加压结合抗阻训练对糖耐量减低人群骨密度、胰岛素敏感性、肌力、激素分泌影响研究

2018-12-19刘玉琳叶琼刘昊为

中国骨质疏松杂志 2018年11期

刘玉琳叶琼刘昊为

1. 重庆城市管理职业学院人文教育学院，重庆 401331 2. 重庆幼儿师范高等专科学校，重庆 404047 3. 西南大学体育学院，重庆 400715

近年来，2型糖尿病高发已经成为社会关注的热点。但由正常人到糖尿病人有较为漫长的发展过程。糖调节受损被称作糖尿病前期，又分为空腹血糖受损(impaired fasting glucose，IFG)和糖耐量减低(impaired glucose tolerance，IGT)，是正常人逐渐发展成糖尿病的必由之路[1]。空腹血糖受损是指空腹血糖处于正常人血糖值与糖尿病者血糖值间中间态。糖耐量减低是葡萄糖不耐受的临床表现，一般空腹血糖<7 mmol/L，且糖耐量测试后2 h血糖(OGTT-2 h)在7.8～11.1 mmol/L[2]。目前，我国糖调节受损人数已经超过3亿，若不加以干预，其中大部分人会发展成为糖尿病患者[3]。有流行病学研究显示，糖调节受损人群中，IGT的患病率和糖尿病转化率均远高于IFG，且二者重叠出现情况较少，因此控制糖耐量减低人群发展成为糖尿病人是控制糖尿病人数量的关键环节。糖耐量减低人群通过饮食、运动等干预能够有效增加糖耐量和胰岛素敏感性，防止或延迟糖耐量减低进展为糖尿病，甚至能够使糖耐量逆转至正常[4-5]。2型糖尿病常诱发的骨质疏松是其常见并发症，有研究认为在糖耐量减低，患者骨密度和骨代谢就存在异常[6]。运动处方被认为改善糖耐量减低人群胰岛素敏感性和骨质代谢的有效方途径。有氧慢跑或者中小强度抗阻训练是运动处方的常用手段。有研究认为，慢跑运动有利于糖的消耗，但是抗阻训练后内分泌会产生改变，对胰岛素敏感性产生内源性刺激，从而改善其敏感度[7]。但是也有研究指出，高强度或大重量抗阻训练会引起空腹血糖上升，但是运动量过低由达不到诱导激素分泌的阈值[8]。近年兴起的加压训练(KAATSU training)是利用加压限制或短时间阻断静脉血流量，使加压部分的静脉血量暂时下降，出现静脉池效应，达到以较小的练习强度诱发激素分泌增加和肌肉生长加速[9]。有研究指加压搭配抗阻训练能够刺激生长激素(growth Hormone，GH)和类胰岛素分泌因子-1(insulin-like growth factor-1，IGF-1)的分泌，能够有效改善胰岛素的敏感性[10]。也有研究认为将加压训练用于老年骨质疏松患者康复并且取得良好训练效益[11-12]。本研究以IGT人群为研究对象，采用36周加压搭配抗阻训练进行干预，旨在探讨该方法对骨密度、胰岛素敏感性、肌力、激素代谢的影响，为制定改善胰岛素敏感性和提升骨健康的新型实用运动处方提供参考。

1 材料和方法

1.1 研究对象

本研究于2017年6～9月在重庆市中山医院内分泌科糖尿病门诊通过问卷调查和相关检查进行资料筛选，筛选出糖耐量减低风险的人群，共90人正式参与本试验，其中男性49人，女性41人。研究组织者对所有受试者介绍试验目的、流程、潜在风险、注意事项等。所有受试者填写健康调查表、身体活动量调查表、签署知情同意书。

1.2 受试者筛选标准

凡符合以下条件中两项之一者，纳入本研究划定的高危人群：(1)被医院确诊为糖耐量减低，OGTT-2 h在7.8～11.1 mmol/L，且未接受治疗(如药物和运动治疗)；(2)满足以下条件2项及以上：①体质量指数(body mass index，BMI)≥25 kg/m2且腰围>90 cm；②140 mmHg<收缩压(systolic blood pressure，SBP)<159 mmHg，90 mmHg<舒张压(diastolic blood pressure，DBP)<100 mmHg；③有家族糖尿病史。经过筛选有373例门诊患者满足条件，纳入高危人群并进入排除筛选阶段。

