【文献速递】像运动员一样训练——关注关键运动参数，综合干预2型糖尿病

尚振奇 2020-08-11

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小编有话说

COVID-19全球大流行改变了我们的日常生活，宅家成为了新常态。为了在解除疫情封锁后重新刺激人们的运动热情，并配合即将到来的东京奥运会，欧洲糖尿病学会（EASD）官方杂志Diabetologia于2020年8月推出了一系列运动相关的进展综述。

背景介绍

运动期间，机体对能量的需求增加，进而导致心肺系统及营养物质的氧化供能水平相应变化。对于运动员来说，长期重复的专业训练可提高全身相关系统的适应性，提升竞技能力。个体对训练适应性的差异与不同的运动参数相关，如运动类型、强度、方式及营养状况等。运动员在训练过程中经常会调整上述运动参数以达到个性化目标和最佳成绩。

同样的，运动有助于改善2型糖尿病（T2DM）患者的血糖控制，在T2DM患者的综合管理中占重要地位¹。然而，适合T2DM患者的运动方案目前尚无定论。上述竞技训练模式是否适合T2DM患者？这篇发表于2020年6月Diabetologia的综述另辟蹊径，从不同训练类型、强度、方式以及营养状况如何影响T2DM患者的血糖控制，探讨了适合T2DM患者的运动方案²。

运动可改善心肺功能及代谢状态

运动与呼吸功能：在剧烈运动期间，机体呼吸加深加快（呼吸频率>40次/分钟，潮气量约3-4升），有效肺通气量增加20倍（约200升/分钟）。（图一a）

运动与循环功能：由于心率加快和每搏输出量增加（心率可达200次/分，容积增加60-100%），心输出量激增（20-40升/分钟）。（图一b）

运动与营养物质代谢：健康人中，低强度运动时骨骼肌大部分由游离脂肪酸氧化供能，随着运动强度的增强，糖酵解供能比例逐渐增加。与之相反，T2DM患者在低强度运动中却表现出对葡萄糖氧化供能更大的依赖性。运动会抑制胰岛素释放并促进胰高血糖素分泌，导致肝糖输出及脂肪组织游离脂肪酸分解增加，以保证运动期间的血糖及游离脂肪酸水平平稳。综上所述，运动期间机体对营养物质利用的偏好取决于运动方式及强度，并由肝脏和脂肪组织动员相关代谢途径维持营养物质的供给水平。（图一c-f）

图一. 运动时机体心肺功能及代谢变化

不同训练类型对机体适应性的影响

运动员在训练过程中，反复打破机体稳态提高心肺及骨骼肌的适应性，从而提升竞赛成绩。然而，不同训练类型具有各自的生理特点，可诱导机体不同的适应能力（表一）。

表一.不同训练类型的特点及影响

有氧训练和阻力训练相结合的训练计划可以同时提高耐力和力量，尽管程度低于单一形式的训练。而上述所有训练类型均可增强骨骼肌葡萄糖摄取和糖原合成能力，增加糖原储备，改善血糖控制。（图二）

图二. 不同训练类型对机体适应性的影响

不同训练类型的代谢获益

运动可部分恢复T2DM患者骨骼肌线粒体功能，改善胰岛素抵抗，提高T2DM患者的胰岛素敏感性。但不同年龄及糖尿病病程的患者对运动的获益有差异，年轻、糖尿病病程短的患者获益更多。不同训练类型（有氧和阻力训练）对同一患者的代谢影响是相似的，而有氧和阻力联合训练对T2DM患者的代谢获益显著优于单一训练方案：

有氧和阻力训练均可在开始运动后48-72小时内显著提高胰岛素敏感性（较运动前可提高约20%）。坚持运动可进一步提高胰岛素敏感性（>40%），并使糖化血红蛋白水平较运动前降低约0.4-0.5%（4.1-5.5 mmol/mol）。
有氧和阻力联合训练可较训练前改善胰岛素敏感性达70%左右，降低HbA1c水平约0.9%（即10.6 mmol/mol）。

