張明軍

（惠州學(xué)院 體育系，廣東 惠州 516007）

1 胰島素抵抗評(píng)估方法

運(yùn)動(dòng)與胰島素抵抗研究是運(yùn)動(dòng)科學(xué)主要的研究領(lǐng)域之一，在觀察研究對(duì)象胰島素抵抗變化規(guī)律時(shí)，必須對(duì)胰島素抵抗進(jìn)行評(píng)價(jià)，這就必然涉及胰島素抵抗評(píng)估方法的選擇。目前常用的方法包括：葡萄糖鉗夾技術(shù)、微小模型計(jì)算公式、空腹胰島素、空腹血糖/空腹胰島素比值、口服葡萄糖耐量試驗(yàn)血糖曲線下面積/胰島素曲線下面積比值、穩(wěn)態(tài)模型（HOMA）的胰島素抵抗指數(shù)。其中葡萄糖鉗夾技術(shù)是目前學(xué)界用于評(píng)價(jià)機(jī)體胰島素抵抗公認(rèn)的“金標(biāo)準(zhǔn)”。具體選擇何種評(píng)價(jià)方法涉及到研究類(lèi)型、研究對(duì)象、指標(biāo)檢測(cè)方法和樣本數(shù)量等因素，盡管作為“金標(biāo)準(zhǔn)”的葡萄糖鉗夾技術(shù)能夠更加精確地評(píng)價(jià)胰島素抵抗程度，但是其成本昂貴，過(guò)程繁瑣，僅僅適合于小樣本研究的局限性極大地妨礙了其在大規(guī)模流行病學(xué)研究和臨床研究中的應(yīng)用。

2 穩(wěn)態(tài)模型（HOMA）胰島素抵抗評(píng)估方法的原理及演變

作為一種評(píng)價(jià)β細(xì)胞功能和胰島素抵抗的穩(wěn)態(tài)模型評(píng)估模式，HOMA是由Matthews DR等［1］于1985年首次提出，是以基礎(chǔ)水平的葡萄糖、胰島素或C肽為參考，并以胰島素抵抗指數(shù)的形式（HOMA-IR）對(duì)β細(xì)胞功能和胰島素抵抗進(jìn)行評(píng)價(jià)。作為一種β細(xì)胞功能和胰島素抵抗的替代評(píng)價(jià)方法，HOMA的可靠性和有效性不斷地被各種研究證實(shí)。在當(dāng)初的研究中，對(duì)于糖尿病者和非糖尿病者的胰島素抵抗評(píng)價(jià)，使用HOMA和葡萄糖鉗夾技術(shù)的結(jié)果相關(guān)性非常顯著（r=0.83、r=0.92）。隨后Anderson RL［2］和Emoto M［3］分別對(duì)55名和80名糖尿病者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也顯示，對(duì)于評(píng)價(jià)胰島素抵抗，HOMA和葡萄糖鉗夾技術(shù)之間的確存在相關(guān)性（r=0.400、r=0.725）。在同時(shí)也應(yīng)用了葡萄糖示蹤技術(shù)作為對(duì)照后，Bonora E［4］等認(rèn)為HOMA可以作為那些復(fù)雜的胰島素抵抗評(píng)價(jià)技術(shù)的替代方法，尤其適用于通過(guò)空腹血糖和胰島素來(lái)評(píng)價(jià)機(jī)體胰島素抵抗程度。

作為HOMA原形的經(jīng)典形式HOMA1，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化后，于1996年推出了用于評(píng)價(jià)胰島素抵抗（HOMA1-IR）和b細(xì)胞功能（HOMA1-%B）的方程式：HOMA1-IR=（FPI×FPG）/22.5，HOMA1-%B=（20×FPI）/（FPG-3.5）。作為非線性模型雖然不能提供精確的代數(shù)解，但是這種估算結(jié)果既簡(jiǎn)便又能提供近似估值，其實(shí)用性依然很強(qiáng)。定量胰島素敏感性指標(biāo)（QUICKI）是一種與HOMA一致的胰島素抵抗評(píng)價(jià)線性方程，是HOMA的對(duì)數(shù)形式，與HOMA之間存在密切相關(guān)性，在運(yùn)用QUICKI評(píng)價(jià)β細(xì)胞功能和胰島素抵抗時(shí)，存在的不足和限制與HOMA并無(wú)區(qū)別。