排除筛选阶段，凡满足以下所有条件者成为本研究受试者范围：无心脏疾病；无肝肾类疾病；没有运动员经历和保持运动习惯；半年内无运动系统损伤。经过筛选共有242例门诊患者满足条件，纳入受试者备选范围。

经过与门诊医生和患者家属沟通，最终确认90例受试者参与本研究。

1.3 试验分组与方案

将90例受试者随机分为加压搭配抗阻训练组(KAATSU and resistance training group，KR组，n=30)、抗阻训练组(resistance training group，R组，n=30)、对照组(control group，C组，n=30)，受试者基本情况如表1。C组所有受试者保持正常生活状态，不进行剧烈运动。KR组和R组在每周1、3、4、5、6，下午14:00～19:00时间段进行锻炼，持续36周。KR组和R组受试者训练动作为深蹲和腿举，具体方案见表2。KR组在训练过程中利用KAATSU CYCLE MASTER对股四头肌、腘胂肌群、腓肠肌进行150 mmHg的加压。

表1 受试者基本情况Table 1 The basic characteristics of the study participants

表2 不同组别试验完成情况及训练干预方案Table 2 Test completion and training intervention plan for different groups

注：腿举即腿部推举，也称坐姿腿部推蹬。

1.4 试验完成状况

C组30位受试者中1人因离开进行试验的城市，无法联系而脱落。KR组30位受试者中2位受试者因为突发疾病未能完成试验，2位受试者因为多次缺席训练被排除出，最终纳入试验的受试者为26人。R组在试验过程中有3人训练缺席次数过多被排除，最终纳入试验的受试者为27人。

1.5 研究方法

1.5.1实验设计：本研究招募名90名糖耐量减低人群，试验前2周所有受试者进行腿部深蹲和腿举最大重复重量(1RM)测试，在试验前1周对所有受试者进行前测，前测内容包括胰岛素敏感性、骨密度、骨质代谢指标、腿部肌肉量、等速肌力测试、跳跃能力(原地摆臂垂直跳和跨步摆臂垂直跳)、血液肌酸激酶、血乳酸、GH、血睾酮。所有受试者前测完成后进行随机分为对照(C组)、加压搭配抗阻训练组(KR组)、抗阻训练组(R组)，每组30人。分组完成后，按各组训练方案进行为期36周，每周5次的训练干预，36周训练干预结束后的3 d内进行后测，后测项目与前测一致。

1.5.2运动干预方案：本研究采用日本产KAATSU专业版加压训练仪进行加压负荷，利用美国产Lift Fitness Signature 奥林匹克深蹲练习架进行深蹲辅助，利用美国产Lift Fitness PSSLP坐姿蹬腿训练器进行腿举。所有受试者接受为期36周，每周5次的运动干预。在训练中，1位试验组织者负责3位受试者的训练，全程进行训练指导和训练时间及负荷，具体方案参见表2。

1.5.3试验流程：(1)试验前测、后测操作流程。第1步：测试前1晚20:00后保持禁食可适当饮水。第2步：次日8:00受试者到实验室，在专业护士抽取受试者安静状态下15 mL血液。第3步：进行OGTT测试。第4步：受试者进行骨密度双能X射线扫描。第5步：16:00进行下肢肌肉量测试。第6步：18:00受试者进行最大等长肌力测验。(2)训练干预流程。第1步：受试者指定时间抵达实验室，进行15 min的功率车热身运动。第2步：按照分组执行训练方案。第3步：进行15 min整理放松运动(包括滚轴放松、拉伸)。

1.5.4最大肌力测验(1RM)：受试者以预计估算50%的重量进行8次反复次数的尝试，休息2～3 min后，根据先前的重量，增加阻力负荷，测试过程中深蹲或腿举膝关节屈曲角度都必须达到90°，若无法达到该角度则为失败，5 次测验内找出最大肌力。

1.5.5血样采集：血液生化指标检测分析：抽血前一天22:00开始禁水禁食，次日早上8:00～10:00进行采血，采血均有职业护士执行，抽取上臂静脉血，抽取的血液装至血清真空采管 (7 mL)，静放 30 min后使用高速离心机(4000 rpm，1 500 g)离心处理 20 min，使用微量吸管吸取上层血清液装至Microtube中，再放入-80 ℃的冰箱冷冻保存。