训练量和训练强度对代谢适应的影响

训练量和训练强度的设定是开始有氧运动训练计划前需要重点考虑的方面。针对T2DM患者的多项荟萃分析研究结果提示，HbA1c水平的改善与运动强度显著相关，与训练量也有一定的相关性。

训练强度可通过连续有氧运动或交替进行高/低强度运动（即高强度间歇训练，HIT）来调节。

不同训练强度和训练量对血糖的影响有差异：与持续中等强度有氧训练相比，HIT在时间投入更少的前提下可达到更优的血糖改善效果。（图三）
对T2DM患者来说，训练导致胰岛素敏感性的改善与训练强度相关，中强度(50%VO2max)和剧烈(80% VO2max)运动分别提高了50%和80%的胰岛素敏感性。同样的，中-高强度训练亦可改善T2DM患者的HbA1c水平。因此，T2DM患者进行相对高强度和大量的训练可能会到达更好的血糖控制。

图三. 不同训练强度对血糖控制的影响

营养结构对代谢适应性的影响

对于专业运动员来说，恰当的饮食及能量补充可提高训练水平和运动成绩。运动员训练期间饮食结构及营养物质的配比取决于训练形式及训练目标。其中，低碳水化合物摄入训练（“低碳水训练”）是专业运动员为提高训练成绩而进行的训练模式。通过各种方式减少碳水化合物在训练中的能量提供占比，迫使脂质成为主要能量来源，从而提高线粒体生物合成及骨骼肌氧化能力的适应性。“低碳水训练”包括以下几种方法：（图四a-c）

空腹过夜训练：整夜禁食后训练，以消耗肝糖原储备。
一天两次密集型训练：一天进行两次训练，以消耗骨骼肌的糖原储备。
HIT后空腹过夜训练：除以上两种传统训练方式外，还有一种新颖的同时包含以上两种策略的新型“低碳水训练“方式，即前一天晚上进行高强度训练后整夜禁食，从而在第二天开始训练前达到消耗肌糖原和肝糖原的目的。

针对T2DM患者，目前甚少有类似上述专业运动员营养训练策略的研究。但已有的一些对不同营养状态下运动后短期血糖反应的研究结果可窥见一斑：

不同营养状态下T2DM患者运动后的血糖反应可能取决于运动方式和强度，即在餐后状态下适度运动对血糖的影响更大，而在空腹状态下剧烈运动的效果更佳。（图四 d）
目前尚没有研究完全遵循“低碳水训练”模式，T2DM患者长期应用 “低碳水训练“方案进行血糖控制的有效性及安全性有待进一步研究明确。

图四. “低碳水训练”的几种方式及T2DM患者不同进食状态下的血糖反应

总结

如何为T2DM患者选择合适的运动训练方案是一个复杂的问题，应综合考虑训练类型、训练量、训练强度及营养结构的影响。目前的研究表明，在健康人群中有氧及阻力联合训练及HIT可改善血糖控制。然而在糖尿病人群中，经常顾虑HIT带来的急性副作用。因此，在训练计划开始前，需充分评估T2DM患者个体化的心血管健康状态。

与常规训练相比，专业运动员通常采用一些如“低碳水训练”的特殊训练方式，以达到机体最佳的生理适应能力。然而，这种训练方案对T2DM患者的有效性及安全性尚不清楚，尤其对于血糖控制不佳或者胰岛素治疗的T2DM患者，“低碳水训练”的低血糖风险较高。建议无训练经验的患者在进行“低碳水训练“等类似的专业运动前应咨询医生，以评估是否存在任何潜在的健康问题。未来仍需进一步的研究来检验不同训练类型、强度、营养状况，以及这些因素之间的相互作用对T2DM患者的影响，同时也期待应用运动训练方案能解决更多的代谢性疾病的问题。