HOMA自1985年提出以來(lái)，胰島素抵抗的理論研究和檢測(cè)技術(shù)均取得了長(zhǎng)足發(fā)展，在應(yīng)用HOMA1與其它胰島素抵抗評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較時(shí)，這些因素使得HOMA結(jié)果的可比較性明顯降低。經(jīng)過(guò)修改后，一個(gè)已經(jīng)包括了免疫源性胰島素、特異胰島素檢測(cè)和胰島素腎臟清除因素在內(nèi)的改進(jìn)模型具備了更加完善的生理基礎(chǔ)，從而在1998年推導(dǎo)出了綜合了HOMA的許多非線性公式的HOMA2，HOMA2不僅僅能夠作為評(píng)價(jià)β細(xì)胞功能和胰島素抵抗的非線性解決方案，甚至能夠更加精確地對(duì)靜脈內(nèi)葡萄糖輸注后的自穩(wěn)態(tài)應(yīng)答做出預(yù)測(cè)，超越了模型初級(jí)階段僅僅適用于基礎(chǔ)狀態(tài)葡萄糖代謝預(yù)測(cè)的限制，由于當(dāng)血糖＞10mmol/L時(shí)，胰島素分泌增加，并非呈線性關(guān)系，HOMA1即失去了評(píng)價(jià)胰島素抵抗的生理基礎(chǔ)；而HOMA2評(píng)價(jià)胰島素抵抗時(shí)，血糖范圍增加到1.0-25.0mmol/L，既可以使用放射免疫法測(cè)出的免疫反應(yīng)性胰島素，也可以使用真胰島素，還可用C肽，在與其它評(píng)價(jià)胰島素敏感性的測(cè)試方法比較時(shí)，如靜脈葡萄糖耐受實(shí)驗(yàn)、最少量參數(shù)的最小模型法、短胰島素耐受性測(cè)試、β細(xì)胞功能測(cè)試、高血糖鉗夾實(shí)驗(yàn)、口服糖耐量實(shí)驗(yàn)等，均獲得了較高的效度和一致性［11-13］，使得該模型的使用范圍和精確性顯著提高，作為復(fù)雜的非線性公式不適合手工計(jì)算，目前多采用計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算結(jié)果。

3 穩(wěn)態(tài)模型（HOMA）胰島素抵抗評(píng)估方法在中文體育科學(xué)研究中的應(yīng)用

HOMA自其首次公布以來(lái)，有關(guān)運(yùn)動(dòng)對(duì)糖尿病、胰島素抵抗、肥胖和代謝綜合癥影響研究的中文文獻(xiàn)中也大量運(yùn)用該模型評(píng)價(jià)胰島素抵抗，本文將對(duì)應(yīng)用該模型的所有中文運(yùn)動(dòng)科學(xué)研究論文進(jìn)行研究，分析該模型的使用情況，探討在使用過(guò)程中應(yīng)該注意的問(wèn)題。

3.1 隊(duì)列研究中HOMA的應(yīng)用

對(duì)于糖尿病患者、糖耐量異常者和肥胖者β細(xì)胞功能和胰島素抵抗的縱向比較研究，HOMA可以作為一種最有效的評(píng)價(jià)手段，通過(guò)觀察運(yùn)動(dòng)前后HOMA的變化情況，從統(tǒng)計(jì)學(xué)分析的角度得出運(yùn)動(dòng)干預(yù)效果。黃彩華［5］等以HOMA1-IR評(píng)價(jià)胰島素抵抗，2型糖尿病婦女（n=11）經(jīng)過(guò)24周包括30 min有氧運(yùn)動(dòng)和20 min抗阻力練習(xí)內(nèi)容的有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)后，胰島素抵抗較運(yùn)動(dòng)干預(yù)前下降了88.6%。詹曉梅［7］等觀察了運(yùn)動(dòng)干預(yù)后肥胖者胰島素抵抗的縱向變化情況，4周有氧運(yùn)動(dòng)后，與與運(yùn)動(dòng)前相比，以HOMA1-IR評(píng)價(jià)胰島素抵抗，BMI＞30的男性青少年（n=20）和女性青少年（n=20）的胰島素抵抗分別下降47.4%和28.6%。