1.5.6测试项目与方法：(1)骨密度检测：利用美国产Faxitron uLDrafocus100双能X线骨密度检测系统对所有受试者惯用腿的股骨颈、Ward’s三角区以及大转子的骨密度进行检测，X射线扫描的部位进行5次连续扫描，其中惯用腿的股骨颈和大转子将其误差系数定为2%～3%，Ward’s三角区误差系数定为3%～5%。(2)骨质代谢指标检测：利用空腹血样，尿羟脯氨酸(hydroxyproline，HOP)、血浆抗酒石酸酸性磷酸酶(tartrate resistant acid phosphatase，TRACP)、尿脱氧吡啶喏啉(deoxypyridinoline，DPD)测定利用上海SIGMA-ALDRICH生产试剂盒，进行酶联免疫分析ELISA法进行检测。(3)糖代谢指标：利用空腹血样，使用上海SIGMA-ALDRICH生产的试剂盒，利用葡糖糖氧化酶法测定空腹血糖浓度(asting blood glucose，FBG)。(4)口服葡萄糖耐量试验(oral glucose tolerance test 2 h，OGTT-2 h)：测试前空腹8 h，取上臂静脉血，在5 min内饮用溶于300 mL 纯净水内的无水葡萄糖 75 g，在试验过程中保持静息，禁水禁食，从开始饮用糖水即计时, 在糖负荷后2 h取静脉血测血糖。(5)胰岛素敏感性：采用稳态模型分析法(homeostasis model assessment，HOMA)计算胰岛素抵抗指数(homeostasis model assessment insulin resistance，HOMA-IR)，计算公式为：HOMA-IR=FINS(Mu/L)×FBG(mmol/L)/22.5，式中 FINS 为空腹血清胰岛素浓度，FBG 为空腹血糖。(6)腿部肌肉量：本研究在训练干预前1周、训练后结束后3 d内，利用韩国产InBody 770身体分析仪进行检测腿部肌肉量，在接受测试前2 h内禁水禁食。(7)等速肌力测试：本研究共进行4次等速肌力测试，在前测、后测中采用等速肌力角速度 60°/s、180°/s测试，在运动干预第1天加压训练急性效应测试采用等速肌力角速度 60°/s测试。利用美国产Biodex 等速肌力测试系统进行检测，第1步将膝部测试装置组装于动力计上，再调整座椅及动力计方向角度为 45°，受试者应将其下背部紧靠椅背，椅背和膝关节角度均调节至90°，当受试者坐于座椅后，利用固定带固定其躯干、大腿和踝关节。测验开始时，受试者的双手抓紧胸前固定带，两项测验各进行1次练习和2次测验，反复次数均为 3下，并记录其成绩，最好成绩为膝关节伸展最大力矩峰值。(8)激素测定：采用日本产HITACHI-7000全自动生化分析仪检测血清GH、IGF-1、睾酮。

1.6 统计学分析

本研究利用SPSS 22.0统计软件进行统计分析，利用描述性分析对受试者基本信息进行描述分析。独立样本t检验对骨密度、骨代谢指标、胰岛素敏感性指标、腿部肌力、肌肉量、肌酸激酶(creatine kinase，CK)、血乳酸、GH、血睾酮等进行前后比较，利用单因素方差分析进行组间比较分析。本研究所有指标以平均值±标准差的形式表达，显著水平为α=0.05。

2 结果

2.1 胰岛素敏感性的变化结果

在FBG方面，KR组和R组的后测结果均低于前测，但差异不具有统计学意义(P>0.05)，C组后测结果均显著高于前测(P<0.05)，KR组、R组后测结果显著低于C组(P<0.05)。OGTT-2 h方面，KR组和R组的后测结果均显著低于前测(P<0.05)，KR组和R组的后测结果均显著低于C组(P<0.05)，KR组后测结果显著低于R组(P<0.05)。HOMA-IR方面，KR组和R组的后测结果均显著低于前测(P<0.05)，KR组和R组的后测结果均显著低于C组(P<0.05)，KR组后测结果显著低于R组(P<0.05)。详见表3。