及腰圍呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。見表5。

表5 腹內(nèi)脂肪面積與心肺功能主要指標(biāo)單因素相關(guān)分析

3 討論

心肺健康/耐力指心肺系統(tǒng)在運(yùn)動期間吸收和使用氧氣的最大容量，早在20年前，它就已經(jīng)被認(rèn)為是心血管疾病、糖尿病和全因死亡率的獨(dú)立預(yù)測因子[8]。CPET是將氣體代謝交換測定方法與心電圖運(yùn)動試驗相結(jié)合一體的評估方式，是目前評估心肺功能的公認(rèn)金標(biāo)準(zhǔn)。美國心臟協(xié)會(AHA)推薦將在運(yùn)動時直接測定氧耗量作為精確研究運(yùn)動功能的定量指標(biāo)之一[9]。本研究探討在男性糖尿病前期人群腹型肥胖與心肺耐力的關(guān)系。

峰值VO2是反應(yīng)心肺耐力的直接指標(biāo)，而峰值VO2/kg是排除體重差異影響后更加客觀評價指標(biāo)。本研究結(jié)果顯示，在糖尿病前期腹型肥胖人群中，峰值VO2及峰值VO2/kg均低于對照組，提示已經(jīng)出現(xiàn)心肺耐力下降。且不同峰值攝氧量水平組間比較，腹內(nèi)脂肪面積、腰圍均存在差異，峰值攝氧量越高腹內(nèi)脂肪面積和腰圍越小，單因素相關(guān)分析也顯示VO2/kg 峰值與腹內(nèi)脂肪面積及腰圍呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。提示男性糖尿病前期人群，腹型肥胖與心肺耐力減低有關(guān)，與既往在非糖尿病前期人群中關(guān)于腹型肥胖與心肺耐力的研究結(jié)果[4,6]一致。

峰值運(yùn)動后1 min心率恢復(fù)是指運(yùn)動結(jié)束后第1分鐘心率的下降幅度，最大運(yùn)動心率與之后1 min心率的差值，是反應(yīng)機(jī)體副交感神經(jīng)興奮性的指標(biāo)。心率恢復(fù)異常是由于副交感神經(jīng)再興奮受到抑制的結(jié)果，反應(yīng)心臟自主神經(jīng)病變。心臟自主神經(jīng)病變多見于糖尿病病程長、且長期血糖控制不佳的患者。但Rohling等[10]研究結(jié)果認(rèn)為，CRF重要參數(shù)與最近診斷為1型或2型糖尿病患者的心臟自主神經(jīng)功能有關(guān)。同時，目前已證實心率恢復(fù)可用于冠心病、充血性心力衰竭、肺動脈高壓、慢性阻塞性肺疾病等疾病的預(yù)后評估[11，12]。本研究顯示，男性糖尿病前期腹型肥胖人群，已經(jīng)出現(xiàn)心率恢復(fù)減慢，且這種減慢與腹內(nèi)脂肪面積及腰圍有關(guān)，表現(xiàn)為心率恢復(fù)越快，腹內(nèi)脂肪面積和腰圍越小。提示糖尿病前期即已出現(xiàn)輕度的自主神經(jīng)病變。另外，隨峰值心率的變化，組間腹內(nèi)脂肪面積及腰圍的差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，提示與峰值心率比較，心率1 min恢復(fù)受腹型肥胖的影響更大。

盡管已知心肺耐力部分由遺傳決定，但規(guī)律的運(yùn)動鍛煉有助于保持和提高心肺耐力。同時運(yùn)動能夠通過增加能量消耗，減少體內(nèi)脂肪，改善脂肪分布，進(jìn)而改善胰島素抵抗。既往有研究已經(jīng)明確表明，體脂率影響心肺耐力，尤其肥胖人群，應(yīng)合理飲食、科學(xué)健身，通過減脂改善脂肪分布從而改善心肺耐力[13]。同時也有研究發(fā)現(xiàn)，不論肥胖狀況如何，提高心肺耐力均有助于改善心血管疾病風(fēng)險狀況[14]。

綜上，本研究認(rèn)為男性糖尿病前期腹型肥胖人群已出現(xiàn)心肺耐力降低，通過對該人群進(jìn)行肥胖及心肺功能評估，可以較早發(fā)現(xiàn)心肺功能受損，并指導(dǎo)個體合理運(yùn)動、減少腹內(nèi)脂肪并改善脂肪分布，以期望能夠達(dá)到提升心肺耐力或延緩心肺耐力下降、預(yù)防心肺疾病的發(fā)生發(fā)展。