3.2 橫斷面研究中HOMA的應(yīng)用

HOMA也常被應(yīng)用在運(yùn)動(dòng)影響胰島素抵抗的橫斷面研究中，主要用于描述在同一個(gè)時(shí)點(diǎn)的不同運(yùn)動(dòng)處方干預(yù)后，研究對(duì)象β細(xì)胞功能和胰島素抵抗的變化情況，從而確立運(yùn)動(dòng)與胰島素抵抗之間的明確關(guān)聯(lián)。錢(qián)振宇［8］等對(duì)不同運(yùn)動(dòng)方式干預(yù)后糖耐量異常者胰島素抵抗的變化情況進(jìn)行了橫斷面研究，24周運(yùn)動(dòng)干預(yù)后，以HOMA1-IR評(píng)價(jià)胰島素抵抗，運(yùn)動(dòng)后健步走組（n=19）以及健步走+抗阻運(yùn)動(dòng)組（n=19）的中老年糖耐量異常者胰島素抵抗減少程度一致，提示中老年糖耐量異常者的胰島素抵抗能夠通過(guò)運(yùn)動(dòng)干預(yù)得以緩解，且健步走和抗阻運(yùn)動(dòng)單獨(dú)使用或聯(lián)合應(yīng)用的效果無(wú)差異。王寧琦［9］等對(duì)肥胖青年運(yùn)動(dòng)干預(yù)進(jìn)行了橫斷面研究，描述肥胖胰島素抵抗在不同運(yùn)動(dòng)干預(yù)后的變化情況，4周低氧和常氧減肥訓(xùn)練后，以HOMA1-IR評(píng)價(jià)胰島素抵抗，訓(xùn)練后低氧組（n=11）和常氧組（n=7）胰島素抵抗的下降程度一致，可以認(rèn)為肥胖青年胰島素抵抗能夠被低氧和常氧運(yùn)動(dòng)緩解，2種干預(yù)方式的結(jié)果一致。

3.3 HOMA-%B的應(yīng)用

HOMA是一種基于通宵禁食后自平衡狀態(tài)的葡萄糖-胰島素反饋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，包括了一系列非線性經(jīng)驗(yàn)公式，用于描述涉及葡萄糖穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)的一些組織和器官的功能，并在數(shù)字化的程度解決了對(duì)于禁食狀態(tài)下葡萄糖、胰島素、C肽濃度和胰島功能的預(yù)測(cè)，其中也包括了β細(xì)胞功能和胰島素抵抗的預(yù)測(cè)。孫亞威［10］等研究了12周有氧運(yùn)動(dòng)干預(yù)后超重和肥胖早發(fā)2型糖尿病者胰島素抵抗和β細(xì)胞功能的變化情況，運(yùn)用HOMA%B評(píng)價(jià)β細(xì)胞功能，HOMA-IR評(píng)價(jià)胰島素抵抗，結(jié)果顯示，與運(yùn)動(dòng)前相比，超重和肥胖早發(fā)2型糖尿病者（n=59）HOMA%B和HOMA-IR分別增加16.1%和減少54.3%，胰島素抵抗緩解，β細(xì)胞功能改善。

3.4 HOMA2模型的應(yīng)用

作為一種精確性更高，應(yīng)用范圍更為廣泛的胰島素抵抗和β細(xì)胞功能評(píng)價(jià)的方法，HOMA2模型的使用文獻(xiàn)數(shù)量極少，與該方法的認(rèn)知度以及統(tǒng)計(jì)軟件使用的便利程度等因素有關(guān)。公開(kāi)發(fā)表的論文中應(yīng)用該模型的研究為王正珍［14］等采用HOMA2中的HOMA2-IR公式計(jì)算HOMA2-B%和HOMA2-S%，用于評(píng)價(jià)β細(xì)胞功能和胰島素敏感性，研究運(yùn)動(dòng)對(duì)糖尿病前期人群胰島素敏感性影響，12周有氧運(yùn)動(dòng)后，葡萄糖調(diào)節(jié)異常者（n=64）HOMA2%B和HOMA2%S較運(yùn)動(dòng)前分別下降16.4%和增加32.1%，胰島素敏感性增加33.3%。

4 HOMA應(yīng)用中值得探討的問(wèn)題

4.1 樣本數(shù)量與HOMA結(jié)果的可靠性

HOMA的作者僅對(duì)很小樣本的正常糖代謝者（n=12）和2型糖尿病者（n=11）的胰島素抵抗與葡萄糖鉗夾技術(shù)做了相關(guān)研究，隨后的研究者證明在更大樣本的研究中能夠得出更好的相關(guān)性，可靠性也大幅增加，Emoto［3］等應(yīng)用HOMA與葡萄糖鉗夾技術(shù)評(píng)價(jià)了糖尿病者（n=45）的胰島素抵抗，經(jīng)過(guò)間隔2周的重復(fù)檢測(cè)和比較，胰島素抵抗指數(shù)密切相關(guān)（r=-0.73），兩次測(cè)定變異率11.7%，相關(guān)系數(shù)=0.958。中文運(yùn)動(dòng)科學(xué)研究中，使用該模型的研究中最大樣本數(shù)［15］為160人，樣本數(shù)超過(guò)100人［16-20］的研究為5項(xiàng)；研究樣本數(shù)量［21，22］最小為17人，甚至低于HOMA模型作者研究中的樣本數(shù)量。后續(xù)的補(bǔ)充研究反復(fù)提示：在病例較多的情況下HOMA與葡萄糖鉗夾技術(shù)測(cè)定的結(jié)果有很好的相關(guān)性，擴(kuò)大標(biāo)本量能“濾掉噪音”，樣本量增大能夠使研究結(jié)果的可靠性顯著增加［23，24］。

4.2 計(jì)量單位的標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)據(jù)處理

HOMA中胰島素單位為mU/L，空腹血糖單位為mmol/L，HOMA中胰島素抵抗指數(shù)值呈非正態(tài)分布，為了便于后期進(jìn)行正確的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析比較，需要取其自然對(duì)數(shù)形式［1，24］。已經(jīng)發(fā)表的中文運(yùn)動(dòng)科學(xué)文獻(xiàn)中采用了諸如化學(xué)發(fā)光法［20］、放射免疫法［6］、酶聯(lián)免疫法［25］等方法檢測(cè)空腹胰島素，使用的胰島素濃度單位各不相同，其中僅僅有李?lèi)偅?7］田延鳳［26］周慶海［27］、李娟［25］、黃彩華［5］、劉一平［6］、蘇靜［20］等的7篇文獻(xiàn)中胰島素濃度單位與HOMA的標(biāo)準(zhǔn)單位完全一致。更值得注意的是，在使用HOMA計(jì)算胰島素抵抗數(shù)值時(shí)，進(jìn)行自然對(duì)數(shù)處理的文獻(xiàn)數(shù)量為僅為6篇，諸如劉鷗［16］、陳開(kāi)寧［21］，高皞［28］、王彥麗［19］、徐麗英［29］、周慶海［27］等的研究，其它文獻(xiàn)在沒(méi)有對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行任何統(tǒng)計(jì)學(xué)方式的前期處理和說(shuō)明的情況下，便對(duì)呈非正態(tài)分布的HOMA胰島素抵抗數(shù)據(jù)進(jìn)行了T檢驗(yàn)、方差分析以及相關(guān)性分析等進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理，并得出結(jié)果，成為論文分析和討論的數(shù)據(jù)依據(jù)。

4.3 對(duì)β細(xì)胞功能評(píng)價(jià)的應(yīng)用

HOMA從建立伊始就具備了對(duì)β細(xì)胞功能的評(píng)價(jià)能力，并被后續(xù)的研究不斷證實(shí)，但是其存在的缺陷也是顯著的，首先是僅僅能夠在一定范圍內(nèi)做到對(duì)胰島素的精確測(cè)定；其次是不能精確反映胰島脈沖式分泌胰島素對(duì)胰島素抵抗的影響；最后是缺乏鑒別胰島素原的能力［1，4］。但是其在評(píng)價(jià)β細(xì)胞功能上的相對(duì)可靠性和便利性還是得到學(xué)界的肯定。已經(jīng)發(fā)表的中文運(yùn)動(dòng)科學(xué)中應(yīng)用HOMA評(píng)價(jià)β細(xì)胞功能的文獻(xiàn)數(shù)量極少，如孫亞威［10］、王正珍［14］、劉鷗［16］和李博文［30］的研究。

4.4 動(dòng)物研究中HOMA的使用

對(duì)于動(dòng)物研究而言，2008年以前運(yùn)用HOMA評(píng)價(jià)β細(xì)胞功能和胰島素抵抗在學(xué)術(shù)界還存在爭(zhēng)議［31］，該模型是以小樣本的人作為研究對(duì)象，并沒(méi)有涉及動(dòng)物的應(yīng)用問(wèn)題。之后雖然國(guó)外也有研究應(yīng)用HOMA評(píng)價(jià)小鼠胰島素抵抗［32］，但是缺乏動(dòng)物應(yīng)用該指數(shù)有效性的理論研究支持。一直到2008年Cacho J［31］和Lee S［33］對(duì)SD大鼠、Wistar大鼠、C57BL6小鼠和轉(zhuǎn)基因小鼠的研究成果公開(kāi)發(fā)表后，才證明了HOMA在鼠類(lèi)動(dòng)物中應(yīng)用的有效性，在與評(píng)價(jià)胰島素抵抗的“金標(biāo)準(zhǔn)”葡萄糖鉗夾技術(shù)進(jìn)行了比較后，最終認(rèn)為HOMA評(píng)價(jià)鼠類(lèi)的β細(xì)胞功能和胰島素抵抗具有和人類(lèi)一致的可靠性和有效性。值得一提的是，在鼠類(lèi)應(yīng)用該模型時(shí)同樣存在本文已經(jīng)討論過(guò)的注意事項(xiàng)。

研究鼠類(lèi)胰島素抵抗的運(yùn)動(dòng)科學(xué)論文數(shù)量接近人類(lèi)研究的數(shù)量，但是該類(lèi)研究中HOMA使用的嚴(yán)謹(jǐn)性值得探討。以2008年HOMA適用于鼠類(lèi)研究的論文公開(kāi)發(fā)表為時(shí)間節(jié)點(diǎn)，在這之前發(fā)表的應(yīng)用HOMA評(píng)價(jià)鼠類(lèi)胰島素抵抗的運(yùn)動(dòng)科學(xué)研究論文數(shù)量超過(guò)10篇；2008年以后發(fā)表的應(yīng)用HOMA評(píng)價(jià)鼠類(lèi)胰島素抵抗的論文數(shù)量超過(guò)20篇，在應(yīng)用HOMA時(shí)均未參考或引用鼠類(lèi)應(yīng)用該模型的相關(guān)研究成果，即Cacho J和Lee S的研究論文，都仍然以1985年初次公開(kāi)發(fā)表的人類(lèi)HOMA研究成果為參考依據(jù)，即Matthews DR等的論文，部分論文在應(yīng)用HOMA時(shí)更是未做任何引用或說(shuō)明。

5 小結(jié)

相對(duì)于給予葡萄糖刺激的葡萄糖鉗夾技術(shù)而言，起初HOMA僅僅是在基礎(chǔ)狀態(tài)下評(píng)價(jià)人類(lèi)b細(xì)胞功能和胰島素抵抗的方法，然而經(jīng)過(guò)不斷的完善和發(fā)展，其適用范圍也從人類(lèi)拓展到鼠類(lèi)，并發(fā)展出了適用葡萄糖刺激狀態(tài)下的線性方程，使該模型能夠在運(yùn)動(dòng)科學(xué)研究中廣泛使用。盡管是一種簡(jiǎn)單的線性方程，作為復(fù)雜和繁瑣的胰島素抵抗評(píng)價(jià)方法的替代手段，HOMA還是能夠在運(yùn)動(dòng)科學(xué)研究中用于定量分析和預(yù)測(cè)b細(xì)胞功能以及計(jì)算胰島素抵抗的近似值。然而在使用該模型時(shí)，應(yīng)考慮到研究類(lèi)型、樣本數(shù)量、數(shù)據(jù)處理的合理性以及指標(biāo)單位使用的一致性等制約因素，特別是在研究設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該充分創(chuàng)造條件，在評(píng)價(jià)b細(xì)胞功能和胰島素抵抗時(shí)盡量?jī)?yōu)先使用計(jì)算模型HOMA-%S、HOMA-%B，實(shí)現(xiàn)HOMA功能的最優(yōu)化。

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